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文档简介
1、于成龙建筑工程学院2014.3气硬性胶凝材料胶凝材料有机材料无机材料沥青合成材料-胶粘剂石膏石灰和水玻璃水泥气硬性胶凝材料水硬性胶凝材料1、分类2概念胶凝材料:能通过物理化学作用将散粒材料或块状材料胶结成为一个整体,并产生强度的材料。气硬性胶凝材料:只能在空气中硬化,保持并发展其强度的材料。水硬性胶凝材料:既能在空气中硬化,又能更好的在水中硬化,保持并发展其强度的材料。Back无机胶凝材料气硬性无机胶凝材料硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥其他水泥气硬性无机胶凝材料石膏生产简介石膏的凝结与硬化石膏的技术要求和性质建筑石膏的应用石膏生产简介 建筑石膏: 以 为主要成分,不预加任何外加剂的粉状胶凝材
2、料。 建筑石膏Back石膏的凝结与硬化 1、水化:半水石膏和水反应生成二水石膏的过程。 由于半水石膏的溶解度比二水石膏的大(约四倍),所以二水石膏处于过饱和状态,不断从溶液中析晶,水解反应不断右移,直至半水石膏全部转变成二水石膏。 2、凝结:可塑性浆体失去可塑性,开始产生强度的过程。 石膏的凝结与硬化 生成二水石膏用水吸附水水分蒸发溶液中的自由水浆体变稠摩擦力粘结力失去可塑性3、硬化:失去可塑性浆体强度增加的过程。 石膏晶体数量增加,晶体长大,彼此连生,相互交错,形成结晶网,产生强度。 以上三个过程是相互交错,连续进行的。 石膏的凝结与硬化 Back石膏的凝结与硬化石膏的技术要求和性质 1、技
3、术要求:建筑石膏按细度、强度和凝结时间分为三级。2、特点 :凝结硬化快硬化制品的孔隙率大,体积密度小,保温吸声性能好具有一定的调温调湿性 凝固时体积微膨胀防火性强耐水性抗冻性差建筑石膏的应用 1、室内抹灰和粉刷 2、石膏制品: 石膏板 小型石膏砌块 中型石膏(砌块)条块 装饰面板 隔声板Back讨论(1)建筑石膏粉的质量问题 请观察建筑石膏粉,并分析是否宜用此石膏粉制作粘结制品或石膏制品。 石膏粉吸潮结粒 讨论(1)建筑石膏粉的质量问题 从上图可见该建筑石膏粉已吸潮结粒,对凝结硬化性能及强度均有影响,已不宜使用。 由于建筑石膏粉易吸潮,影响其以后使用时的凝结硬化性能和强度,长期储存也会降低强度
4、,因此建筑石膏粉存贮时必须防潮,储存时间不得过长,一般不得超过三个月。 讨论 请观察下图中硬化石膏的结构特点,分析硬化石膏的结构与性能的关联。 建筑石膏制品 (2)硬化石膏的结构与性能讨论(2)硬化石膏的结构与性能 从上图可见建筑石膏制品的结构特点是多孔。隔热吸声性良好。因多封闭的细微孔,导热系数也就较低,且其大多是微孔,表面微孔会使声音反射或传导的能力显著下降从而有好的吸声性能。防火性能好。具一定的阻湿阻温性。耐水性及防冻性差。加工性能好。 工程实例分析3.2 石膏 (1)石膏饰条粘贴失效 (2)石膏制品发霉变形 现象原因分析(1)石膏饰条粘贴失效 某工人用建筑石膏粉拌水,拌成一桶石膏浆,用
5、以在光滑的天花板上直接粘贴石膏饰条,前后半小时完工。几天后最后粘贴的两条石膏饰条突然坠落。原因分析(1)石膏饰条粘贴失效 建筑石膏拌水后一般数分钟至半小时左右凝结,后来粘贴石膏饰条时石膏浆已初凝,粘结性能差。可掺入缓凝剂,延长凝结时间;或者分多次配制石膏浆,即配即用。 在光滑的天花板上直接贴石膏条,粘贴难以牢固,宜对表面予以打刮,以利粘贴。或者,在粘结的石膏浆中掺入部分粘结性强的粘结剂。 现象原因分析(2)石膏制品发霉变形 某住户喜爱石膏制品,全宅均用普通石膏浮雕板作装饰。使用一段时间后,客厅、卧室效果相当好,但厨房、厕所、浴室的石膏制品出现发霉变形。原因分析(2)石膏制品发霉变形 厨房、厕所
6、、浴室等处一般较潮湿,普通石膏制品具有强的吸湿性和吸水性,在潮湿的环境中,晶体间的粘结力削弱,强度下降、变形,且还会发霉。建筑石膏一般不宜在潮湿和温度过高的环境中使用。欲提高其耐水性,可于建筑石膏中掺入一定量的水泥或其他含活性SiO2、Al2O3及CaO的材料,如粉煤灰、石灰。掺入有机防水剂亦可改善石膏制品的耐水性。石 灰 石灰的制备石灰的熟(消化)和硬化石灰的技术性质应用Back石灰的制备CaCO3 CaO 10001100 CO2MgCO3 MgO 生石灰 根据MgO2的含量,生石灰分为两种: 钙质生石灰 MgO5 镁质生石灰 MgO5 根据石灰制备的温度和时间,生石灰可分为两种:过火石灰
7、欠火石灰temtime过火石灰:粘土杂质熔融、填充或包裹石灰表面密实度高 石灰消解慢 temtime 欠火石灰:CaCO3分解不足、产率低。 石灰的制备Back石灰的熟(消化)和硬化 1、生石灰的熟化(消化): 熟石灰 反应: 特点:放热量大、快(1h放热是混凝土1d放热量的9倍多) 体积增大:12.5倍 熟石灰2、石灰的硬化: 石灰浆体在空气中逐渐硬化是由一下两个同时进行的过程完成的:结晶作用和碳化作用。结晶过程中产生Ca(OH)2,反应快。在碳化过程中,Ca(OH)2吸收空气中的CO2生成CaCO3,由内向外反应缓慢.石灰的熟(消化)和硬化 硬化过程结晶碳化Ca(OH)2 结晶析出Ca(O
8、H)2 结晶析出主要变化特征内部反应快由表及里2、石灰的硬化:Back石灰的技术性质: 1、技术标准: 建筑生石灰(JC/T479-92): CaO+MgO含量、CO2含量、未消化残渣量及产浆量(L/kg):钙质生石灰镁质生石灰各三等:优等品、一等品和合格品。 建筑石灰粉(JC/T480-92): CaO+MgO含量、CO2含量、组成分为钙质、镁质。优等、一等及合格三个等级 建筑消石灰分(JC/T481-92): CaO+MgO含量、游离水、体积安定性及细度、钙质消石灰粉镁质及白云石消石灰粉:优等、一等、合格三个等级2、性质(特点) 凝结硬化快、强度低 浆体可塑性好(保水性好)体积收缩大耐水性
9、差 Back 应用 生石灰粉、熟石灰粉、石灰膏 加水石灰浆、石灰乳使用可提高石灰的利用率、缩短陈伏期、操作简便 硅酸盐制品:如灰砂砖、生石灰粉+砂+水(经拌)陈伏加压成型压蒸 碳化石灰板 作无熟料水泥等(生石灰粉+活性混合料+石膏) Back观察与讨论讨论石灰砂浆的裂纹 请观察下图A、B两种已经硬化的石灰砂浆产生的裂纹有何差别,并讨论其成因。 石灰砂浆A 石灰砂浆B 讨论 在煅烧过程中,若温度过低或煅烧时间不足,使得CaCO3不能完全分解,将会生成“欠火石灰”。如果煅烧时间过长或温度过高,将生成颜色较深、块体致密的“过火石灰”。过火石灰水化极慢,当石灰变硬后才开始熟化,产生体积膨胀,引起已变硬
10、石灰体的隆起鼓包和开裂。 石灰砂浆A为凸出放射性裂纹,这是由于石灰浆的陈伏时间不足,致使其中部分过火石灰在石浆砂浆制作时尚未水化,导致在硬化的石灰砂浆中继续水化成Ca(OH)2,产生体积膨胀,从而形成膨胀性裂纹。 石灰砂浆B为网状干缩性裂纹,是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大、石灰过多,易产生此类裂纹。 现象原因分析(1) 内外墙粉刷层爆裂 上海某新村四幢六层楼1989年9-11月进行内外墙粉刷,1990年4月交付甲方使用。此后陆续发现内外墙粉刷层发生爆裂。至5月份阴雨天,爆裂点迅速增多,破坏范围上万平方米。爆裂源为微黄色粉粒或粉料。该内外墙粉刷用的“水灰”,系宝山某厂自办
11、的“三产”性质的部门供应,该部门由个人承包。 经了解,粉刷过程已发现“水灰”中有一些粗颗粒。对采集的微黄色爆裂物作X射线衍射分析,证实除含石英、长石、CaO、Ca(OH)2、CaCO3外,还含有较多的MgO、Mg(OH)2以及少量白云石。原因分析(1) 内外墙粉刷层爆裂 该“水灰”含有相当数量的粗颗粒,相当部分为CaO与MgO,这些未充分消解的CaO和MgO在潮湿的环境下缓慢水化,分别生成Ca(OH)2和Mg(OH)2,固相体积膨胀约2倍,从而产生爆裂破坏。还需说明的是,MgO的水化速度更慢,更易造成危害。 使用劣质建材,就是给工程埋下定时炸弹,危害人民利益。现象原因分析(2) 石灰的选用 工
12、地急需配制石灰砂浆。当时有消石灰粉、生石灰粉及生石灰三种材料可供选用。因生石灰价格相对较便宜,便选用,并马上加水配制石灰膏,再配制石灰砂浆。使用数日后,石灰砂浆出现众多凸出的膨胀性裂缝。 石灰砂浆的膨胀性裂缝 原因分析(2) 石灰的选用 该石灰的陈伏时间不够。数日后部分过火石灰在已硬化的石灰砂浆中熟化,体积膨胀,以致产生膨胀性裂纹。 因工期紧,若无现成合格的石灰膏,可选用消石灰粉或生石灰粉。消石灰粉在磨细过程中,把过火石灰磨成细粉,克服了过火石灰在熟化时造成的体积安定性不良的危害。故可不必陈伏可直接使用,且生石灰熟化时放出的热可大大加快砂浆的凝结硬化,加水量亦较少,硬化后的砂浆强度亦较高。 3
13、.3.1 水玻璃 1.水玻璃的组成和硬化 水玻璃俗称泡花碱,是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。建筑常用的为硅酸钠(Na2OnSiO2)水溶液,又称钠水玻璃。要求高时也使用硅酸钾(K2OnSiO2)的水溶液,又称钾水玻璃。液体水玻璃是一种具有胶体特征,又具有溶液特征的胶体溶液。 2.水玻璃的性质与应用 水玻璃在凝结硬化后,粘结力强,强度较高,耐酸性好,耐热性好,耐碱性和耐水性差。利用水玻璃凝结硬化后的性能,在建筑工程中主要有以下几方面用途:涂刷材料表面,提高抗风化能力;加固土壤;配制速凝防水剂;修补砖墙裂缝。水玻璃硅酸盐水泥硅酸盐水泥的生产和矿物组成硅酸盐水泥的
14、水化及凝结硬化硅酸盐水泥的技术性质水泥石的腐蚀与防止简介水泥具有以下优点,因此,在土木工程领域得到广泛的应用。Back水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥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水泥简介专用水泥砌筑水泥油井水泥特性水泥快硬水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥中热水泥水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫酸盐水泥。硅酸盐水泥一般工程铝酸盐水泥硫酸盐水泥快硬、早强。主要用于紧急抢修工程、早强工程、冬季施工、抗蚀、抗冻等工程。早强、膨胀。适用于抢修工 程、锚固和地下工程等。 Back简介硅酸盐水泥的生产和矿物组成混合材料0-5%石膏熟
15、 料磨细硅酸盐水泥P.P.硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成硅酸盐水泥的生产过程GrindingPPMixing materialsLimestoneClayIron ore powderBleedingGrinding1450Raw materialClinkerGypsum名称代号组分熟料矿渣火山灰质混合材料粉煤灰石灰石硅酸盐水泥P.I100P.9555普通水泥P.O80且 955且20a矿渣水泥P.S30且8020且50b火山灰水泥P.P60且8020且40c粉煤灰水泥P.F60且 8020且40d复合水泥P.C50且8020且50e 通用硅酸盐水泥的组成 /%a、b、c、d、e见说明硅酸
16、盐水泥的矿物组成组成化学分子式缩写硅酸三钙3CaOSiO2C3S硅酸二钙2CaOSiO2C2S铝酸三钙3CaOAl2O3C3A铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF水泥颗粒与水接触时,其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用,生成新的水化产物并放出一定热量的过程。硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度快,形成早期强度并生成早期水化热。 3CaOSiO2+H2O CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2硅酸盐水泥的水化及凝结硬化硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度慢,对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用。水化热释放缓慢。 2CaOSiO
17、2+H2O 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。该水化反应速度极快,并且释放出大量的热量。 如果不控制铝酸三钙的反应速度,将产生闪凝现象,水泥将无法正常使用。通常通过在水泥中掺有适量石膏,可以避免上述问题的发生。 3CaOAl2O3+6H2O 3CaOAl2O36H2O硅酸二钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶该水化反应的速度和水化放热量均属中等。4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O 3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体(钙矾石)。该晶体难溶,包裹在水泥熟料的表面上,形成保护膜,阻碍水分进入水
18、泥内部,使水化反应延缓下来,从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。所以,石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。 3CaOAl2O36H2O+ H2O+CaSO42H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O 钙矾石石膏调节凝结时间的原理Back水化硅酸钙(70%) 氢氧化钙 (20%) 水化铝酸钙水化铁酸钙水化硫铝酸钙水化产物水泥熟料水化后的主要水化产物有:Back何为凝结?水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体,经过自身的物理化学变化逐渐变 稠失去可塑性的过程。何为硬化?失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度,并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组
19、成。 凝结与硬化Back凝结硬化过程初始反应期初始的溶解和水化,约持续5-10分钟。潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长,1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化,6h。多孔的空间网络凝聚结构,失去可塑性凝结期凝胶体填充毛细管,6h-若干年硬化石状体密实空间网硬化期凝结硬化过程Back影响水泥凝结硬化的因素 影响水泥凝结硬化的主要因素有:水泥的种类和细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。影响水泥凝结硬化的因素Back硅酸盐水泥的技术性质细度凝结时间体积安定性强度其他性质细度与水接触的表面积凝结和硬化速度性质100小低低水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定了水泥与水接触
20、的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度和性质。水泥的细度和性质细 度比表面积硅酸盐水泥的细度用比表面积表示按照 GB175-2007的规定硅酸盐水泥的比表面积 300 m/kg 比表面积可采用比表面积仪测定用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。测量一定量空气通过水泥石时,流速变化.比表面积测定仪细 度Back凝结时间标准稠度及标准稠度用水量凝结时间测定初凝时间终凝时间标准稠度测定固定水量法采用以下方法配制标准稠度净浆称取500g水泥加入500P%ml水采用标准稠度测定仪不变(固定)水量法标准稠度测定仪 水泥凝结时间测定录像凝结时间测定概念从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失去可塑性所需的
21、时间标准要求45min国产水泥一般为1-3h实验测试时以试针距底板41mm为准。工程意义水泥的初凝时间不宜过早,以便施工时有充分的时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。初始凝结时间终凝时间概念从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。标准要求390min国产水泥一般为5-6h 实验测试时以试针下沉0.5mm为准。工程意义终凝时间不宜过迟,以便施工完毕后更快硬化,达到一定的强度,以利于下一步施工工艺的进行。Back定义 指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。体积安定性不良水泥硬化后产生不均匀的体积变化(裂纹后弯曲)。使建筑质量下降,甚至引起严重的建筑事故。体积安定性不良的原
22、因过量游离的CaO过量游离的MgO过量石膏硅酸盐水泥的体积安定性Back水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的它们的水速度慢,在水泥硬化后才开始水化,使已经硬化的水泥石膨胀开裂。当石膏掺量过多时,在水泥硬化后,它还能继续与水化铝酸钙反应,生成高硫型水化硫铝酸钙,体积增大1.5倍,引起水泥石开裂。此时,水化 硫铝酸钙被称为水泥杆菌。体积安定性不良的原因煮沸法-加速实验法 测量体积安定性的两种方法:饼法观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化雷氏夹法测量水泥石饼沸煮后的膨胀值 体积稳定性的测定水泥安定性的测定煮沸法测定仪体积安定性不良体积安定性的测定雷氏夹法体积安定性测定仪限制上述测试方法仅能测出游离CaO
23、是否过量。游离MgO和石膏不能通过加速实验的方法检测所以它们必须在生产工艺中严格控制,避免过量。 标准规定: MgO5%、石膏SO33.5%。体积安定性的测定BackC:S:W=1:3:0.5Standard specimen 40 40160Compressive strengthCured under the standard conditionBending strengthtest C:S:W=1:3:0.5的比例混合,制成标准尺寸的试件(4040160mm),在标准条件下养护,测试抗压强度和抗折强度。强度试验Back强度测定仪bending strength instrument强度
24、测定仪Compressive strength instrument实验录像强度等级根据3天和28天抗压强度3天和28天抗折强度 硅酸盐水泥可分为6个等级:42.5,42.5R, 52.5,52.5R, 62.5, 62.5R各龄期的强度不低于GB175-99表中的规定。 按早期强度不同分为两种类型,早强型(用R表示)和普通型。等级 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 3d 28d 3d 28d 42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R
25、32.0 62.5 5.5 8.0 硅酸盐水泥各龄期的强度要求(GB175-99) 技术性质分析 水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项:细度、凝结时间、强度和体积安定性。这四项指标中,除强度外,其它任何一项指标不合格,则水泥不能使用;反之,若仅强度一项指标不合格,而其它三项指标合格,则水泥可降等级使用。 If only the strength is unqualifiedCement of the lower gradeBack其他性质碱含量以Na2O+0.658K2O计算值表示,以防止碱-骨料反应的发生。低碱水泥含碱量0.6%,或由供需双方商定。水化热大部分的水化热在水化反应的初期释
26、放出来,它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。C3S,C3A越高,颗粒越细,水化热越大,对冬季施工有利,但对大体积混凝土工程有害。密度:3.0-3.15g/cm3, 通常3.1g/cm3堆积密度:1000-1600kg/m3Back现象原因分析水泥凝结时间前后变化 某立窑水泥厂生产的普通水泥游离氧化钙含量较高,加水拌和后初凝时间仅40 min,本属于废品。但后来放置1个月,凝结时间又恢复正常,而强度下降。工程实例分析原因分析 该立窑水泥厂的普通硅酸盐水泥游离氧化钙含量较高,该氧化钙相当部分的煅烧温度较低。加水拌和后,水与氧化钙迅速反应生成氢氧化钙,并放出水化热,使浆体的温
27、度升高,加速了其他熟料矿物的水化速度,从而产生了较多的水化产物,形成了凝聚结晶网结构,凝结时间较短。 水泥放置一段时间后,吸收了空气中的水汽,大部分氧化钙生成氢氧化钙,或进一步与空气中的二氧化碳反应,生成碳酸钙。故此时加入拌和水后,不会再出现原来的水泥浆体温度升高、水化速度过快、凝结时间过短的现象。但其他水泥熟料矿物也会和空气中的水汽反应,部分产生结团、结块,使强度下降。 水泥凝结时间前后变化 讨论 以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量,请分析A、B两种硅酸盐水泥的早期强度及水化热的差别。 现象工程实例分析讨论 硅酸盐水泥熟料矿物各具特性。 C3S在最初四个星期内强度发展迅速,它实
28、际上决定着硅酸盐水泥四个星期以内的强度。C3S的水化热较多,其含量也最多,故它放出的热量最多,但其耐腐蚀性较差。C3A硬化速度最快,但强度低,其对硅酸盐水泥在13 d或稍长的时间内的强度起到一定作用;C3A的水化热多;耐腐蚀性最差。 A水泥的C3S及C3A含量高,而C3S及C3A的早期强度及水化热都较高,故A硅酸盐水泥的早期强度与水化热高于B水泥。 现象原因分析 某大体积的混凝土工程,浇筑两周后拆模,发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产的42.5型硅酸盐水泥,其熟料矿物组成如下: C3S 61;C2S14;C3A14;C4AF11。 工程实例分析原因分析 由于该工程所使用
29、的水泥C3A和C3S含量高,导致该水泥的水化热高,且在浇筑混凝土中,混凝土的整体温度高,以后混凝土温度随环境温度下降,产生冷缩,造成贯穿型的纵向裂缝。 防治措施: 首先,对大体积的混凝土工程宜选用低水化热,即C3A和C3S的含量较低的水泥。其次,水泥用量及水灰比也需适当控制。 水泥石的腐蚀和防止简介腐蚀类型腐蚀原因防止措施Back简 介水泥石硬化后,在正常的使用条件下,即在潮湿环境中或水中,仍可以逐渐硬化并不断增长期强度。 水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中,水泥石的结构会遭到破坏,强度和耐久性降低,甚至完全破坏的现象。腐蚀类型软水侵蚀,硫酸盐腐蚀,镁盐腐蚀,碳酸盐的腐蚀,酸的腐蚀,碱的腐蚀Bac
30、k软水侵蚀特点介质软水(含HCO3少的水,如雨水、雪水和蒸馏水);氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。 过程当水泥石与软水接触时,最先溶出的成分是氢氧化钙。当水泥使处于流水或是有压力的水中时,氢氧化钙不断溶解流失,水泥石的密实度下降,强度和耐久性也降低;而且,由于氢氧化钙浓度的下降,还引起了水泥石中的其它水化产物的分解硫酸盐腐蚀特点以硫酸盐为介质的海水、地下水等硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体,使水泥石破坏腐蚀过程举例:结晶膨胀 MgCl2+Ca(OH)2 = Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+ Ca(OH)2+H2O = Mg(OH)2+CaSO42H2O 结晶膨胀易溶于水镁盐腐蚀 特
31、点以镁盐为介质的海水、地下水等镁盐与水泥石中的成分反应,生成易溶于水或松软无胶凝作用的产物,破坏水泥石腐蚀过程举例:碳酸盐腐蚀 Ca(OH)2+CO2+H2O CaCO3+2H2O CaCO3+H2O+CO2 Ca(HCO3)2 易溶于水特点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,破坏水泥石腐蚀过程举例:酸的腐蚀易溶于水 结晶膨胀OHCaSOOHCaSOHOHCaClOHCaHCl242422222)(2)(2+特点以酸性介质为主的工业环境等酸与水泥石中的成分反应,生成易溶于水、结晶膨胀的产物,破坏水泥石腐蚀过程举例:碱的腐蚀 易溶于水干燥空气 结晶膨胀特
32、点 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Back腐蚀原因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙;水泥石本身不密实,使侵蚀性介质易于进入其内部;腐蚀与介质相互作用; 外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度 Back防止措施根据环境特点,合理选择水泥品种 提高水泥石的密实度在混凝土表面覆盖保护层,对有特殊要求的混凝土工程,还可以采用浸渍混凝土Back硅酸盐水泥的应用与存放硅酸盐水泥硬化较快、耐冻性好,适用于要求凝结快、早期强度高,冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程一般贮存条件下,经3个月后,水泥强度约降低10%20%;经6个月后,降低15%30%;一年后,降低2
33、5%40%;掺混合材料的硅酸盐水泥水泥混合材料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混合材料定义生产水泥时加入的人工或天然矿物材料改善水泥性能调节水泥强度等级降低成本在生产水泥时,为了改善水泥性能,调节水泥强度等级,降低成本,而加入的人工或天然的矿物材料。Back分 类按性能分非活性混合材料(填充性混合材料)活性混合材料(水硬性混合材料)按性能分为两类: 活性混合材料 (水硬性混合材料) 非活性混合材料(填充性混合材料)Back活性混合材料磨细后加水不水化但掺加石灰后发生二次水化反应 生成水硬性胶凝产物火山灰活性概 述BackSiO2 +mH2O + xC
34、a(OH)2 xCaOSiO2nH2OAl2O3 +aH2O + yCa(OH)2 yCaOAl2O3bH2O 活性混合材料消耗 Ca(OH)2水硬性胶凝产物火山灰活性水化反应硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥水化一次水化二次水化虽然活性混合材料不是水泥的组成材料.但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥的性能活性混合材料二次水化反应的特性温度敏感性常温反应速度慢高温反应速度快消耗 Ca(OH)2改善孔隙构造掺活性混合材料的作用提高产量降低成本改善水泥的性能 调整强度等级降低水化热减少碱骨料反应的发生扩大应用范围充分利用工业废渣保护环境常用活性混合材料粒化高炉矿渣火山灰质混合材
35、料粉煤灰粉煤灰是一种发电厂燃料废渣粒化高炉矿渣是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。分为含水硅酸质(如硅藻土等)、铝硅玻璃质(如火山灰等)、粘土质(烧粘土等)。 Back非活性混合材料Back特点磨成细粉与石灰加水拌和后,不能或很少生成具有胶凝性质的水化产物常用品种石英粘土慢冷矿渣普通硅酸盐水泥 什么是普通硅酸盐水泥 技术性质 强度要求 应用Back什么是普通硅酸盐水泥? 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 20%熟料混合材料石膏磨细水硬性胶凝材料P.OBac
36、k技术性质特点与硅酸盐水泥相近因为混合材料的掺量少,其矿物组成仍在硅酸盐水泥的范围之内不同点强度等级强度应符合表3-8的要求共有六个强度等级 : 42.5R , 42.5, 52.5, 52.5R最终凝结时间不超过 10h强度等级抗压强度 (MPa)抗折强度(MPa)3天28天3天28天32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0表3-8 普通硅酸盐水泥强度要求普通硅酸盐水泥的应用是通用的水泥主要品种,广泛应用于各种混
37、凝土和钢筋混凝土工程。应用范围与硅酸盐水泥相同。Back凡有硅酸盐水泥熟料、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。 粒化矿渣掺量为2070%。水硬性胶凝材料熟料粒化高炉矿渣石膏磨细P.S什么是矿渣硅酸盐水泥?Back技 术 性 质技术性质: 分为6个强度等级 :32.5, 32.5R, 42.5, 42.5R, 52.5, 52. 5R(表3-9)其它技术性质与普通水泥相同强度等级抗压强度 (MPa)抗折强度(MPa)3天28天3天28天32.532.5R42.542.5R52.552.5R10.015.015.019.021.023.032.532.542.542.
38、552.552.52.53.53.54.04.04.55.55.56.56.57.07.0表3-9 P.S、P.P、P.F的强度要求P.S的特点与应用抗蚀性强,抗碳化能力差。因为氢氧化钙含量低适用于水工或海港混凝土工程不适用于CO2浓度高的工业厂房(如铸造翻砂车间)水化热低。适用大体积混凝土工程温度敏感性大适合高温养护抗冻性差:早期强度低,且火山灰需水量大。 耐热性好适用于有耐热要求的混凝土工程。 干缩大,抗渗性差。由于混合材料掺量大,而且高炉矿渣有尖锐棱角,拌和用水量大,保水性差,易产生泌水通道。说明:为P.S特性,其它为PS、PP、PF水泥共性 P.S的特点与应用Back凡有硅酸盐水泥熟料
39、、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%。火山灰质硅酸盐水泥水硬性胶凝材料熟料火山灰质混合材料石膏磨细P.PBack特点与应用早期强度低,后期强度高耐腐蚀性强,抗碳化性差抗冻性差水化热低温度敏感性大与P.S的相同点comparing to P.Scomparing to P.SBack与P.S的不同点特点与应用在潮湿环境或水中养护时抗渗性好。 因为细而多孔的火山灰材料适用于有抗渗要求工程发生膨胀胶化作用,生成较多的水化硅酸钙,使水泥石的结构密实 在干燥环境中使用易裂纹、起粉。因为上述水化反应在干燥的环境中不能进行,强度不发展;且以生成的水化硅酸钙凝胶也会使水收缩,产生裂纹,所以不适用于干热地区的地上建筑。 凡有硅酸盐水泥熟料、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%。什么是粉煤灰硅酸盐水泥?水硬性胶凝材料熟料粉煤灰石膏磨细P.FBack特点与应用早期强度低,后期强度高耐腐蚀性强,抗碳化性差抗冻性差水化热低温度敏感性大与P.S的相同点comparing to P.S与P.S的不同点comparing to P.SBack特点与应用早强低,因为粉煤灰球形玻璃体表面密实,13个月后表面活性物质才发生二次水化作用,适应于承重迟缓的工程。 干缩小,抗裂性好:表面结构
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