水泥相关知识

1、会计学1水泥相关知识水泥相关知识如沥青、聚合物等胶凝材料无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料如：石灰、石膏、水玻璃等通称为“水 泥” CaCO3 = CaO + CO2MgCO3= MgO + CO2900700生石灰生石灰钙质石灰镁质石灰MgO5%MgO5% 本节教学目标本节教学目标 知识教学点知识教学点 水泥的特点、适用范围及分类 硅酸盐水泥的主要技术性质 能力训练点能力训练点 掌握水泥主要技术性质的检测方法 （试验） 粉煤灰硅酸盐水泥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

2、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14料）。石灰石粘 土铁矿粉生

3、 料石 膏硅酸盐水泥混合材料熟 料按比例混合磨细13501450煅烧磨细水泥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4CaOAl2O3Fe2O37H2O = 3CaOAl2O36H2OCaOFe2O3H2O断密实，固体之间的空隙不断减小，网状结

4、构不断加强，结构逐渐紧密。DABCA凝胶体凝胶体（CSH凝胶，水化硅酸钙凝胶）；凝胶，水化硅酸钙凝胶）；B晶体晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；C孔隙孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；D未水化的水泥颗粒未水化的水泥颗粒水泥石的结构水泥石的结构 1、水泥石主要由凝胶体、晶体、水泥石主要由凝胶体、晶体、 孔孔 隙、水、空气和未水化的水泥颗粒隙、水、空气和未水化的水泥颗粒 等组成，存在固相、液相等组成，存在固相、液相 和气相。和气相。2、硬化后的水泥石是一种多相多孔、硬化后的水泥石是一种多相多孔 体系。体系。 3、水泥石的结构

5、（水化产物的种类、水泥石的结构（水化产物的种类 及相对含量、孔的结构）对其性及相对含量、孔的结构）对其性 能影响最大能影响最大。 23教学过程设计教学过程设计本节重点本节重点生产原料生产原料水化产物水化产物生产工艺生产工艺熟料组成熟料组成凝结硬化凝结硬化检查提问检查提问讲解新课讲解新课强化训练强化训练强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d42.542.5R52.552.5R62.562.5R17.022.023.027.028.032.042.542.552.552.562.54.05.05.07.07.08.08.0注：R型为早强型

6、，主要是3d强度较高。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：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百分数。n耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa

7、3d28d3d28d32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.53.54.04.05.06.57.07.0熟料适量石膏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）磨细磨细磨细强度等级抗压强度，MPa）抗折强度，MPa3d28d3d28d32.510.032.5R15.042.515.042.5R19.042.54.06.55

8、2.521.052.54.07.052.5R23.0n散装水泥供应时须提交与袋装水泥标志内容相同的卡片。n工厂名称和出厂编号不全者。26物。OHOAlOHOAlCaOOHOAlCaO23223223238211)( 2水化铝酸二钙 氢氧化铝凝胶如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。 霍霍 轶轶 珍珍内蒙古河套大学土木工程学院内蒙古河套大学土木工程学院 本节教学目标本节教学目标 知识教学点知识教学点 稳定土的组成材料的种类 稳定土技术性质与组成设计 稳定土的强度试验方法 能力训练点能力训练点 稳定土的强度试验方法 及结合料剂量确定方法

9、6.综合性能无机结合料稳定材料又称为“半刚性材料” 一、一、 稳定土材料的定义组成稳定土材料的定义组成强度。自由沥青：在稳定土压实时起润滑和填充的作用。分类：无机结合料稳定混合料无机结合料稳定混合料半刚性基层材料半刚性基层材料石灰石灰水泥水泥工业废渣工业废渣砂砾土砂砾土碎石土碎石土矿渣集料矿渣集料细粒土细粒土中粒土中粒土粗粒土粗粒土 强度来源强度特征沥青混合料、级配碎石无机结合料稳定材料水泥混凝土25000刚性由于无机结合料稳定材料的刚度介于柔性和刚性之间，因此也被称为“半刚性材料”。面层沥青混凝土水泥混凝土基层无机结合料稳定材料底基层无机结合料稳定材料土基压实土改善土最适合这两最适合这两个层

10、次的工个层次的工作！作！面层沥青混凝土水泥混凝土基层无机结合料稳定材料底基层无机结合料稳定材料土基压实土改善土路面裂缝基层开裂在荷载和温度的反复作用下，无机结合料基层上的裂缝逐渐向上反射，形成沥青路面的裂缝。无机结合料稳定材料基层为什么会开裂？为什么说反射裂缝不可避免？沥青路面主要病害之一：反射裂缝在沥青路面上产生反射裂缝后，水沿裂缝面逐渐渗入基层顶面，在高速车载的作用下，高压水流不断冲刷无机结合料稳定材料基层上的细小颗粒，逐渐泵吸到路面，形成唧泥。路面唧泥为什么无机结合料稳定材料基层沥青路面上的水损害比较严重？采取哪些措施可以尽量避免这种破坏的发生？沥青路面主要病害之二：水损害CHHSCOH

11、SC36232323CHHSCOHSC323224263236AHCOHAC74247AFHCOHAFC强度形成的主要来源。水泥成分水泥成分硅酸盐水泥主要矿物组成与特性矿物组成硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）与水反应速度中慢快中水 化 热中低高中对强度的作用早 期良差良良后 期良优中中耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小大致含量（）35651040015515pause4增加强度和稳定度。增加强度和水稳定性。反应缓慢，作用较弱。OHnCaCOOnHCOOHCa23222) 1()(类别与指标项目钙质生石灰镁质生石灰钙质消石灰镁质消石灰IIIIIIIIII

12、IIIIIIIIIIIIII有效钙加氧化镁（%）858070807565656055605550未消解残渣（5mm圆孔筛的筛余）（%） 71117101420含水量（%）444444细度0.71mm方孔筛筛余（%） 0110110.125mm方孔筛累计筛余（%） 13201320钙镁石灰的分类界限，MgO含量(%)5544OnHSiOCaOOmHOHxCaSiO22222OnHOAlCaOOmHOHxCaOAl2322232OnHOHCaOnHOHCa2222)(强度主要来源。 六、影响稳定土强度的因素六、影响稳定土强度的因素pause42.温度和时间对强度的影响在环境温度达到5以上时，随着养

13、护时间（龄期）的增加，无机结合料稳定材料的强度逐渐增长，但后期增幅较小。3.力学性能的特点温度和时间对无机结合料的力学性能影响很大；无机结合料稳定材料的时温转换特性。n 七、稳定土材料的变形性能七、稳定土材料的变形性能材料名称材料名称干缩系数（干缩系数（106）/%温缩系数（温缩系数（106）/1/2最大失水最大失水量量最大失水量最大失水量515石灰土石灰土二灰土二灰土水泥土水泥土石灰土粒料石灰土粒料二灰粒料（悬浮式）二灰粒料（悬浮式）二灰粒料（密实式）二灰粒料（密实式）水泥粒料水泥粒料680930191043865452313.515.55.3842048484172304384104122

14、1095565418325.635.77.315.47.97.01263.578.729.550.631.236.416.716121016小梁试件支 架百分表玻璃板在被测试件的适宜位置粘贴应变片，采用专用仪器测试应变片电阻的变化。lldwwwwddwddlltttt存在最佳水泥用量，一般为5左右；二灰剂量一般为1525。随着粘粒含量的增加，干缩应变减少率减小，即干缩应变不断增加。在实际应用中应尽量减少粘粒含量。对二灰砂砾的干缩来说，存在最不利含水量，在施工控制中应尽量避免。27%龄期平均干缩系数灰土砂砾二灰砂砾水泥砂砾1264.3099.077124.3249.2534.

15、128110.3041.1329.49095.2635.7027.018090.0132.2034.5随着养护龄期的增加，二灰砂砾的干缩性逐渐减小，在施工中应尽量增加养护时间。pause5水泥剂量在5时，水泥砂砾的温缩系数较小；在常用掺量范围内，二灰含量对二灰砂砾的温缩系数影响不大。晶体势能曲线评价：均能反映无机结合料稳定材料抵抗水侵蚀的能力，但均无法完美模拟现场有压水冲刷的现象，且冲刷机理不一。可 控 阀 门高 压 喷 头试 件固 定 夹 具底 座高 压 水 流主要结论：二灰稳定材料28d以内的抗冲刷性远小于水泥稳定材料；90d以后两者的抗冲刷性能相差不大。在实际使用中应优先采用水泥稳定材料

16、。材料配合比抗压强度（MPa）冻融抗压强度（MPa）耐冻系数28d90d28d90d28d90d水泥砂砾3：972.623.821.782.330.680.615：953.484.251.922.550.550.60二灰碎石5：15：801.863.720.571.970.310.538：32：602.794.830.331.940.120.40注：1。耐冻系数冻融强度/抗压强度；2。试件尺寸515cm，平行试验个数为9个。主要结论：水泥稳定材料的抗冻性要优于二灰稳定材料；材料的抗冻性与其抗压强度之间不存在绝对的对应关系。pause5PPPPPP1111332bhPLS daaHPRdHPRi

17、i2sin22有压条：无压条：a压条的宽度(mm)； 半压条宽对应的圆心角；a2daa2sin2试件尺寸（mm） 宽度a（mm） 弧面半径（mm） 半压条宽对应的圆心角（rad）系数5050 6.35 25 0.1270.012526100100 12.70 500.1270.006263150150 18.75 75 0.1250.004178HPdaaRi 2sin2有压条：劈裂疲劳试验所得疲劳寿命远小于弯拉（曲）疲劳试验所得疲劳寿命。sffbaN/lglgsffbaN/lg重复荷载作用次数重复荷载作用次数重复应力与极限强度之重复应力与极限强度之比比概率50/091.10114.12lg3

18、sfeN概率%95/729. 8596.10lg4sfeN四种性能之间是否存在内四种性能之间是否存在内在联系？在联系？可否采用单一指标来表征可否采用单一指标来表征其综合性能？其综合性能？水泥剂量（）水泥稳定碎石7d抗压强度（MPa）最大干缩应变（106）最大平均干缩系数（106）42.9328532.453.0624527.863.4411526.785.6120533.1力学性能（抗压强度）增加，收缩性能（干缩）存在最佳值。（非单调）水泥剂量水泥砂砾温缩系数（106）0-5-10-1536.9 10.0 13.1 13.1 412.5 15.0 15.6 16.3 58.1 8.8 10.0

19、 10.0 610.3 11.3 12.4 14.1 78.1 7.4 9.1 11.3 力学性能（抗压强度）增加，收缩性能（温缩）存在最佳值。 （非单调）力学性能（抗压强度）增加，水稳定性也越好。（单调）力学性能（抗压强度）增加，疲劳性能也越好。 （单调）基层材料类型力学性能（抗压强度）收缩性能水稳定性（抗冲刷性）疲劳性能干缩温缩水泥稳定材料二灰稳定材料/（基本）注：“”表示上升或增加；“”表示下降或减小；“”表示先下降后上升；“”表示呈波浪形；“/”表示两者无明显关系。mttmddUCSYSnmEEYS 综合压缩模量，MPa； UCS 无侧限抗压强度，MPa； m、n 地区影响系数，m+n

20、1； d、t 考虑干 （温） 缩应变速率的系数； dm、 tm 最大干（温）缩应变，10-6。 参数潮湿系数Wmd参数年均气温Tnt备 注0.50.00.21.01.52.00.81.01.01.51.5注：1.潮湿系数W =R/Z，其中R为年均降水量（mm），Z为年均蒸发量（mm）；2.当m+n1时，以m取值为准，满足m+n1的条件。6105 .5045. 239. 05 .1250 . 35 . 05 . 3mttmddUCSYSnmE6104 .4545. 239. 08 .1280 . 35 . 00 . 1mttmddUCSYSnmE无机结合料稳定材料的7d

21、饱水抗压强度的标准值（MPa） 公路等级结合料类型二级和二级以下公路一级和高速公路石灰基 层0.8底基层水泥基 层2.5335底基层1.521.52.5石灰粉煤灰（1：21：4）基 层1.1底基层0.50.6取样筛分级配组成制备试件尺 寸数 量含水量干密度保 湿保 温时 间养 生强度标准下波动限选定剂量+0.51.0%实用剂量材料组成设计测抗压强度平均值R标准值S偏差系数C击实试验抗压试验确定剂量)1/(vadCZRR保证率系数设计值偏差系数pause6拌和运输摊铺碾压接缝质量养生拌和运输摊铺碾压接缝质量养生拌和运输摊铺碾压接缝质量养生拌和运输摊铺碾压接缝质

22、量养生画图拌和运输摊铺碾压接缝质量养生拌和运输摊铺碾压接缝质量养生检查项目质量要求检查规定备注要求值或容许误差质量要求最低频率方法压实度（）不小于98符合技术规范要求4处/200米/层每处每车道测一点，用灌砂法检查，采用重型击实标准平整度（mm）8平整、无起伏2处/200米用三米直尺连续量10尺，每尺取最大间隙纵横高程（mm）5，-10平整顺适1断面/20米每断面35点用水准仪测量厚度（mm）代表值-8均匀一致1处/200米/车道每处3点，路中及边缘任选挖坑丈量合格值-15宽度（mm）不小于设计边缘线整 齐，顺适，无曲折1处/40米用皮尺丈量横坡度（）0.33个断面/100米用水准仪测量结合料剂量()0.5每2000m26个以上样品EDTA滴定及总量校核拌和机拌和后取样级配符合规范范围每2000m21次水洗筛分拌和机拌和后取样强度（MPa）3-5或0.8-1.1符合设计要求2