水泥-建筑材料

1、第 1 章水泥水泥是一种粉末状的水硬性胶凝材料。它与水拌合成塑性浆体后， 能胶结砂石等适当材料，并能在空气中或水中硬化成具有强度的石状 固体，水泥是无机水硬性胶凝材料。水硬性胶凝材料指即能在空气中硬化也能更好的在水中硬 化，并长久的保持或提高强度的胶凝材料。由于水泥具有这么好的性能，所以应用广泛，用于工业、农业、 国防、交通、城市建设、水利与海洋开发等。按用途性能分有通用水泥专用水泥特性水泥 按主要水硬性物质名称分有硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫酸盐水泥 磷酸盐水泥第 1 节通用水泥一、硅酸盐水泥一硅酸盐水泥的概念与生产简述1、概念：凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%的石灰石或粒化高炉矿渣、 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥波特兰水泥。硅酸盐水泥可分为两种类型：I型硅酸盐水泥是不掺混合材料的 水泥，其代号为p. i，n型硅酸盐水泥是在硅酸盐水泥熟料中拌合 磨时掺加不超过水泥质量 5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的水 泥。其代号为P. 11二生产工艺流程简介1、生产工艺：两磨一烧P22图2-12、硅酸盐水泥熟料的矿物组成 生料通过煅烧形成具有一定矿物组成的熟料这是生产水泥的关键。因为所

2、形成的矿物组成不同，它的水泥性质就不同。 三硅酸盐水泥的水化特性四硅酸盐水泥的凝结与硬化A、硅酸盐水泥的凝结与硬化的概念1、凝结水泥参加适量的水调成水泥浆后经过一段时间由于 本身的物理化学变化逐渐变稠失去塑性称为凝结。2、硬化凝结后，强度逐渐提升后并变成巩固的石状物质即 水泥石这一过程称为硬化。凝结硬化总称为硬化过程，这一过程实际是一个连续复杂的物理 化学变化过程。是不能分开的。B、硅酸盐水泥的凝结硬化原理水泥加水后，由于自身的物理化学变化，其矿物成分很快与水发 生水化和水解作用，并在水泥颗粒外表形成一系列的水化产物氢氧化 钙、含水硅酸钙、含水铝酸钙、含水铁酸钙与含水硫铝酸钙五种主要 水化产物。在水泥硬化过程中由于新生成物的生成溶解，形成凝胶， 凝胶转为结晶，以与外表炭化等过程相互交织进展，使水泥变成了坚 硬的水泥石。这个过程主要有三个期：溶解期、胶凝期、结晶期C、影响水泥凝结硬化的因素1、矿物组成：如硅酸三钙、铝酸三钙含量过多凝结硬化就快， 产生的水化热也高，硅酸二钙含量多，水化热低，适用于大体积工程。2、细度的影响：粗的影响，总外表积小，与水接触就相对少些， 水化就慢，水化热低，凝

3、结慢，细的影响与上相反，另外凝结后易产 生收缩裂缝。3、温度和湿度的影响：温度低水化凝结慢，自然养护条件4-40 度自然养护条件连续10天以上，温度在5度。按冬季施工，冬季施 工要加外加剂。前7天要达到设计强度的70%所以一天要洗几次水进 展养护。4、石膏的影响：多了影响安定性D、水泥石的结构略五硅酸盐水泥主要技术性质A、实际密度与堆积密度硅酸盐水泥的实际密度主要取决于其熟料矿物的组成，一般为3.10-3.20g/cm3。也和储存时间和条件等有关。受潮水泥的密度有所降低，在进展砼配合比计算时，通常用3.10g/cm3。堆积密度，除与矿物组成与细度外，主要取决于水泥堆积时的严 密程度，疏松堆积约为1000T100kg/m3,严密堆积时达到1600kg/m3. 在砼配合比计算中通常用1300kg/m3B、不溶物：水泥溶于水后有一局部不溶的物质铁粉，矿物质、坚硬的杂物质。I型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%，型硅酸盐水泥中不溶物不得超过 1.50%。C、有害矿物质的含量：1、氧化镁含量不得超过 5.0%，如经蒸压安定性实验合格，那么 水泥中氧化镁含量允许放宽到6.0%。2、三氧化硫不超过

4、 3.5%。D、烧失量1定义烧失量是指水泥在一定的温度和灼烧时间内失去的质量所 占的百分数I型不得大于3.0%，n型不得大于3.5%E、细度定义：指水泥颗粒粗细的程度。标准：细度是以每千克水泥所具有的总比外表积表示的，按国家标准规定比外表积不应小于300m2/kg3、测定方法：比外表积仪测定指定硅酸盐水泥4、影响：粗细都不行，细度对水泥的凝结硬化程度、强度、需 水性、与硬化收缩均有影响。成分一样的水泥颗粒越细，与水接触的 外表积越大，所以水化速度快、早期强度高。但颗粒过细，粉磨过程 中能耗大，使本钱提高，而且在硬化时易产生裂缝，所以细度应适宜。F、需水性标准稠度用水量1、定义：使水泥净浆达到一定的可塑性时需要的水量2、目的：为测定水泥的凝结时间、安全性、强度提供一个标准的用水量的问题。3、标准：占水泥质量的24-30% P-表示标准稠度用水量4、测定方法 固定水位法142.5ml水经验公式P=33.4-0.1855 调整水位法此种方法比拟准确，一点一点的加水直到24-28%或 S=282mmG、凝结时间1、定义：水泥从加水开始到失去流动性即可塑状态开展到固体 状态所需的时间，叫凝结时间

5、。2、标准：初凝大于45mim，如时间太快对搅拌、运输、浇注等都来不与，终凝小于390 m i m ，时间过长影响施工进度。凝结时间达不到国家标准要求按不合格水泥处理3、测定方法：就是用标准稠度用水量的水量拌合水泥，45分以 前测一次如已到初凝，那么水泥不合格。45分以后接近初凝时，每5 分测一次，接近终凝每15分测一次。4、快凝现象 假凝：假装凝固，水泥加水调制过程中无放热现象产生，拌合 物很枯燥，此时不加水继续搅拌可使用，对强度无影响。有粘结能力。 瞬凝：加水后快凝，水化热很大，无粘结现象。此种水泥不能 使用。产生原因：假凝水泥过细、太热，水化产物氢氧化钙易产生碳酸钙沉淀，另外石膏与熟料工磨时脱水，水化速度比铝酸三钙要快， 很快形成过饱和溶液，是冰石膏结晶析出形成假凝。瞬凝掺石膏量少施工温度过高H、安定性I、定义：凝结硬化后，固体水泥石体积变化是否均匀。2、标准：不裂缝、不疏松、不崩溃、不掉渣、不变形属安全性 合格3、安定性不合格原因就是有害成分超标CaO、MgO、石膏掺量超标。4、测定方法雷氏法沸煮法在10x10玻璃板上制作，取水泥浆75g左右做两块在 标准掩护条件下养护24 小

6、时，第二天取下来放入沸煮箱中煮三小时， 取出检查，煮前量取直径，煮后也量一下，看是否有变形、手捏不碎 为好。I、水泥的强度水泥的强度是表征水泥力学性质的重要指标，它与水泥的矿物组 成、细度、水灰比大小、水化龄期和环境湿度密切相关。为了同意实 验结果的可比性，水泥强度必须按水泥胶砂强度实验方法 GB/T17671-99 的规定制作试块，养护并测定其抗压和抗折强度值， 该值是评定水泥等级的依据。1、实际强度根据实际测得的抗压强度值和抗折强度值来检测所 使用的水泥是否达到所选用的水泥的强度要求。2、测定方法比例1：3W/C=0.5 成型称量水泥450g2g砂 1350g1g水 225g1g配制胶砂f搅拌f震动f削平f养护f脱模后编号f水中养护f破型 取值a最大、最小、中间值比拟10%b$10%c 10%无效 抗压折斷后6块的抗压强度测定。 评定根据国家标准规定的与你做的强度值进展比拟如都大于 或等于说明符合国家标准那么水泥是合格的，否那么就不合格。J、水化热1、定义：水泥加水拌合后放出的热量。大局部水化热在水化初期7天内放出。2、影响因素：水化热的大小与水泥的种类，矿物组成，细度， 水灰比，

7、养护条件等有关。水泥水化热对大体积环境是不利的，积聚 在内部不能散发，内外湿差过大引起内应力，使砼产生裂缝。 六水泥石的腐蚀与防止A、硅酸盐水泥腐蚀的根本原因是：水泥石中存在有引起腐蚀的组成成分：氢氧化钙和铝酸钙。另外水泥石本身不密实，有许多的毛 细通道，侵蚀性物质容易进入其内部，使水泥石的结构遭到破坏，强 度渐渐降低，甚至全部溃裂。B、水泥石的腐蚀的种类1、淡水侵蚀软水或溶液侵蚀水泥矿物组成硫酸三钙、硫酸二钙的水化产物，氢氧化钙是一种 最不好的物质。氢氧化钙溶于淡水、雨水、水蒸气、蒸馏水等。产生 体积膨胀，使水泥石孔隙增大增多，从而降低水泥石的强度，在有流 动水或有水压的作用下氢氧化钙溶解速度加快，腐蚀就更为加快了。2、一般酸性的腐蚀酸性物质都与水泥石中的氢氧化钙反响，生成易溶于水的盐，或 在水泥石中孔隙内部形成结晶，或体积膨胀使水泥石破坏。3、碳酸性腐蚀工业废水与地下水中含有较多的二氧化碳，这样的水对水泥有侵 蚀作用。4、硫酸盐腐蚀主要是海水中，地下水与某些工业污水中。含有大量的硫酸盐物 质，他们与水泥石中的氢氧化钙反响生成体积膨胀的硫铝酸钙针状结 晶和二水石膏使水泥石遭到破坏。5

8、、强碱侵蚀碱类溶液浓度不大的一般是无害的，但铝酸盐含量较高的水泥遇 强碱作用后也会破坏。C、水泥石的腐蚀的防止方法1、根据侵蚀环境特点合理选用水泥品种2、根据水泥密实度，仔细选择骨料级配，减小水灰比，施工中 尽量使用机械化搅拌振捣，加外加剂减小用水量，减少孔隙，抽真空， 用吸水模板等来制得密实的砼。3、设保护层：在砼外部加覆盖层和贴面材料，防止侵蚀介质与 水泥石直接接触。七硅酸盐水泥的性质、应用1、凝结硬化快，早期与后期强度高。用于早强的，紧急抢修的 工程。2、抗冻性好，适宜冬季施工。3、水化热大4、耐腐蚀性好5、耐热性差，用于高湿环境时，如锅炉房等环境。6、抗碳化好7、干缩小8、耐磨性好二、掺混合材的硅酸盐水泥定义：能改善水泥的某种特性水化热抗冻性耐腐性调节水泥 标号，增加水泥品种，提高水泥产量，扩大使用X围，降低本钱，废 旧利用。这也是掺加混合材的目的。一水泥混合材料1. 在水泥生产过程中，为改善水泥性能，调节水泥标号，扩大使 用X围而掺加天然或人工矿物质原料称为混合材料。根据所加矿物质 的性质可划分为活性混合材料和非活性混合材料。A、活性混合材料：指具有火山灰性或潜在水硬性，以与

9、兼有火山灰性和潜在水硬性的矿物质材料。1、火山灰质混合材料：指具有火山灰性的天然或人工矿物质材 料。2、粉煤灰：指从煤粉炉烟道气体中收集的粉末。主要成分是二 氧化硅、三氧化二铝和少量的氧化钙，火力发电厂收集的废料。3、粒化高炉矿渣：是高炉冶炼生铁所得的硅酸钙与铝酸钙为主 要成分的熔融物，经淬冷变成粒后的产品。B、非活性混合材料是指在水泥中主要起填充作用而不改变水泥性能的矿物材料。 与水泥矿物组成不起化学作用掺加水泥重要起调节水泥强度，增 加水泥产量和降低水泥热度的作用。常用的有磨细的石英砂，石灰粉 与磨细的块状高炉矿渣与硅质炉灰等。窑灰，是指窑废气中收集下的粉尘，介于活性和非活性之间。主 要成分是碳酸钙，脱水黏土，玻璃态物质，氧化钙，有少量的熟料矿 物，碱金属、硫酸盐和石膏等。2、特性：活性能改善水泥的某种特性，非填充性的材料a粒化高炉矿渣炼钢出来的炉渣成分二氧化硅三氧化二铝单独使用时不具备水硬性特点，只能掺入水泥中使用。b火山灰质材料火山爆发后的岩浆和粉尘。c 粉煤灰火力发电厂的废料。非活性石灰石石英砂生产玻璃的原料，烧制的黏土窑灰二普通硅酸盐水泥一定义：凡由硅酸盐水泥熟料, 6%15%混合材，适量石膏 磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥简称普通水泥 代号P.O二技术要求1、密度、不溶物、氧化镁、三氧化硫、安全性同硅酸盐水

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