设施园艺材料四水泥实用教案

1、水泥(shun)的分类 按性能(xngnng)和用途分粉煤灰硅酸盐水泥(shun)火山灰质硅酸盐水泥水 泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥石灰石硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等第1页/共49页第一页，共49页。水泥(shun)的分类 按主要(zhyo)水硬性物质分水泥种类主要水硬性物质主 要 品 种硅酸盐水泥硅酸钙绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥铝酸盐水泥铝酸钙高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。硫铝酸盐水泥无水硫铝酸钙硅酸二钙有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫

2、铝酸盐水泥等铁铝酸盐水泥铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等氟铝酸盐水泥氟铝酸钙、硅酸二钙氟铝酸盐水泥等以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥活性二氧化硅活性氧化铝石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等第2页/共49页第二页，共49页。3第一节 硅酸盐水泥(shun)第3页/共49页第三页，共49页。一、硅酸盐水泥(shun)的原材料和生产工艺 硅酸盐水泥的原材料(cilio) 生产硅酸盐水泥熟料的原材料(cilio) 石灰质原料 天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料(cilio)如白垩、石灰石等。 粘

3、土质原料 主要为粘土，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量Fe2O3。 铁矿粉 采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。 石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等 。 混合材料(cilio) 包括活性混合材料(cilio)（粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料(cilio)等）和非活性混合材料(cilio)（石灰石粉、磨细石英砂等）。第4页/共49页第四页，共49页。 硅酸盐水泥的生产工艺“两磨一烧”工艺 生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种 ； 硅酸盐水泥分为(fn wi)：型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。一、硅酸盐水泥(shun)的原材

4、料和生产工艺石灰石粘 土铁矿(ti kun)粉生 料石 膏硅酸盐水泥混合材料熟 料按比例混合磨细13501450煅烧磨细第5页/共49页第五页，共49页。二、熟料的矿物组成(z chn)及其特性 熟料的矿物(kungw)组成水泥(shun)熟料矿物硅酸二钙铁铝酸四钙游离氧化钙和氧化镁铝酸三钙硅酸三钙碱类及杂质2CaOSiO2，C2S4CaOAl2O3Fe2O3，C4AFfCaO和fMgO3CaOAl2O3，C3A3CaOSiO2，C3S化学式及简写第6页/共49页第六页，共49页。二、熟料的矿物(kungw)组成及其特性 水泥熟料矿物的主要(zhyo)特性 熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化

5、学反应，其特点见上表。矿物名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙含量范围（质量）376715307151018水化反应速度快慢最快快强 度高早期低，后期高低低（含量多时对抗折强度有利）水 化 热较高低最高中第7页/共49页第七页，共49页。三、硅酸盐水泥的凝结(nngji)和硬化 凝结硬化的概念 凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程； 硬化：水泥石强度(qingd)逐渐发展的过程称为硬化。 水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年第8页/共49页

6、第八页，共49页。三、硅酸盐水泥的凝结(nngji)和硬化 熟料矿物(kungw)的水化反应 硅酸三钙 2（3CaOSiO2）6H2O = 3CaO2SiO23H2O3Ca（OH）2 硅酸二钙 2（2CaOSiO2）4H2O = 3CaO2SiO23H2OCa（OH）2 铝酸三钙 3CaOAl2O3H2O = 3CaOAl2O36H2O 3CaOAl2O36H2O3（CaSO42H2O）19H2O = 3CaOAl2O33CaSO431H2O 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O第9页/共49页第九页，共49页。三、硅酸盐水泥(

7、shun)的凝结和硬化 熟料矿物的水化反应过程 水化初期 熟料矿物与水反应的速度较快，使水化产物不断地从液相中析出并聚集在水泥颗粒表面，形成以水化硅酸钙凝胶为主体的凝胶薄膜，大约在1h左右即在凝胶薄膜外侧及液相中形成粗短的针状钙矾石晶体。 水化中期 以水化硅酸钙（CSH）和氢氧化钙的快速形成为特征(tzhng)。 水化后期 由于新生成的水化产物的压力，水泥颗粒薄膜的凝胶薄膜破裂，使水进入未水化水泥颗粒的表面，水化反应继续进行。水化产物之间互相交叉连生，不断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结构不断加强，结构逐渐紧密。 第10页/共49页第十页，共49页。1、下列那项不是生产硅酸盐水泥的原料（

8、B ）A、石灰质原料 （ CaO） B、铁铝酸四钙(C4AF)C 、粘土质原料（SiO2、Al2O3、Fe2O3）。 D、铁矿粉 （ Fe2O3 ） E、石膏(shgo)（CaSOS4 ）2、硅酸盐水泥的生产工艺可以概括为（ ）3、由硅酸盐水泥熟料，6%15%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏(shgo)磨细制成的水硬性胶凝材料，称为（B ）A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥C、矿渣硅酸盐水泥 D、石灰石硅酸盐水泥第11页/共49页第十一页，共49页。4、在生产水泥时必须掺入适量石膏是为了（ B ）A、提高水泥产量 B、延缓水泥凝结时间C、防止水泥石产生腐蚀 D、提高强度5、硅酸盐水泥熟料的四个主

9、要矿物组成中（C ）水化反应速度最快，（B ）的早期强度高，（A）后期强度高。（D）对水泥抗折强度起重要作用。A 、C2S B 、C3S C、 C3A D、C4AF6、水泥熟料水化产物主要有那些(nxi)？注意Ca(OH)27、简述水泥石的组成成分和基本结构？第12页/共49页第十二页，共49页。四、硅酸盐水泥的主要(zhyo)技术性质1.掌握硅酸盐水泥的主要技术(jsh)性质2.掌握硅酸盐水泥主要技术(jsh)性质的检测方法第13页/共49页第十三页，共49页。 硅酸盐水泥的主要(zhyo)技术性质1.细度细度是指水泥颗粒的粗细程度(chngd)。水泥颗粒的粗细，直接影响其水化反应速度、活性

10、和强度。国家标准中规定，水泥的细度用筛析法和比表面积法来测定。硅酸盐水泥的细度为其比表面积大于300m2/kg。第14页/共49页第十四页，共49页。 硅酸盐水泥的主要(zhyo)技术性质2.凝结时间凝结时间 分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是从加水至水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是从加水至水泥浆完全失去塑性的时间。水泥初凝时间不宜过早(u zo)，终凝时间不宜过迟。 国家标准GB1751999规定：硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。第15页/共49页第十五页，共49页。 硅酸盐水泥(shun)的主要技术性质3.体积安定性体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。

11、水泥在硬化过程中体积变化不稳定，即为体积安定性不良。 水泥安定性不良的原因：熟料中含有过量(guling)的游离氧化钙（fCaO），或含有过量(guling)的游离氧化镁（fMgO）；生产水泥时掺入的石膏过量(guling)。 国家标准GB1751999规定，硅酸盐水泥的安定性用沸煮法检验必须合格。体积安定性不良的水泥严禁用于工程中。 第16页/共49页第十六页，共49页。 硅酸盐水泥(shun)的主要技术性质4.强度及强度等级（1）胶砂强度 国家标准规定，水泥和标准砂按1：3.0质量比混合，加入规定量的水（水灰比为0.50），经标准试验方法搅拌成型。制成40mm40mm160mm的标准试件，

12、在标准条件（1d温度为201，相对湿度90以上的空气(kngq)中带模养护；1d以后拆模，放入201的水中养护）下养护。根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。 第17页/共49页第十七页，共49页。 硅酸盐水泥(shun)的主要技术性质（2）强度等级 根据水泥的胶砂强度划分(hu fn)的级别称为强度等级。硅酸盐水泥的强度等级划分(hu fn)为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。表的 规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.0

13、22.023.027.028.032.042.542.552.552.562.562.53.54.04.05.05.05.56.56.57.07.08.08.0注：R型为早强型，主要(zhyo)是3d强度较高。第18页/共49页第十八页，共49页。 硅酸盐水泥的主要技术(jsh)性质6.水化热水泥的水化热是指在水化过程中的放热量(rling)，单位为kJ/kg。水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。铝酸三钙、硅酸三钙的水化热高，而铁铝酸四钙、硅酸二钙的水化热较低。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。水化热主要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程，应选择水化热较低的水

14、泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。 第19页/共49页第十九页，共49页。1、水泥中的石膏掺量过多时，会导致（ C ）。 A、缓凝 B、快凝 C、体积安定性不良 D、水泥石收缩(shu su)2、国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝（C ）45min，终凝（D ）6.5h A、等于 B、小于C、不得小于 D、大于等于3、引起水泥安定性不良的原因有（B ）、（ C）和（D ）。 A、石膏掺量不足 B、石膏掺量过多 C、游离氧化钙含量超标 D、游离氧化镁含量超标第20页/共49页第二十页，共49页。4、普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的细度指标是（B） A 、80m方孔筛筛余量 B、比表面积 C、0.2

15、mm方孔筛筛余量 D、破碎(p su)指标5、水泥的体积安定性用（ A ）检测必须合格。 A 沸煮法 B 坍落度法 C 维勃稠度法 D 筛分析法6、根据水泥品种不同，分别测定（ C ），即为水泥的胶砂强度。 A、3d、7d、28d抗压强度 B、7d、28d抗压强 C、 3d、28d抗折强度和抗压强度 D、28d抗压强度第21页/共49页第二十一页，共49页。四、硅酸盐水泥(shun)的主要技术性质1.密度、堆积(duj)密度和各成分含量技术性质质 量 标 准密度，kg/m331003200堆积密度，kg/m313001600不溶物型：不溶物不得超过0.75；型：不溶物不得超过1.50烧失量型：

16、烧失量不得大于3.0；型：烧失量不得大于3.5氧化镁水泥中氧化镁含量不宜超过5.0。如果水泥经压蒸法检验安定性合格，则水泥中氧化镁含量可放宽至6.0三氧化硫3.5碱含量水泥中碱含量按Na2O0.658K2O计算值来表示。若使用活性集料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60或由供需双方商定注：表中百分数均为质量(zhling)百分数。第22页/共49页第二十二页，共49页。五、水泥石的腐蚀(fsh)及防止 水泥石腐蚀的方式 （1）软水侵蚀（溶出性侵蚀） （2）酸的腐蚀（溶解性化学腐蚀） 一般酸的腐蚀 碳酸水的腐蚀 （3）硫酸盐腐蚀（膨胀性化学腐蚀） （4）强碱腐蚀 防止水泥石腐蚀

17、的措施(cush) （1）根据工程的环境特点，合理选择水泥品种。 （2）提高混凝土的密实度。 （3）在水泥石结构的表面设置保护层。第23页/共49页第二十三页，共49页。六、硅酸盐水泥(shun)的特性及应用 凝结硬化(ynghu)快，早期及后期强度均高，适用于有早强要求的工程。 抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。 耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。 水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施工。 抗碳化性好。因水化后氢氧化钙含量较多，故水泥石的碱度不易降低，对钢筋的保护作用强。适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。 耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高

18、。不适用于承受高温作用的混凝土工程。 耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。第24页/共49页第二十四页，共49页。32 掺混合材料的硅酸盐水泥(shun)第25页/共49页第二十五页，共49页。混合材料及其分类(fn li) 混合材料 为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。活性混合材料 具有潜在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潜在水硬性和火山灰特性的混合材料。粒化高炉(gol)矿渣；粉煤灰；火山灰质混合材料非活性混合材料 不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。第26页/共49页第二十六页，共49页。一、普通硅

19、酸盐水泥(shun)（代号PO） 定义 硅酸盐水泥熟料61的混合材料适量石膏 技术性质要求（与硅酸盐水泥相比） 相同(xin tn)点 MgO含量、SO3含量、初凝时间、安定性的技术要求相同(xin tn)。 不同点 细度：80m方孔筛筛余量不超过10.0%； 终凝时间：不迟于10h； 烧失量：不得大于5.0%；第27页/共49页第二十七页，共49页。一、普通(ptng)硅酸盐水泥 强度等级：普通硅酸盐水泥(shun)分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d32.

20、532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0第28页/共49页第二十八页，共49页。一、普通(ptng)硅酸盐水泥 主要(zhyo)特性 （1）早期强度略低，后期强度高。 （2）水化热略低。 （3）抗渗性好，抗冻性好，抗碳化能力强。 （4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。 （5）耐磨性较好；耐热性能较好。 应用 普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。第29页/共49页第二十九页，共49页。二、矿渣(kun zh)水泥、粉煤灰水泥

21、、火山灰水泥 定义 技术性质要求（与普通(ptng)水泥相比） 相同点 MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。 不同点熟料(sh lio)适量石膏20%70%粒化高炉矿渣20%40%粉煤灰20%50%火山灰质混合材料矿渣水泥（PO）粉煤灰水泥（PS）火山灰水泥（PP）磨细磨细磨细第30页/共49页第三十页，共49页。二、矿渣(kun zh)水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥 主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比） 三种水泥的共同特性 凝结硬化较慢，早强强度较低，后期(huq)强度增长较快； 水化热较低，放热速度慢； 抗硫酸盐腐蚀和抗水性较好； 蒸汽养护适应性好； 抗冻性、耐磨性及抗碳化性

22、能较差。 三种水泥各自特性 矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200的混凝土工程中。 火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。 粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好。 第31页/共49页第三十一页，共49页。三、复合(fh)硅酸盐水泥和石灰石硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥（PC） 与硅酸盐水泥相比(xin b)，由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低；早期强度较高，其强度要求与普通水泥的强度要求相同。 石灰石硅酸盐水泥（PL） 凡由硅酸盐水泥熟料和石灰石、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为石灰石硅酸盐水泥。 石灰石硅酸盐水泥的技术要求应符

23、合相应标准的规定。第32页/共49页第三十二页，共49页。四、通用水泥的验收(ynshu)和保管第33页/共49页第三十三页，共49页。(一)、通用(tngyng)水泥的验收 包装标志和数量的验收 包装标志的验收 包装有袋装和散装两种 袋装水泥在包装袋上应清楚地标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称和地址、出厂编号、执行标准号、包装年月日等主要包装标志。 掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥，必须在包装上标上“掺火山灰”字样。 包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。 印刷字体颜色： 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥红色； 矿渣硅酸盐水泥绿色； 火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水

24、泥黑色 。 散装水泥供应(gngyng)时须提交与袋装水泥标志内容相同的卡片。第34页/共49页第三十四页，共49页。(一)、通用(tngyng)水泥的验收 数量的验收(ynshu) 袋装水泥每袋净含量为50kg，且不得少于标志质量的98； 随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。 质量的验收(ynshu) 检查出厂合格证和试验报告 ； 复验 ； 仲裁检验 。第35页/共49页第三十五页，共49页。(一)、通用水泥(shun)的验收 废品及不合格品的规定 废品 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合相应标准规定的通用水泥(shun)，均为废品。 不合格品 对于通用水泥(shun

25、)，凡有下列情况之一者，均为不合格品。 硅酸盐水泥(shun)，普通水泥(shun)：凡不溶物、烧失量、细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者；矿渣水泥(shun)、火山灰水泥(shun)、粉煤灰水泥(shun)、复合水泥(shun)：凡细度、终凝时间中任一项不符合标准规定者。 掺混合材料硅酸盐水泥(shun)混合材料掺量超过最大限值或强度低于商品强度等级规定的指标者。 水泥(shun)出厂的主要包装标志中水泥(shun)品种、强度等级、工厂名称和出厂编号不全者。 第36页/共49页第三十六页，共49页。(二)、通用水泥(shun)的保管 不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放(cnfng)，

26、不得混杂。 防水防潮，做到“上盖下垫”。 堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。 储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用 。第37页/共49页第三十七页，共49页。第三节 高铝水泥(shun)第38页/共49页第三十八页，共49页。一、铝酸盐水泥(shun) 定义 以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。 主要矿物成分 铝酸一钙（CaOAl2O3简写 CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。 二铝

27、酸一钙（CaO2Al2O3简写 CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。 此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二(sh r)钙（127）以及胶凝性极差的铝方柱石（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。第39页/共49页第三十九页，共49页。一、铝酸盐水泥(shun) 铝酸盐水泥的水化与硬化 当温度低于30时，水化生成水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成(xngchng)坚强的结晶共生体，使水泥获

28、得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成(xngchng)比较致密的结构。 当温度高于30时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成(xngchng)的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。OHOAlOHOAlCaOOHOAlCaO23223223238211)( 2水化铝酸二钙 氢氧化铝(qn yn hu hu)凝胶第40页/共49页第四十页，共49页。一、铝酸盐水泥(shun) 铝酸盐水泥的技术要求 细度 比表面积不小于300 m2/kg或0.045mm筛余不大于20%。 凝结时间 按GB201-2

29、000规定的标准稠度胶砂测得的凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min，终凝时间应不迟于6；CA-60铝酸盐水泥的初凝时间不早于60min，终凝时间应不迟于18。 强度 铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型(lixng)铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于GB201-2000的规定。 铝酸盐水泥受到高温作用时，由于产生了固相反应，烧结结合代替了水化结合，因而具有良好的耐高温性能。第41页/共49页第四十一页，共49页。一、铝酸盐水泥(shun) 铝酸盐水泥的特性与应用 早期强度很高，故适用于工期紧急的工程。 抗渗性、抗冻性好。 抗硫酸盐腐蚀性好。 水化放热极快且放热量(rling)大，不得应用于大体积混凝土工程。 耐热性好。高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。 长期强度降低较大，不适合长期承载结构。第42页/共49页第四十二页，共49页。 第四节 其他(qt)品种水泥 一、道路硅酸盐水泥(shun) 定义 以道路硅酸盐水泥(shun)熟料，活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥(shun)，简称道路水泥(shun)。 技术要求 道路水泥(shun)中铝酸三钙含量不大于5.0，铁铝酸四钙含量不小于16.0，游离CaO含量不大于1.0 。 特性 道路硅