土木工程材料三PPT课件

1、第四章、气硬性胶凝材料胶凝材料:在一定条件下，经过自身的一系列物理、化学变化作用，能将散粒材料（砂、石子）或块片状材料（砖、板、砌块）粘结为整体并具有一定强度的材料。胶凝材料按化学成分分类：无机胶凝材料；有机胶凝材料。第1页/共157页无机胶凝材料：水泥；石灰；石膏；水玻璃。有机胶凝材料：沥青；树脂；有机高分子聚合物。胶凝材料按硬化条件分类：气硬性胶凝材料；水硬性胶凝材料。第2页/共157页气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化水硬性胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化.无机胶凝材料分为：气硬性胶凝材料；水硬性胶凝材料.第3页/共157页4.1 石灰4.1.1 石灰的生产及分类石灰:

2、用石灰岩、白垩、白云石石灰岩或以碳酸钙为主的天然原料，经过煅烧而得到的块状产品.生石灰的主要成分： CaO石灰特点：原料来源广泛，生产工艺简单，使用方便，广泛应用.第4页/共157页石灰石白云质石灰石第5页/共157页生石灰第6页/共157页石灰的生产：矿物煅烧 CaCO3 900 CaO + CO2石灰按MgO分类：钙质石灰：氧化镁小于等于5%;镁质石灰：氧化镁大于5%.第7页/共157页石灰的土窑生产第8页/共157页石灰的土窑生产第9页/共157页石灰的生产设备第10页/共157页武钢乌龙泉矿日产600吨回转窑第11页/共157页4.1.2 石灰的熟化熟化(消化):工地上使用生石灰时，通

3、常将生石灰加水，使之消解为熟石灰（消石灰）(氢氧化钙)的过程。CaO + H2O Ca(OH)2 + 64.9 103 J熟化特点：（1）放热反应速度度快，放热量大，体积增大。（2）体积膨胀消化时体积急剧膨胀达12.5倍.第12页/共157页石灰熟化方法（1）制成石灰膏在化灰池化灰：加水2.53倍.陈伏:为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰坑中“陈伏”两周以上，其间石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。 石灰膏可用来拌制砌筑砂浆或抹面砂浆。1kg生石灰可熟化成1.53 L石灰膏。第13页/共157页陈伏：石灰浆在储灰坑内陈伏2周以上石灰熟化示意图第14页/共157页4.1.3 石灰

4、的硬化（1）、干燥作用干燥时，石灰浆体中多余水分蒸发或被砌体吸收而使石灰粒子紧密接触获得一定强度。 （2）、结晶作用石灰浆在干燥过程中，游离水分蒸,引起溶液某种程度的过饱和，Ca(OH)2 逐渐从饱和溶液中结晶析出，形成结晶结构网，使强度继续增加。第15页/共157页（3）、碳化硬化Ca(OH)2 与空气中水分和CO2反应，生成不溶于水的CaCO3晶体。 CO2 +H2O+Ca(OH)2 CaCO3晶体这个反应过程称为碳化。石灰硬化体:由表面 CaCO3晶体和内部Ca(OH)2晶体组成。第16页/共157页4.1.4 石灰的技术性质和技术标准建筑工程中使用的石灰品种：建筑生石灰；建筑石灰粉；建

5、筑消石灰粉。建筑消石灰粉按氧化镁含量分类：钙质消石灰粉（氧化镁小于4%）；镁质消石灰粉（氧化镁大于等于4%小于24%）；白云石质消石灰（氧化镁大于等于24%小于30%）。第17页/共157页4.1.5 石灰的特性、应用及储存4.1.5.1石灰的特性（1） 、 可塑性和保水性较好；（2）、石灰熟化时放热量大，体积膨胀大；（3）、硬化缓慢；（4）、硬化时体积收缩大，硬化后强度降低（5）、 耐水性差。 第18页/共157页4.1.5.2 石灰的运用（1）、配制石灰乳涂料熟化好的石灰膏或消石灰粉加入过量的水搅拌稀释成为石灰乳作涂料。 （消石灰粉或石灰浆 + 108胶），作涂料。（2）、配制石灰砂浆、水

6、泥石灰混合砂浆，砌筑砖石及抹灰。第19页/共157页（3）、拌制石灰土和石灰三合土消石灰与粘土按一定比例拌和制成灰土，再加砂（或碎石、炉渣）制成三合土，作建筑地基、道路路基。（4）、制作硅酸盐制品粉煤灰砖、砌块、灰砂砖：是用磨细的石灰和含硅材料（砂、粉煤灰、磨细的煤矸石、页岩、工业废渣）为胶凝材料，加少量石膏，经蒸气养护或蒸压养护的产品。第20页/共157页硅酸盐建筑制品 (绿色制品) 砂 灰砂砖石灰 +粉煤灰 +水+蒸压 粉煤灰砖 煤矸石 煤矸石砖第21页/共157页（5）制作碳化石灰板碳化石灰板:用生石灰粉、纤维材料（玻璃纤维或炉渣）加水搅拌、成型后制成胚体，再通入高浓度二氧化碳进行人工碳

7、化（1224h）制成。应用：作隔墙板、天花板.第22页/共157页4.1.5.3 石灰的储存与运输生石灰要防止受潮，不宜长期贮存。运输时，不得与易燃、易爆和湿物品混装。生石灰受潮熟化时放出大量的热，并且体积膨胀，不安全。第23页/共157页4.2 石膏石膏胶凝材料:以硫酸钙(CaSO4)为主要成分的气硬性胶凝材料。石膏：由天然二水石膏经过煅烧脱水制成。4.2.1 石膏的生产按硫酸钙含晶体水数量分类：二水石膏（CaSO4.2H2O）即生石膏；半水石膏：（CaSO4.1/2H2O）;无水石膏：（CaSO4）。第24页/共157页红石膏石膏第25页/共157页二水石膏第26页/共157页建筑石膏的生

8、产：煅烧脱水170到200 ：石膏继续脱水，变成可溶的硬石膏,200到250 ：生成的石膏仅残留微量水分，凝结硬化异,常缓慢。OHOHCaSOCOHCaSOo22424211211701072第27页/共157页大于400 ：石膏将分解部分CaO，称为高温煅烧石膏。4.2.2 建筑石膏的凝结硬化建筑石膏-将型半水石膏磨成细粉得到的石膏。建筑石膏与适量的水拌和后，将重新水化成二水石膏，并快速凝结硬化。OHCaSOOHOHCaSO24224221121反应式：第28页/共157页建筑石膏遇水反应过程如图所示建筑石膏凝结硬化示意图第29页/共157页建筑石膏凝结硬化示意图第30页/共157页硬化石膏

9、的结构第31页/共157页4.2.3 建筑石膏的技术性质及特点4.2.3.1 建筑石膏的技术要求建筑石膏为白色粉末密度： 2.62.75g/cm3; 表观密度： 8001100kg/m3堆积密度： 1000-1200kg/m3;松散堆积密度：800-1000kg/m3。第32页/共157页4.2.3.2 建筑石膏的特点（1）、凝结硬化快初凝不小于3min,在常温下一般几分钟（6分钟）可初凝，30分钟内终凝，约一周时间可完全硬化.（2）、凝结硬化时体积微膨胀石膏硬化过程中体积略有膨胀(0.050.15%)，浇注成型能得到尺寸精确、表面光滑、致密、轮廓清晰的构件，干燥时不产生收缩裂缝。第33页/共

10、157页（3）、保温、隔热性和吸声性良好（4）、防火性能好建筑石膏硬化后主要成分为CaSO4.2H2O遇火时，其中的结晶水脱出能吸收热量,且生成的无水石膏是良好的热绝缘体。（5）、具有一定的调温、调湿性（6）、耐水性、抗冻性差软化系数为0.20.3，不宜用于室外。（7）、加工性能好第34页/共157页4.2.4 建筑石膏的应用于储存4.2.4.1 建筑石膏的应用（1）室内粉刷及抹灰（2）建筑装饰制品（3）石膏墙体材料4.2.4.2建筑石膏储存储存不超过3个月，性能下降。运输、储存注意防潮。第35页/共157页石膏立柱第36页/共157页纸面石膏板第37页/共157页4.3 水玻璃1、水玻璃（泡

11、花碱）的组成：是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅合成的可溶于水的硅酸盐。建筑常用的水玻璃：钠水玻璃： NaNa2 2O OSiOSiO2 2；钾水玻璃 ：2 2SiOSiO2 2；硅酸锂水玻璃：i i2 2O OSiOSiO2 2。液体水玻璃特征：胶体特征；有溶液特征的胶体溶液。第38页/共157页水玻璃第39页/共157页2、水玻璃中的n值 （模数）R R - - 碱金属氧化物碱金属氧化物根据水玻璃模数的不同分为：根据水玻璃模数的不同分为：“碱性碱性”水玻璃水玻璃（）（）“中性中性”水玻璃水玻璃（33）实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都实际上中性水玻璃和碱性水玻璃的溶液都呈明显的碱性反应

12、呈明显的碱性反应ORSiOn22第40页/共157页 n值越大，水玻璃中胶体组分越多，水玻璃的粘性越大，越难溶于水，但容易分解硬化，粘结能力较强。土木工程中常用水玻璃的n值： 2.5至2.8之间。3、水玻璃中n值的调整加入Na2O， 可以降低n值；溶入硅胶SiO2，可以提高n值。第41页/共157页4.3.1 水玻璃的生产原材料：石英砂；纯碱。生产工艺：将石英砂和纯碱按一定比例混合后，在13001400煅烧生成熔融状硅酸钠Na2O.nSiO2,冷却后得到固态水玻璃，再在高温加压水中溶解，制成溶液状水玻璃产品。nSiO2+Na22CO3 Na2O.nSiO2+CO2第42页/共157页4.3.2

13、 水玻璃的硬化水玻璃在空气中吸收水分和二氧化碳，生成无确形硅胶(nSiO2.mH2O)，在空气中逐渐干燥脱水而硬化。Na2O.nSiO2+CO2+mH2O NaCO3+NSiO2.mH2O由于空气中二氧化碳的浓度较低，反应很慢。为了加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠(Na2SiF6)作为促硬剂，加速二氧化硅凝胶的析出。 第43页/共157页4.3.3 水玻璃的性质（1）、良好的粘结能力（2）、良好的耐酸性（3）、耐热性好。4.3.4 水玻璃的应用（1）涂刷材料表面，提高抗风化能力 （2）加固土壤将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替灌于基础中反应生成的硅胶，起胶结作用，能够包裹土粒并填充其孔隙。第44页/

14、共157页（3）配制速凝防水剂将水玻璃溶液掺入砂浆或混凝土中，可以使砂浆或混凝土急速硬化，用于堵漏抢修。（4）配制耐热砂浆和耐热混凝土（5）配制耐酸砂浆和耐酸混凝土，用于防腐工程。第45页/共157页第四章、作业第四章、作业1 1、试述胶凝材料的分类及区别？、试述胶凝材料的分类及区别？2 2、试述石灰成品的分类及主要成分？、试述石灰成品的分类及主要成分？3 3、试述石灰的特性及用途？、试述石灰的特性及用途？4 4、什么是欠火石灰和过火石灰？各有何特、什么是欠火石灰和过火石灰？各有何特点？点？5 5、何谓陈伏，石灰在使用前为什么要进行、何谓陈伏，石灰在使用前为什么要进行陈伏？陈伏？第46页/共1

15、57页6 6、如何储存生石灰？、如何储存生石灰？7 7、试述建筑石膏的特性及用途？、试述建筑石膏的特性及用途？8 8、试述水玻璃的特性及用途？、试述水玻璃的特性及用途？第47页/共157页第五章、水泥水泥:是一种水硬性胶凝材料，能在空气中潮湿环境和水中凝结、硬化、发展和保持强度。按矿物组成分类：硅酸盐类水泥; 铝酸盐类水泥；硫铝酸盐水泥； 氟铝酸盐水泥；铁铝酸盐水泥。第48页/共157页第49页/共157页按性能和用途分类：通用水泥； 专用水泥； 特性水泥。通用水泥：为硅酸盐类水泥，主要用于土木工程专用水泥：为砌筑水泥； 道路水泥； 防射线水泥； 油井水泥。第50页/共157页按混合材料品种和

16、掺量分类：硅酸盐水泥； 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。第51页/共157页特性水泥特点：快硬水泥、无收缩快硬水泥、中热和低热水泥、膨胀水泥；抗硫酸盐水泥特性水泥特点：为快硬水泥、无收缩快硬水泥、中热和低热水泥、膨胀水泥；抗硫酸盐水泥。第52页/共157页第53页/共157页第54页/共157页第55页/共157页5.1 通用硅酸盐水泥5.1.1 通用硅酸盐水泥的定义与分类通用硅酸盐水泥:是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。通用硅酸盐水泥分类：硅酸盐水泥；普通硅酸盐水泥；矿渣硅酸盐水泥；火山灰质硅酸盐水泥；粉

17、煤灰硅酸盐水泥；复合硅酸盐水泥。第56页/共157页5.1.2 通用硅酸盐水泥的生产通用硅酸盐水泥的原料1、石灰质原料石灰石、大理石、贝壳和白垩等。主要成分:CaCO3,主要提供CaO。2、粘土质原料主要成分： SiO2、Al2O3及Fe2O3。粘土、粘土质页岩、黄土。第57页/共157页3、校正原料：（辅助原料）铁矿粉的铁质原料：补充氧化铁的含量。砂岩的硅质原料：增加二氧化硅的成分等。校正原料主要补充生料中Fe2O3的不足。铁矿粉、河砂、硅藻土、矾土。第58页/共157页硅酸盐水泥的生产两磨一烧：制备生料（一磨）煅烧熟料（一烧）粉磨水泥（二磨）第59页/共157页硅酸盐水泥生产工艺示意图第6

18、0页/共157页第61页/共157页按生料制备方法分湿法干法立窑生产回转窑生产普通立窑机械化立窑干法回转窑湿法回转窑半干法回转窑第62页/共157页第63页/共157页水泥生产企业烧成车间外景第64页/共157页水泥熟料+石膏+混合材 水泥 水泥生产企业粉磨车间主要设备第65页/共157页5.1.3 通用硅酸盐水泥的凝结硬化5.1.3.1 硅酸盐水泥的水化水化:硅酸盐水泥加水后，其矿物与水作用生成一系列新的化合物。水化产物:生成的新的化合物。第66页/共157页硅酸盐水泥熟料主要矿物及含量矿物名称化学成分 代号含量（%） 硅酸三钙 3CaO.SiO2 C3S 4565 硅酸二钙 2CaO.Si

19、O2 C2S 1530 铝酸三钙 CaO.Al2O3 C3A 715铁铝酸四钙4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 1018第67页/共157页硅酸三钙形貌第68页/共157页硅酸二钙形貌第69页/共157页铝酸三钙形貌第70页/共157页铁铝酸四钙形貌第71页/共157页（1）、硅酸三钙的水化硅酸三钙与水作用时，反应较快，水化放热量大，在常温下的水化反应产物是水化硅酸钙。（2）、硅酸二钙的水化硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化反应产物是水化硅酸钙。（3）、铝酸三钙的水化铝酸三钙与水作用时，反应极快，放热大，水化产物是水化铝酸三钙。第72页/共157页（4）、铁铝酸四钙的水化铁铝酸四钙与

20、水作用时，反应也较快，放热大量中等，生成水化铝酸三钙和水化铁铝酸钙（凝胶）.第73页/共157页硅酸盐水泥单矿物的水化特性 矿物名称 水化硬度 放热量 强度 C3S 快 大 高 C2S 慢 小 早低后高 C3A 最快 最大 低 C4AF 中 中 低第74页/共157页5.1.3.2 硅酸盐类水泥的凝结硬化水泥凝结:水泥加水拌和后，成为具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性，还不具有强度的过程。水泥的硬化:水泥浆产生明显的强度并逐渐发展而成坚硬的石状固体（水泥石）的过程。硅酸盐水泥水化和凝结硬化：是一个连续、复杂的物理、化学变化过程。水化：是凝结硬化的前提。凝结硬化：是水化的结果。第75页/

21、共157页图5-1 水泥凝结硬化过程示意图第76页/共157页水泥凝结硬化过程第77页/共157页5.1.3.3 影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素（1）、水泥的熟料矿物组成和细度水泥的熟料各种矿物含量不同，水泥的凝结硬化特点也不同。（2）、水泥浆的水灰比水泥浆的水灰比:指水泥浆中水与水泥的质量之比。加入的水量通常超过水泥充分水化时所需的水量，多余的水在水泥石内形成毛细孔隙，硬化水泥石的毛细孔隙率越大，水泥石的强度降低第78页/共157页（3）、石膏掺量水泥中掺入石膏，可调节水泥凝结硬化的速度.掺入少量石膏，可延缓水泥浆体的凝结硬化速度，但石膏掺量不能过多，过多的石膏不仅缓凝作用不大，还会引起水泥安

22、定性不良。一般掺量约占水泥重量的35，具体掺量需通过试验确定。第79页/共157页（4）、环境温度和湿度温度的因素：提高温度可以加速水化反应。如采用蒸汽养护和蒸压养护。冬季施工时，须采取保温措施。湿度的因素：应保持潮湿状态 ，保证水泥水化所需的化学用水。混凝土在浇筑后两到三周内必须加强洒水养护。第80页/共157页（5）、养护时间养护龄期:水泥加水拌和后起至性能实测时止的养护时间。水泥水化硬化是一个较长时期不断进行的过程 ，随着龄期的增长水泥石的强度逐渐提高.314d:强度增长较快，28d后:增长缓慢。水泥强度的增长可延续几年，甚至几十年。第81页/共157页（6）、外加剂水泥中加入少量外加剂

23、也能促进水泥的硬化速度。如氯化钙，三乙醇胺等都是促凝剂。水泥中加剂加入M剂或糖类减水剂，会延缓水泥的凝结硬化而影响早期强度。第82页/共157页第83页/共157页5.1.4 通用硅酸盐水泥的技术性质（1）、化学性质应该符合国家标准，P42表5-3规定。（2）、碱含量（3）、物理指标1）、凝结时间凝结时间:水泥加水拌和后，由可塑状态发展到固体状态所需要的时间。凝结时间分类：初凝；终凝。第84页/共157页初凝时间:水泥加水时起至水泥浆开始失去塑性所需的时间。国家标准规定了硅酸盐水泥的初凝时间不得小于45min终凝时间:水泥加水时起至水泥浆完全失去塑性所需的时间。国家标准规定了硅酸盐水泥的终凝时

24、间不大于390min。第85页/共157页凡初凝时间不符合规定者为废品,终凝时间不符合规定者为不合格品。水泥凝结时间的测定：是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度下，用凝结时间测定仪来测定。第86页/共157页2）、体积安定性体积安定性:是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。引起体积安定性不良的原因？熟料矿物中含有过多的游离氧化钙或游离氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量水化反应:反应中体积膨胀而使水泥石开裂.第87页/共157页标准稠度用水量：是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合水量，以占水泥重量的百分率表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在24 % 30%之间。水泥熟料矿物成分不同时，

25、其标准稠度用水量亦有所差别，磨得越细的水泥，标准稠度用水量越大。 第88页/共157页3）、强度水泥的强度 是划分水泥标号的依据。水泥强度应按国家标准水泥胶沙强度试验方法的规定制作试块养护并测定其抗压和抗折强度值。水泥的标号：用28d的抗压强度值（MPa）乘10来命名。通常每差10MPa为一级。个别低标号相差5MPa。第89页/共157页4）、细度细度:是指水泥颗粒的粗细程度。影响水泥水化速度、放热量和强度性能指标细度是鉴定水泥品质的主要项目之一。细度用筛分法或比表面积法（勃压法）测定.筛分法:是以80m方孔筛的筛余量表示。普通水泥的细度用筛余量表示，其筛余量不得超过10.0%。第90页/共1

26、57页砂的标准筛第91页/共157页5）、水化热水化热:水泥在水化反应时放出的热量。水泥的水化热：大部分在水化早期（3 7d）放出。硅酸盐水泥放热量： 13d内放热量为总热量的50%，7d为75%，3个月为90%。水泥品种不同，水泥的水化热大小也不同。第92页/共157页水泥的水化热优缺点：冬季和寒冷季节地区施工有利，对大型房屋基础、构筑物和堤坝等大型混凝土工程不利，使混凝土内外温差大而导致温度压力缝。第93页/共157页6）、碱含量碱含量:指水泥中碱性氧化物K2O和Na2O的含量，用碱含量占水泥质量的百分比表示.当水泥中碱含量较高时，骨料中又含有活性SiO2 ，就会发生碱骨反应，生成复杂的碱

27、-硅酸凝胶具有无限膨胀性，导致水泥石胀裂。第94页/共157页5.1.5 水泥石的腐蚀与防止水泥石的腐蚀:硅酸盐水泥硬化后，长期处于有腐蚀的液体或气体条件下，使水泥石产生各种物理化学变化，导致强度降低或结构破坏的现象。 （1）、软水腐蚀软水腐蚀:水泥石长期在流动淡水的作用下水泥石中的Ca(OH)2会逐渐溶解，被流水带走，并促使水泥石中其它水化物分解，使水泥石的密实度、强度下降的现象。第95页/共157页软水腐蚀介质：雨水、雪水、蒸馏水、工业冷凝水及含碳酸盐甚少的河水与湖水等（2）盐类腐蚀1）、硫酸盐腐蚀当海水、沼泽水、工业污水等中含有碱性硫酸盐（如Na2SO4、K2SO4等）时，其中的水泥石还

28、会受到的侵蚀。第96页/共157页硫酸钙：能与水泥石中的固态水化铝酸钙作用，生成高硫型水化硫铝酸钙晶体。2）、镁盐腐蚀在 海水、地下水和有些沼泽水中常含有大量的镁盐主要是硫酸镁 (MgSO4)和氯化镁(MgCl2) ，能与水泥中的Ca(OH)2起分解反应。第97页/共157页反应生成的Mg(OH)2松软而无胶凝能力，CaSO4.2H2O和CaCl2易溶于水，而CaSO4.2H2O还会进一步引起硫酸盐膨胀性破坏。故硫酸镁对水泥石起着镁盐和硫酸盐的双重侵蚀作用。224242)(22)(OHMgOHCaSOOHMgSOOHCa2222)()(OHMgCaClMgClOHCa第98页/共157页（3）

29、、酸类腐蚀1）碳酸腐蚀在地下水、工业污水中常含有二氧化碳能与水泥石中的Ca(OH)2发生反应，生成碳酸钙再与含碳酸的水作用生成碳酸氢钙。开始：Ca（0H）2十C02十H20CaC03十2 H20然后：CaC03十C02十H20 Ca（HCO3）2第99页/共157页以碳酸盐为介质的海水、地下水等碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石第100页/共157页上述反应是可逆反应:当水中含有较多的碳酸时，反应向右进行，使水泥石中微溶于水的Ca(OH)2转变为溶于水的Ca（HCO3）2 ，而水泥石的孔隙率增加，碱度降低，部分水化物分解，腐蚀进一步加剧第101页/共157页2）、一般酸

30、的腐蚀在工业废水、地下水、沼泽水中:常含无机酸和有机酸。工业窑炉中的烟:常含有二氧化硫，遇水后生成亚硫酸。各种酸类与水泥石中的氢氧化钙作用:生成化合物.或者易溶于水;或者体积膨胀而导致水泥石破坏。第102页/共157页对水泥石腐蚀作用最快的酸:无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸;有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。如盐酸和硫酸分别与水泥石中氢氧化钙作用，其反应式如下：2HCl十Ca(0H)2CaCl2十2H20 氯化钙易溶于水而导致化学腐蚀型破坏.H2SO4十Ca(0H)2CaSO4.2H20 石膏对水泥石产生硫酸盐膨胀型破坏。第103页/共157页以酸性介质为主的工业环境等酸与水泥石中的成分反应，

31、生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石第104页/共157页（4）、强碱的腐蚀碱类溶液如浓度不大时一般是无害的,但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱作用后也会破坏。1）氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用，生成易溶的铝酸钠，反应式为：3CaO.Al2O3十6NaOH3Na2O.Al2O3十3Ca(0H)2第105页/共157页碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石第106页/共157页2）当水泥石被氢氧化钠溶液浸透后又在空气中干燥，与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠 2NaOHCO2 Na2CO3H20 碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉淀，可使水泥石胀裂。 第107页/

32、共157页5.1.5.2 水泥石腐蚀原因：1）、水泥石中存在有引起腐蚀的成分如氢氧化钙、水化铝酸钙和铝酸三钙。2）、水泥石本身不密实，有很多的毛细孔通道，腐蚀介质容易进入其内部而引起腐蚀.3）、浸蚀性介质以液相的形式与水泥石接触并具有适宜的环境温度、湿度和介质浓度。第108页/共157页5.1.5.2 水泥石腐蚀的防止1 ）、根据侵蚀环境特点，合理选用水泥品种2 ）、降低水泥石的孔隙率，提高水泥石的密实度 。3 ） 、在水泥石表面涂抹或铺设保护层，隔断水泥石和外界腐蚀介质的接触 。第109页/共157页5.1.6 通用硅酸盐水泥的特性与应用5.1.6.1 硅酸盐水泥的特性：1、强度高适用于重要

33、结构的高强混凝土及预应力混凝土工程2、凝结硬化较快，硬化后水泥石密实，耐冻性比其他通用水泥好。适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程。第110页/共157页3、干缩小4、耐磨性好5、耐腐蚀性差6、水化热高硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙含量量高，早期放热大，放热速度快，早期强度高。适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位第111页/共157页7、耐热性差硅酸盐水泥石在温度为250水化物开始脱水，水泥强度下降，当温度超过700，水化产物分解，水泥石结构开始破坏。不适合应用于耐热、耐高温的混凝土工程。8、湿热养护效果差第112页/共157页5.1.6.2 普通硅酸盐水泥（代号P.O

34、）普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料，6% 15%的混合材，适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。普通硅酸盐水泥特性：早强略低于硅酸盐水泥，耐冻、耐磨低于硅酸盐水泥，其它特性与硅酸盐水泥差不多，耐腐蚀略优于硅酸盐水泥 。第113页/共157页普通硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料掺加少量混合材料和适量的石膏混合材料的最大掺量不超过 15%第114页/共157页5.1.6.3 矿渣硅酸盐水泥(代号P.S)矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、20%70%粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。第115页/共157页用硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣水泥。粒

35、化矿渣掺量为2070%第116页/共157页矿渣硅酸盐水泥特点：1、较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀2、水化热低3、早期强度低（3d、7d)，后期28d后，强度不断增加4、环境温度、湿度对凝结硬化影响较大5、耐热性强，可用于耐热混凝土工程6、保水性差，泌水性较大，干缩性较大7、抗冻性差，耐磨性较差8、抗炭化能力较差第117页/共157页5.1.6.4 火山灰质硅酸盐水泥（代号P.P）P.P:由硅酸盐水泥熟料，和20%50%灰质混合材 适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。简称火山灰水泥。火山灰硅酸盐水泥特性：与矿渣水泥较相似，且有其本身的特点，如抗渗性及耐水性高，抗裂性差等。第118页/共15

36、7页用硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏其同磨细制成的水硬性胶凝材料。其中混合材料的掺量为2050%第119页/共157页5.1.6.5 粉煤灰硅酸盐水泥（代号P.F）P.F:由硅酸盐水泥熟料，20%40%粉煤灰，适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。简称粉煤灰水泥。粉煤灰水泥的凝结硬化过程与火山灰极为相似粉煤灰硅酸盐水泥特点：干缩性较小，抗裂性好；配制砼和易性较好.第120页/共157页用硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。粉煤灰掺量为2040%第121页/共157页5.1.6.6 复合硅酸盐水泥（代号P.C）P.C由硅酸盐水泥熟料、两种或两种

37、以上规定的混合材料适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。混合材料总掺量应15%，混合材料总掺量不能超过50%。第122页/共157页复合硅酸盐水泥中的混合材的种类：第一类：允许掺加的矿渣、粉煤灰、石灰粉、窑灰。第二类：允许掺加的新开辟的活性和非活性混合材。第123页/共157页5.1.7 水泥的质量评定、验收与保管5.1.7.1 水泥的质量评定化学指标的评定检验不溶物、烧失量、三氧化硫、氧化镁、氯离子。凝结时间、安定性和强度的评定5.1.7.2 水泥的验收1、水泥包装袋上厂名、品种、强度等级、水泥代号、包装日期及生产许可证。第124页/共157页5.1.7.2 水泥的验收1、水泥包装袋上厂名、品种

38、、强度等级、水泥代号、包装日期及生产许可证。2、水泥28d的强度值3、袋装水泥每袋的净重5.1.7.3 水泥的保管第125页/共157页5.2 特性水泥与专用水泥5.2.1 特性水泥5.2.1.1 快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥:以硅酸盐水泥熟料、适量石膏共同磨制成的，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料。快硬硅酸盐水泥强度等级：325；375；425.第126页/共157页5.2.1.2 铝酸盐水泥铝酸盐水泥:以石灰石和铝矾土为原料，经高温煅烧所得以铝酸钙（约50%）为主的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料。（1）、铝酸盐水泥按Al2O3的含量分类CA-50 50% Al2O3 60%;CA

39、-60 60% Al2O3 68%;CA-70 68% Al2O3 77%;CA-80 77% Al2O3%。第127页/共157页（2）、物理性能与强度等级1）、细度 比表面积不得小于300Kg/m2 或0.045mm地筛余量不得大于 20% 。2）、凝结时间CA50 、CA70、CA80初凝时间不得早于30min，终凝时间不得迟于6h。 CA60 ,初凝时间不得早于60min， 终凝时间不得迟于18h 。3）、强度 按标准要求第128页/共157页（3）、性能特点1）、早期强度增长块，后期强度增长不明显2）、水化热大3）、抗硫酸盐侵蚀性强4）、耐热性高（4）、CA-50铝酸盐水泥特性及应用

40、1).凝结硬化快,早期强度高,紧急抢修工程.2).水化热大,适合冬季施工,不适合大体积混凝土工程.3).耐热性好,适合拌制耐热砂浆或耐热混凝土第129页/共157页4).抗硫酸盐性能好,适合硫酸盐腐蚀工程.5).耐碱性差,不能与硅酸水泥或石灰混用.6).用于钢筋混凝土时,钢筋保护层不得低于60mm.7). 铝酸盐水泥CA-50，适用温度15，不超过25.第130页/共157页5.2.1.3 快硬铝酸盐水泥快硬铝酸盐水泥:用适当成分的生料，经煅烧得无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的水泥熟料和石灰石、适量石膏共同磨细制成的，具有早期高强度特点的水硬性胶凝材料。快硬铝酸盐水泥主要成分：无水硫铝酸

41、钙；硅酸二钙。第131页/共157页无水硫铝酸钙特点：水化很快，早期强度高（大量钙矾石和氢氧化铝凝胶）。硅酸二钙特点：活性较高，水化较快，使硬化体结构致密。快硬铝酸盐水泥特性：1、凝结快，早期强度高适用抢修、紧急工程、修补工程及配制早强混凝土。第132页/共157页2、水化放热快适用冬季施工，不适用于大体积混凝土工程。3、硬化时体积微膨胀适用于浆锚、喷锚支护的制造与抢修、堵漏及有抗渗、抗裂要求的混凝土工程。4、耐蚀性好适用于耐蚀混凝土工程。5、耐热性差不适用于耐热混凝土工程第133页/共157页5.2.1.4 膨胀水泥及自应力水泥一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，通常表现为收缩。特性：由于加入膨胀

42、成分，在凝结硬化过程中能产生一定量的膨胀，可以补赏收缩第134页/共157页 品种（1）硅酸盐膨胀水泥（2）.铝酸盐膨胀水泥（3）硫铝酸盐膨胀水泥（4）铁铝酸盐膨胀水泥第135页/共157页 用途 （1）、防水、防渗砂浆和混凝土（2）、构件连缝，管道接头，（3）、结构加固，修补，新混凝土连接（4）、固定机器底垫，固定地脚螺栓等。第136页/共157页5.2.1.5 白色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥:由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料、适量石膏及石灰石或窑灰等混合材料，磨细制成的水硬性胶凝材料。混合材料掺量：水泥质量的010%，石灰石中的三氧化铝含量:不超过2.5%.第137页/共157页（1）、白水泥

43、的技术要求三氧化硫：不超过3.5%；细度：80m方孔筛筛余量不超过10%；凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于10h;安定性：用沸煮检验必须合格；水泥白度：水泥白度值不低于87；强度：按强度等级规定划分。第138页/共157页（2）、应用装饰方面（3）、白水泥在应用中的注意事项粗细骨料：采用白色或彩色大理石、石灰石及石英砂；施工低层及搅拌工具必须清洗干净。第139页/共157页5.2.1.6 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥：常用的大坝水泥的一种，简称中热水泥，是指由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。

44、强度等级为42.5等级，是根据其3d和7d的水化放热水平和28d强度来确定的。第140页/共157页中热硅酸盐水泥：P.MH在水工水泥中的比例约为30%，是我国目前用量最大的特种水泥之一，是三峡工程水工混凝土的主要胶凝材料。中热水泥具有水化热低，抗硫酸盐性能强，干缩低，耐磨性能好等优点。第141页/共157页低热硅酸盐水泥（高贝利特水泥) P.LH以适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。低热硅酸盐水泥特性低热硅酸盐水泥是一种以硅酸二钙为主导矿物，铝酸三钙含量较低的水泥。低热硅酸盐水泥特点：良好的工作性、低水化热、高后期强度、高耐久性、高耐侵蚀性等。第1

45、42页/共157页低热矿渣硅酸盐水泥 （低热矿渣水泥）由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入矿渣、适量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：矿渣掺入量为20%-60%，不超过混合材总量的50%的磷渣或粉煤灰代替部分矿渣，强度等级： 32.5。第143页/共157页低热矿渣水泥特点：水化热低，抗硫酸盐性能良好，干缩小。低热矿渣水泥应用：一般用在大体积混凝土的内部。第144页/共157页5.2.2 专用水泥水泥分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。通用水泥：以硅酸盐水泥为主。特性水泥：快硬、膨胀、白色、抗硫酸、大坝水泥等。专用水泥：系专门用途的水泥。如：油井水泥，道路硅酸盐水泥。第145

46、页/共157页道路水泥 cement for highway用于道路、路面和机场跑道等工程的水泥。道路水泥的特点：除具有普通水泥的理化性能外，特别重要的是它还具有良好的耐磨性，收缩率小，应变能力高，强度高，抗冲击性能好，抗冻性能好，弹性好等特点。第146页/共157页道路水泥混凝土：能长期经受高速车辆的摩擦，不断循环的负荷、载重车辆的振荡冲击、温度变化产生的胀缩应力和冻融。在公路和机场跑道：道路水泥是一种优良、耐久的铺设材料。第147页/共157页道路水泥配料方案与生产工艺：要求强度高，混凝土抗折性能好，耐磨性好和抗干缩性好。C3S是熟料强度来源的主要矿物，水泥水化产物收缩率的大小主要由C3A的含量决定，C4AF是一种水化后产物收缩小，抗冲击力强和化学稳定性好的矿物。第148页/共157页为了保证熟料中硅酸盐矿物在液相中的形成及控制铝酸盐矿物的含量，要求在道路水泥中增加铁铝酸盐的含量。在实际生产中采用高铁、高饱和比、低铝氧率的配方。第149页/共157页水泥的应用 （补充）一、水泥品种选择一、水泥品种选择 考虑：考虑：1 1、环境条件；、环境条件；2 2、工程特点、工程特点 ；3 3、砼部位。、砼部位。二、水泥强度等级选择二、水泥强度等级选择原则：原则：高标号水泥：高标号水泥：用于配制高强砼，用于配制高强砼，低标号水泥：低标号水泥：用于配制低标号砼或砌筑砂浆。用于配制低标号砼或