强度等级抗压强度.ppt

1、第三章水泥是一种粉状材料，属于水硬性胶凝材料，是基本建设中最重要的土木工程材料。广泛用于工业和民用建筑、道路、桥梁、铁路、水利和国防工程；用于生产各种混凝土和混凝土制品。中国水泥产量已达6亿吨，水泥品种有80多种。根据水泥的化学成分，分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥等。根据用途，可分为普通水泥、特种水泥和特色水泥。普通水泥是各种工程中常用的六种水泥(硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥)；特种水泥主要包括砌筑水泥、道路水泥和油井水泥；特色水泥主要包括快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、喷射混凝土水泥、抗硫酸盐水泥等。1.硅酸盐水泥概念及生产技术GB175-2006规定

2、，所有由硅酸盐水泥熟料、0.5%石灰石或粒化高炉矿渣和适量石膏制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥，也称为硅酸盐水泥。不加混合材料称为型硅酸盐水泥，代号pi；加入水泥质量不超过5%的石灰石或粒化高炉矿渣称为二类硅酸盐水泥，代号为PII。硅酸盐水泥的生产过程是“两磨一烧”，生产水泥的主要方法有两种：干法立窑生产和湿法回转窑生产。1.生料制备，包括生料配比、研磨和均质、开路系统、闭路系统、管式球磨、垂直研磨。熟料的燃烧。2.熟料矿物组成及特征，除上述四种主要熟料矿物外，硅酸盐水泥熟料矿物组成，简称CaOC、SiO2、Al2O3 A、Fe2O3 F、H2OH，硅酸盐水泥熟料矿物特征，3。硅酸盐水泥的水

3、化、凝结和硬化(1)熟料矿物的水化反应，4 CaO al2o 3 fe2o 3 H2O 3 CaO al2o 3 36 H2O CaO fe2o 3 H2O，水合硅酸钙凝胶C3S2H3，氢氧化钙晶体CH，水合铝酸三钙晶体C3AH6，水合铁酸钙凝胶cfh，3 CaO al2o 3 CaO 2so 23 H2O(oh)2，2 CaO SiO 2 H2O 3 CaO 2so 23 H2O(oh)2，硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，3 CaO al2o 3 H2O 3 al2o 3 36 H2O晶体不溶，包裹在水泥熟料表面形成保护膜，防止水进入水泥，延缓水化反应，从而避免纯水泥熟料水化引起的闪凝现象。因

4、此，石膏在调整水泥的凝结时间中起作用。CaSO 4 2h2o 3 Cao al2o 3 33 ca so431 H2O，高硫水合硫铝酸钙晶体，当消耗石膏时，部分高硫水合硫铝酸钙(也称为钙矾石AFt)转化为低硫水合硫铝酸钙晶体AFm(3CaOAl2O3CaSO4 12H2O，即)。硅酸盐水泥是主要的水化产物，水化硅酸钙凝胶C-S-H约占70%的氢氧化钙晶体CH约占20%的水化硫铝酸钙晶体(AFt和AFm)约占7%的水化铁酸钙凝胶CFH水化铝酸三钙晶体C3AH6，水泥浆扫描电镜照片(7d龄期)，C-S-H，钙矾石，C. CH晶体氢氧化钙晶体，(2)凝结硬化凝结：水泥与水混合形成具有一定流动性和塑性

5、的浆液，该浆液经过自身的物理化学作用后逐渐增厚并失去塑性硬化后的：无塑性水泥浆随着时间的增加产生明显的强度，并逐渐发展成硬质水泥浆。在凝结硬化过程中，水泥浆体的结构未水化。水泥颗粒的水化产物晶体、胶体孔隙和毛细孔隙没有被水化产物填充。原充水空间C-S-氢凝胶孔隙中的结构孔隙为多相(固、液、气)多孔体系。水泥浆的工程性质取决于水泥浆的结构组成，即水合物的类型和相对含量以及内部孔隙的大小硬化前未水化水泥颗粒水硬化后C-S钙矾石氢氧化钙(3)影响水泥水化硬化的因素，熟料矿物组成石膏含量细度温度和湿度养护时间，4。硅酸盐水泥的技术要求(1)水泥细度是指水泥的厚度或分散性。细度决定了水泥与水接触的表面积

6、。从而影响水泥的水化、凝结速度和性能。水泥的细度和性能，水泥细度可用筛析法(80m或45m方孔筛渣)和比表面积法(布氏法)测试。比表面积法是通过测量一定量的空气通过水泥时流速的变化来测量粒径分布。GB 1752006规定硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg，否则为不合格。(2)凝结时间凝结时间：水泥浆因加水而失去流动性所需的时间。根据国家标准，水泥的凝结时间必须在标准温度和湿度条件下用水泥凝结时间测定仪测定。标准稠度：测试锥下沉深度距离底板282毫米或61毫米时的稠度。标准稠度用水量：水泥浆达到标准稠度时的用水量，以水泥质量中水的百分比表示。标准稠度用水量试验方法标准稠度用水量试验方法有

7、两种方法：固定用水量法和调整用水量法。初凝：从水泥与水混合到标准稠度水泥浆失去塑性所需的时间。根据国家标准，初凝时间为45分钟，国产水泥一般为1-3小时。实验：测试针与底板之间的距离为61毫米。工程意义：水泥初凝时间不宜过早，以便施工时有足够的时间搅拌、运输、浇筑和砌筑。终凝：从水泥与水混合到标准稠度水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。根据国家标准，终凝时间为6.5h，国产水泥一般为5-6h。实验：测试针下沉0.5毫米.工程意义：终凝时间不宜太晚，以便施工后硬化更快，达到一定强度，有利于下一步施工。影响水泥凝结时间的因素：熟料矿物成分、石膏含量、外加剂品种和含量、水泥细度、温度、水灰比

8、等。体积稳定性的定义它是指水泥在凝固和硬化过程中体积变化的均匀性。体积稳定性差：水泥凝固和硬化过程中出现不均匀的体积变化。稳定性差的原因：熟料含f-CaO过多，熟料含f-MgO石膏过多，生成钙矾石。体积稳定性差的水泥应作为废品处理，严禁用于任何工程。GB1752006和GB/T13462001规定硅酸盐水泥的体积稳定性必须煮沸3h(分离饼法和雷克雅达夹法)。试验饼法是用标准稠度的水泥浆按规定方法制成规定的试验饼。熟化和煮沸后，观察蛋糕的形状变化。如果没有发现翘曲或裂纹，稳定性合格；否则，稳定性差。瑞利法是按规定的方法制作一个圆柱形试样，然后测量试样沸腾后的尺寸变化，即膨胀值，来评价体积稳定性是

9、否合格。5.0毫米，不合格。沸腾法只能检测f-CaO引起的体积稳定性差。由于f-MgO和石膏引起的体积稳定性差，应分别采用加压蒸煮和温水长时间浸泡的方法。根据标准：氟化镁5.0%，SO3 3.5%。(4)强度、砂浆强度GB176711999规定，水泥、标准砂和水按1 : 3.0 : 0.5制成规格为4040160毫米的标准试件，在标准养护条件下(一天201% RH90 %空气，一天20 1%水)养护和测定，根据不同的水泥品种，分别测定水泥的抗折强度和抗压强度3天和28天，即为砂浆水泥出厂和使用前必须检查四项技术指标：细度、凝结时间、强度和体积稳定性。在这四项指标中，除强度外，其他指标不合格的水

10、泥不能使用；相反，如果只有一项强度指标不合格，而其他三项指标合格，则水泥可以降级使用。5.水泥石的腐蚀与防护(1)水泥石的腐蚀类型1。软水侵蚀(溶解侵蚀)当水泥石受到蒸馏水、天然雨水、雪水以及含有少量碳酸氢盐的河水和湖水的影响时，水泥石中的氢氧化钙会不断溶解和流失，尤其是在自来水或加压水中。氢氧化钙的溶解降低了水泥石的密实度、强度和耐久性；此外，由于氢氧化钙浓度的降低，水泥浆体中的其他水化产物被分解。Ca(OH)2 Ca(HCO 3)2co 3 H2O，2。盐腐蚀海水、湖水、地下水和一些工业废水中的硫酸盐腐蚀通常含有不同程度的钾、钠和氨硫酸盐。硫酸盐腐蚀的特点是一些盐晶体在水泥浆的毛细管中逐渐

11、积累和生长，水泥浆因内应力而受到严重破坏。当硫酸盐浓度不高时，会产生大量结晶水，使体积增加1.5倍以上，造成很大的膨胀应力和破坏。当硫酸盐浓度较高时，会产生二水石膏晶体，这也将导致水泥浆体开裂和损坏。na2so 4 ca(oh)22h2o 42h2o 2 NaOH，海水被镁盐腐蚀，一些盐沼水和地下水经常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。与水泥浆接触后，会发生以下反应：硫酸镁生成的氢氧化镁，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧

12、化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，氢氧化钙，二水石膏将进一步导致硫酸盐腐蚀。因此，镁盐对水泥浆的腐蚀是双重腐蚀。酸腐蚀一般来说，一些工业废水、地下水和沼泽水中的酸腐蚀通常含有不同浓度的各种无机或有机酸，但水泥浆体是碱性的，因为它含有氢氧化钙，这些酸会与碱反应：氢H2O酸的浓度越高，腐蚀越严重。碳酸水腐蚀了一些工业废水和地下水，一定量的CO2及其盐类经常被溶解，并且CO2也溶解在天然水中，这将与水泥浆中的钙(OH) 2反应：CO2 H2

13、O钙(OH)2碳酸钙2 H2O，CO2碳酸钙H2OCA (HCO 3) 2，4。被强碱腐蚀的硅酸盐水泥基本耐碱，低浓度的碱溶液对水泥浆无害。然而，当高铝酸盐含量的硅酸盐水泥遇到强碱(氢氧化钠、氢氧化钾)时，强碱会与水泥发生如下反应：3CaO Al 2 O 3 6 NaOH 3 N2 O 2 O 3 CA(OH)2铝酸钠易溶于水，导致水泥浆体腐蚀。当水泥浆被氢氧化钠浸泡，然后在空气中干燥时，它与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠在孔隙中结晶，导致水泥浆膨胀和开裂。(2)防腐蚀措施水泥石容易被腐蚀。水泥石本身有孔隙。2)防腐措施根据侵蚀环境的特点，合理选择水泥品种，以提高水泥石的密实度，降低孔

14、隙率，并在水泥石表面设置保护层。当水泥石同时受到多种介质侵蚀时，有必要区分对水泥石侵蚀最严重的介质，并采取相应措施提高其抗侵蚀能力。6.硅酸盐水泥的性能、应用和储存(1)性能和应用1。高强适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程。2.快速硬化适用于要求快速凝固、高早期强度和冬季施工的工程。3.良好的抗冻性适用于冬季施工和严寒地区反复冻融的工程。4.耐腐蚀性差不适用于接触淡水和海水等腐蚀性介质的项目。5.耐热性差不适用于有耐热性要求的混凝土工程。6.大量的水化热不适合大规模生产波特兰水泥的运输和储存在储存和运输过程中，水泥应根据不同的强度等级、品种和生产日期进行储存和运输，并注意防潮和防水。袋装水

15、泥的堆放高度不得超过10袋。即使在良好的储存条件下，水泥也不应长期储存。在空气中水蒸气和CO2的作用下，水泥会部分水化和碳化，降低水泥的胶结能力和强度。一般来说，3个月后强度下降约10.20%，6个月后下降15.30%，1年后下降25.40%。因此，水泥的有效储存期为3个月。如果超过6个月，应根据实际强度重新测试和使用。3.2波特兰水泥与混合材料1混合。混合材料在水泥生产过程中，为改善水泥性能、调整水泥强度等级、降低成本而添加的人工或天然矿物材料称为水泥混合材料。(1)非活性混合材料的定义：所有与水泥没有或几乎没有化学作用的人造或天然研磨矿物材料都是非活性混合材料。品种：石灰石粉、石英砂、粘土

16、、缓冷渣和各种废渣。(2)活性混合材料的定义：混合材料经研磨与水混合后，不具有胶凝性能或几乎没有胶凝能力，但与石灰、石膏或硅酸盐水泥混合后，研磨后的混合材料在常温下可生成具有水硬性的水化产物，称为活性混合材料。品种：粉煤灰、粒化高炉矿渣和火山灰的混合材料。高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣粒化高炉活性成分是活性氧化硅和活性氧化铝。2.火山灰的混合物质是火山喷发沉积物和其他具有类似活动

17、的物质的总称。根据其化学组成，它可分为水合硅酸(如硅藻土等。)，铝硅酸盐玻璃(如火山灰、浮石等。)和烧过的粘土(如烧过的粘土、煤渣等。)。3.粉煤灰从燃煤电厂的烟气中收集的粉末也称为粉煤灰。(3)活性混合材料的水化硬化活性混合材料的主要成分是活性二氧化硅和三氧化二铝，即无定形二氧化硅和氧化铝，它们不具有独立的水化性能，但在氢氧化钙或石膏的激发下会发生显著的水化，产生具有水化性能的水合硅酸钙和水合铝酸钙。xca(oh)2so 2nh 2o xcaoso 2(x n)h2oyca(oh)2al 2 O3 mh2o 3(y m)H2O在石膏的存在下，石膏可以进一步与由上述反应产生的水合铝酸钙反应，产生水硬性水合硫铝酸钙。碱性激发剂：能在水化