掺混合材的硅酸盐水泥PPT课件.ppt

第三章第二节掺混合材的硅酸盐水泥 定义 由硅酸盐水泥熟料 掺入适量的混合材料和石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料 种类 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥等 影响这些水泥性能的主要因素是混合材料的种类和掺量 注意将这些水泥的组成 性能 应用等与硅酸盐水泥进行比较 1 一 混合材料定义 在水泥生产过程中 掺入的天然或人工矿物材料 目的 节约能源 利用工业废料 降低成本 增加品种 改善性能等 分类 活性混合材料和非活性混合材料 一 非活性混合材料组成 SO2 Al2O3 Fe2O3 结构 为结晶结构 常温下不能与石灰进行反应 品种 石英砂 石灰石 粘土 慢冷矿渣等 2 二 活性混合材料常温下在碱性和硫酸盐环境中能发生水化及凝结硬化 xCa OH 2 SiO2 mH2O xCaO SiO2 x m H2OyCa OH 2 Al2O3 nH2O yCaO Al2O3 y n H2OC3AH6 3CaSO4 2H2O 19H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O常见品种 粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 火山灰 凝灰岩 浮石 沸石岩 烧页岩 烧粘土 烧煤矸石 硅灰等 粉煤灰 组成与结构 活性SiO2 活性Al2O3 活性Fe2O3 无定型玻璃体结构 3 二 普通硅酸盐水泥1 定义 由硅酸盐水泥熟料 6 15 混合材料 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 P O 2 技术要求 初凝 45min终凝 10h 共分6个强度等级 见表3 6 其余基本同硅酸盐水泥 3 性能 与硅酸盐水泥比较 早期硬化稍慢 水化热略低 强度稍有下降 抗冻性 耐磨性 抗碳化性能略低 耐腐蚀性能稍好 应用范围更广 4 三 矿渣水泥 火山灰质水泥 粉煤灰水泥 复合水泥1 定义与组成 矿渣水泥 P S 由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣 20 70 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 火山灰水泥 P P 由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料 20 50 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 粉煤灰水泥 P F 由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰 20 40 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 复合水泥 P C 由硅酸盐水泥熟料 两种或两种以上规定的混合材料 15 50 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 5 2 技术要求要求基本同普通硅酸盐水泥 3 水化过程及特点 1 水化分两步进行第一步 硅酸盐水泥熟料首先水化 形成碱性和硫酸盐环境 第二步 在碱性和硫酸盐激发剂作用下 活性混合材料水化 2 水化过程特点 与硅酸盐水泥比较 水化特点 水化速度较慢 水化热较低 凝结硬化速度较慢 原因 熟料少 C3A和C3S少 二次反应 水化产物特点 Ca OH 2和C3AH6少 碱度低 原因 熟料少 活性混合材料水化消耗Ca OH 2 上述特点程度取决于活性混合材料的掺量 掺量越大 其特点越突出 6 4 性能与应用 1 矿渣水泥 早强低 后强高 适用于一般的地上 地下 水中混凝土工程 适合蒸汽养护 不宜早强要求高 低温环境施工的工程 水化热小 且放热缓慢 适用于大体积的混凝土工程 耐腐蚀性较好 耐热性好 适用于有硫酸盐 镁盐 软水等腐蚀作用的工程 耐热混凝土工程 抗冻性 抗碳化性差 耐磨性差 保水性差 干缩大 不宜严寒地区工程 抗碳化工程 地面和路面工程 干湿循环频繁的工程 7 2 火山灰水泥 粉煤灰水泥与矿渣水泥比较 火山灰水泥泌水性较小 抗渗性较好 耐磨性较差 结构疏松多孔 粉煤灰水泥需水量比较低 干缩性比较小 抗裂性较好 3 复合水泥与普通水泥比较 强度发展上接近普通水泥 但水化热较低 耐腐蚀性能较好 并具有与之接近的抗渗性和抗冻性 是一种综合性能好的水泥 通用水泥的主要性能与应用见表3 8 8 第三节专用水泥和特性水泥 一 道路硅酸盐水泥 1 定义 由道路硅酸盐水泥熟料 0 10 活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料 2 熟料矿物组成特点 铝酸三钙含量 5 0 铁铝酸四钙的含量 16 0 3 技术指标特点 初凝时间不得早于1 5h 终凝时间不得迟于10h 干缩率不得大于0 10 28d磨耗量不得大于3 00kg 强度等级为32 5 42 5 52 5三个等级 4 性能特点 具有较高的早强和抗折强度 耐磨性好 干缩小 抗冲击性和抗冻性好 具有一定的抗硫酸盐腐蚀性能 9 二 白色硅酸盐水泥 组成特点 氧化铁的含量 0 5 此外控制氧化锰 氧化钛 氧化铝的含量 技术指标特点 白度 与氧化镁标准版的反射率的比值 87 彩色硅酸盐水泥 白色硅酸盐水泥熟料与适量的石膏和耐碱矿物颜料共同磨细 应用 装饰砂浆和混凝土 如水磨石 水刷石 斩假石 人造大理石等 10 三 快硬硅酸盐水泥 1 定义 以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的早期 3d 强度增长率较快的水硬性胶凝材料 2 组成特点 熟料中C3A C3S 石膏掺量 粉磨细度 3 技术指标 3d抗压强度表示 分325 375 425三个标号 4 应用 配制早强 高强度等级的混凝土 适用于紧急抢修工程 低温施工工程和高强度等级的混凝土预制构件等 11 四 中热水泥 低热水泥和低热矿渣水泥 1 定义 中热水泥 P MH 以适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入适量的石膏 磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料 低热水泥 P LH 以适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入适量的石膏 磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料 低热矿渣水泥 P SLH 以适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入20 60 粒化高炉矿渣 适量的石膏 磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料 12 2 组成特点熟料矿物中 C3A C3S C4AF C2S C3S不宜过少 否则早强 3 性能特点 中热水泥水化热较低 抗冻性与耐磨性较高 低热矿渣水泥水化热更低 早期强度低 抗冻性与耐磨性较差 低热水泥性能处于二者之间 4 工程应用 中热水泥和低热水泥适用于大体积高抗冻性和耐磨性的工程 如水工建筑物水位变动区的覆面层及大坝溢流面 低热矿渣水泥适用于大体积建筑物或大坝内部要求更低水化热的部位 均可用于较低硫酸盐侵蚀程度的工程 13 五 抗硫酸盐硅酸盐水泥 1 定义中抗硫酸盐水泥 P MSR 以适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入适量石膏 磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料 高抗硫酸盐水泥 P HSR 以适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入适量石膏 磨细制成的具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料 14 2 熟料矿物组成特点熟料矿物中 C3A C3S C4AF C2S C3S不宜过少 否则早强 3 技术指标特点按3d和28d龄期的抗压和抗折强度划分为425 525两个标号 4 抗硫酸盐腐蚀能力评定方法抗硫酸盐腐蚀系数F 水泥试件在硫酸根离子浓度分别为2500mg L和8000mg L的硫酸钠溶液中 浸泡6个月后的强度与同时浸泡在饮用水中的试件的强度之比 F 0 8 5 工程应用主要用于受硫酸盐侵蚀的海港 水利 地下 隧道 引水 道路和桥梁基础等工程 15 六 膨胀水泥和自应力水泥1 膨胀水泥硬化结构形成原理膨胀水泥组成包括强度组分和膨胀组分 膨胀组分水化时形成体积膨胀的产物 强度组分其水化产物修补由于膨胀产生的结构破坏和形成强度 两组分的作用交替进行 直至膨胀水泥石结构最终形成 2 定义和分类定义 硬化过程中体积不收缩或微有膨胀的水泥 分类 1 按线膨胀率 1 膨胀水泥 1 3 自应力水泥 16 2 按成分 自应力硅酸盐水泥 明矾石膨胀水泥 铝酸盐自应力水泥 膨胀硫铝酸盐水泥和自应力硫铝酸盐水泥3 技术指标特点膨胀水泥1d 28d自由膨胀率 自应力水泥1d 28d自由膨胀率 7d 28d自应力值 确定等级 4 工程应用膨胀水泥石结构致密 所以具有良好的抗渗性和抗冻性 配制防水砂浆和防水混凝土 浇灌构件的接缝及管道的接头 堵塞与修补漏洞与裂缝等 自应力钢筋混凝土结构工程和制造自应力压力管等 17 第四节铝酸盐水泥 定义 凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料 磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥 CA 一 分类和矿物组成按Al2O3的含量 CA 5050 Al2O3 60 CA 6060 Al2O3 68 CA 7068 Al2O3 77 CA 8077 Al2O3矿物成分 主要CA CA2 次要C12A7 C2S C2AS 若CA 则水硬活性 水化速度 若CA2 则耐火性能 水化速度 18 二 铝酸盐水泥的水化和硬化结构1 铝酸一钙的水化 20 时CA 10H2O CAH1O 20 30 时2CA 11H2O C2AH8 AH3 30 时3CA 12H2O C3AH6 2AH32 二铝酸一钙的水化 20 时2CA2 26H2O 2CAH1O 2AH3 20 30 时2CA2 17H2O C2AH8 3AH3 30 时3CA2 21H2O C3AH6 5AH3 19 3 硬化结构 CAH10和C2AH8针状或板状结晶形成坚强的骨架 难溶于水的氢氧化铝凝胶填充其中形成致密的凝胶体结构 具有很高的强度 晶型转变 自发过程 随温度增高而加速 CAH10和C2AH8 亚稳定相 C3AH6 稳定相 晶型转变后果 析出大量的游离水 增大了孔隙体积 强度降低 20 4 性能特点与应用 1 快硬早强 CA 50 CA 60 宜于紧急抢修工程和早强要求高的工程 2 早期水化热大 CA 50 CA