1、上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄第 4 章無(wú)機(jī)膠凝材料上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 膠凝材料的基本概念。 膠凝材料凝結(jié)硬化機(jī)理及其影響因素是什么? 土木工程對(duì)膠凝材料有哪些性能要求？ 怎樣正確選擇和使用膠凝材料？ 本章重點(diǎn)：常用六大水泥的技術(shù)要求、性能特點(diǎn)并能合理選用； 本章難點(diǎn)：硅酸鹽水泥的緩凝機(jī)理。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄本 章 主 要 內(nèi) 容 概述 4.1 氣硬性膠凝材料氣硬性膠凝材料 4.1.1石膏 4.1.2石灰 4.2 水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料 4.2.1通用硅酸鹽水泥 4.2.2其它品種水泥 案例分析上一內(nèi)容上一內(nèi)

2、容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄概述 基本概念 膠凝材料的分類上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄基本概念：什么是膠凝材料 定義： 經(jīng)過(guò)一系列物理、化學(xué)作用，能由漿體變成堅(jiān)硬的固體，并能將散粒或片、塊狀材料膠結(jié)成整體的物質(zhì)。 特征：嚴(yán)格意義上膠凝材料應(yīng)指漿體；能在常溫下凝結(jié)硬化為固體；有較強(qiáng)的膠結(jié)能力；具有一定的使用性能。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄膠凝材料的種類 按其化學(xué)組成： 有機(jī)膠凝材料：瀝青、樹(shù)脂等。 無(wú)機(jī)膠凝材料：水泥、石膏、石灰、磷酸鈣、磷酸鎂等。 按其硬化條件： 氣硬性膠凝材料 石膏、石灰等； 水硬性膠凝材料 各種水泥等。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容

3、下一內(nèi)容回主目錄回主目錄氣硬性與水硬性膠凝材料的特點(diǎn) 氣硬性膠凝材料只能在空氣中硬化，并且在空氣中保持和發(fā)展其強(qiáng)度； 關(guān)鍵：干燥狀態(tài)下，其硬化體才有較好的性能！ 水硬性膠凝材料不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化，保持并發(fā)展其強(qiáng)度。 關(guān)鍵：干燥或潮濕狀態(tài)下，其硬化體均有很好的性能！上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 4.1.1 石石 膏膏 1石膏膠凝材料的制備 2建筑石膏的水化及硬化 3建筑石膏的特性與技術(shù)要求 4建筑石膏的應(yīng)用上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄1石膏膠凝材料的制備 石膏的礦物組成： caso4xh2ox為結(jié)晶水為結(jié)晶水h2ox0，硬石膏(無(wú)水石膏

4、)x0.5 ，熟石膏(半水石膏)x2，生石膏(二水石膏) 石膏是晶體結(jié)構(gòu)二水石膏晶體形貌半水石膏晶體形貌上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄天然二水石膏；天然無(wú)水石膏；工業(yè)副產(chǎn)物磷石膏、氟石膏等。 生產(chǎn)工序： 原料(破碎) 脫水 磨細(xì) 生產(chǎn)(脫水)的工藝：非密閉煅燒(干燥空氣中)： 密閉蒸練(濕的水蒸氣)： 不同工藝得到不同組成和結(jié)構(gòu)的石膏天然石膏礦纖維狀晶體原料上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄我國(guó)石膏礦分布非常廣泛上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的組成caso42h2o 120180c干燥空氣125180c水蒸氣 -caso4 0.5

5、h2o -caso4 0.5h2o -caso4()可溶 -caso4()可溶200360c 200360c 400800c400800ccaso4()不溶 8001180ccaso4()不溶cao非密閉煅燒工藝及其產(chǎn)品組成密閉蒸煉工藝及其產(chǎn)品組成型和型半水石膏，雖然化學(xué)成分相同，但宏觀性能上相差很大。型半水石膏結(jié)晶完整，常是短柱狀，晶粒較粗大，聚集體的內(nèi)比表面積較小。型半水石膏結(jié)晶較差，常為細(xì)小的纖維狀或片狀聚集體，內(nèi)比表面積較大。因此，型半水石膏的水化速度慢，水化熱低，需水量小，硬化體的強(qiáng)度高，其強(qiáng)度比型半水石膏高27倍，所以稱為高強(qiáng)石膏。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄

6、2建筑石膏的水化及硬化 凝結(jié)硬化過(guò)程中的水化反應(yīng)：凝結(jié)硬化過(guò)程中的水化反應(yīng)： caso4 0.5h2o 1.5h2o caso42h2oq 即：石膏的水化反應(yīng)是由二水石膏制備半水石膏的逆反應(yīng)即：石膏的水化反應(yīng)是由二水石膏制備半水石膏的逆反應(yīng) 凝結(jié)硬化機(jī)理凝結(jié)硬化機(jī)理“溶解沉淀理論溶解沉淀理論”l 溶解溶解l 沉淀沉淀l 硬化硬化 半水石膏的溶解度(8.16g/l)大于二水石膏(2.05g/l)，因此，前者在水中不斷溶解，生成ca2+、so42-離子的飽和溶液半水石膏的飽和溶液，對(duì)于二水石膏是過(guò)飽和溶液，后者不斷結(jié)晶沉淀。 二水石膏晶體不斷生長(zhǎng)、連生、交錯(cuò)，構(gòu)成晶體顆粒堆聚的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)上一內(nèi)容上

7、一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄凝結(jié)硬化的物理化學(xué)過(guò)程 石膏漿體 半水石膏顆粒 二水石膏晶體石膏膠體石膏硬化體水孔隙隨著水化反應(yīng)進(jìn)行二水石膏晶體量石膏硬化體中晶體堆積體水化初期：二水石膏晶體較少上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 半水石膏在空氣中，也會(huì)吸收空氣中的水分子水化成二水石膏晶體。石膏顆粒表面分子首先水化顆粒表面二水石膏晶體不斷增多半水石膏全部水化成二水石膏 所以，石膏膠凝材料運(yùn)輸、儲(chǔ)存中，必須防潮、防水，以免失效！上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄3建筑石膏的特性與技術(shù)要求 （1）建筑石膏的特性）建筑石膏的特性 1）凝結(jié)硬化快。 2）凝結(jié)硬化時(shí)體積微

8、膨脹。）凝結(jié)硬化時(shí)體積微膨脹。 3）孔隙率高、表觀密度小、強(qiáng)度低。）孔隙率高、表觀密度小、強(qiáng)度低。 4）保溫隔熱性和吸聲性良好。 5）防火性能好。 6）具有一定的調(diào)溫調(diào)濕性。 7）耐水性和抗凍性差。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 （2）建筑石膏的技術(shù)要求 建筑石膏密度為2.62.75g/cm3，堆積密度為800100kg/m3。 建筑石膏按其細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度指標(biāo)分為三個(gè)等級(jí)，見(jiàn)表41。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄4建筑石膏的應(yīng)用 （1）粉刷石膏 （2）石膏墻材 （3）石膏藝術(shù)制品上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄五、建筑石膏的應(yīng)用 建

9、筑石膏是一種很好的綠色建材！ 應(yīng)用中揚(yáng)長(zhǎng)避短，正確應(yīng)用！ 建筑上的主要應(yīng)用有：建筑石膏制品：各種板材：墻板、天花板等藝術(shù)裝飾品粉刷石膏：墻面粉刷雕飾各種墻板德國(guó)一所教堂的外墻面雕飾室內(nèi)墻面和天花板的雕飾上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄紙面石膏板的生產(chǎn)工藝流程紙面石膏板生產(chǎn)線上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄summary 性質(zhì)石膏是氣硬性膠凝材料，建筑石膏的主要成分是-半水石膏caso40.5h2o; 生產(chǎn)方法建筑石膏可用天然二水石膏或化學(xué)石膏在120180 c干燥下脫水制備； 凝結(jié)硬化機(jī)理“溶解沉淀”理論，即通過(guò)半水石膏在水中不斷溶解，二水石膏不斷結(jié)晶，晶體不斷

10、生長(zhǎng)、相互交錯(cuò)與連生構(gòu)成晶體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)而硬化； 性能漿體需水量較大，凝結(jié)硬化快、凝結(jié)時(shí)有微膨脹、表觀密度較小、孔隙率較大、強(qiáng)度低、耐水與抗凍性差、容易吸水和吸潮、導(dǎo)熱系數(shù)低、隔熱與吸聲性好、耐火、對(duì)人體和環(huán)境無(wú)害。 應(yīng)用各種板材、粉刷砂漿、雕飾等。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)的課題 先進(jìn)纖維石膏基復(fù)合材料 高強(qiáng)石膏及其制品 提高石膏及其制品的耐水性上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄學(xué)會(huì)辨證思考問(wèn)題！1、石膏制品孔隙率較大，在應(yīng)用上有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 答：答：優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)保溫隔熱性、吸聲隔聲性好；質(zhì)輕。可作為墻板、保溫隔熱性、吸聲隔聲性好；質(zhì)輕。可作為墻

11、板、天花板、墻面粉刷砂漿等。天花板、墻面粉刷砂漿等。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)強(qiáng)度低、吸水率較大、耐水性差。不能用作結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低、吸水率較大、耐水性差。不能用作結(jié)構(gòu)材料，不宜用于潮濕環(huán)境等。材料，不宜用于潮濕環(huán)境等。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄2. 為什么石膏制品的耐水性差？ 答：二水石膏在水中的溶解度較大；答：二水石膏在水中的溶解度較大； 晶體顆粒間以化學(xué)鍵結(jié)合時(shí)，由于接觸點(diǎn)缺陷多，溶晶體顆粒間以化學(xué)鍵結(jié)合時(shí)，由于接觸點(diǎn)缺陷多，溶解度更大。解度更大。 晶體顆粒間以氫鍵結(jié)合時(shí)，由于石膏晶體是親水性很強(qiáng)晶體顆粒間以氫鍵結(jié)合時(shí)，由于石膏晶體是親水性很強(qiáng)的離子晶體，因此，水分子進(jìn)入，降低了顆粒間的

12、相互作的離子晶體，因此，水分子進(jìn)入，降低了顆粒間的相互作用力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降；用力，導(dǎo)致強(qiáng)度下降； 其軟化系數(shù)只有其軟化系數(shù)只有0.300.45；學(xué)會(huì)分析和思考問(wèn)題！3、如何改善石膏制品的耐水性? 答：降低孔隙率，改善孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)毛細(xì)縫隙進(jìn)行憎水答：降低孔隙率，改善孔隙結(jié)構(gòu)，對(duì)毛細(xì)縫隙進(jìn)行憎水處理，以減小吸水率；處理，以減小吸水率； 摻加其它礦物或有機(jī)物，以降低晶體水化物的溶解度，摻加其它礦物或有機(jī)物，以降低晶體水化物的溶解度，阻止水分子對(duì)晶體顆粒間的削弱作用。阻止水分子對(duì)晶體顆粒間的削弱作用。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄4、為什么石膏制品的防火性好，但耐火性差? 答：答：石

13、膏制品的孔隙率大，隔熱性較好；二水石膏晶體含石膏制品的孔隙率大，隔熱性較好；二水石膏晶體含有兩個(gè)結(jié)晶水分子，在受熱后，二水石膏晶體脫去水分子，有兩個(gè)結(jié)晶水分子，在受熱后，二水石膏晶體脫去水分子，并蒸發(fā)吸收和帶走熱量；但二水石膏脫水后，強(qiáng)度下降較并蒸發(fā)吸收和帶走熱量；但二水石膏脫水后，強(qiáng)度下降較多，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，失去了防火功能。多，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，失去了防火功能。學(xué)會(huì)分析和辯證思考問(wèn)題！5、試驗(yàn)證明石膏板有調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的功能，為什么？試驗(yàn)證明石膏板有調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的功能，為什么？6、如何在土木工程建設(shè)中正確地使用或選用石膏，為什么？、如何在土木工程建設(shè)中正確地使用或選用石膏，為什么？上一內(nèi)容上一內(nèi)容

14、下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 建筑石灰的概述建筑石灰的概述 1石灰的熟化與硬化石灰的熟化與硬化 2建筑石灰的特性與技術(shù)建筑石灰的特性與技術(shù) 3、建筑石灰的應(yīng)用、建筑石灰的應(yīng)用上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄概述 主要原料是以碳酸鈣為主要成分的天然巖石，如石灰石、白云石、白堊、貝殼等。 分類 塊狀生石灰：cao； 生石灰粉：cao； 熟(消)石灰粉：ca(oh)2；石灰膏(漿)：ca(oh)2、h2o；上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄制備工藝與產(chǎn)品石灰石10001200c磨細(xì)生石灰粉生石灰水噴淋熟石灰粉(水)化灰池石灰漿濃縮石灰膏陳伏煅燒溫度較低，時(shí)間較短時(shí)，

15、 欠火石灰煅燒溫度較高，時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)， 過(guò)火石灰減輕或消除過(guò)火石灰的危害上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄1石灰的熟化與硬化 （1）石灰的熟化 cao+h2o ca(oh) 2+64kj 兩個(gè)顯著特點(diǎn)： 放出大量的熱； 體積增大12.5倍。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄石灰漿體 氫氧化鈣晶體 碳酸鈣晶體石灰凝膠體石灰碳化體水孔隙水分損失碳化（2）石灰的硬化 結(jié)晶作用結(jié)晶作用生石灰或熟石灰水成為生石灰或熟石灰水成為ca(oh)2漿體；漿體；漿體中游離水的不斷損失，導(dǎo)致漿體中游離水的不斷損失，導(dǎo)致ca(oh)2結(jié)晶；結(jié)晶；晶粒長(zhǎng)大、交錯(cuò)堆聚成晶粒結(jié)構(gòu)網(wǎng)晶粒長(zhǎng)大、交錯(cuò)

16、堆聚成晶粒結(jié)構(gòu)網(wǎng)硬化。硬化。 碳化作用碳化作用ca(oh)2與空氣中的與空氣中的co2氣體反應(yīng)，在表面形成氣體反應(yīng)，在表面形成caco3膜層。膜層。提高耐久性。提高耐久性。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄2建筑石灰的特性與技術(shù)要求 建筑石灰的特性：建筑石灰的特性： 1）可塑性好。）可塑性好。2）硬化緩慢。）硬化緩慢。 3）硬化）硬化后強(qiáng)度低。后強(qiáng)度低。4）硬化過(guò)程中體積收縮大。）硬化過(guò)程中體積收縮大。 5）耐水性差。）耐水性差。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄問(wèn) 題？1. 過(guò)火石灰有什么危害？應(yīng)如何消除？過(guò)火石灰

17、有什么危害？應(yīng)如何消除？ 答：答：過(guò)火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包過(guò)火石灰密度較大，且顆粒表面有玻璃釉狀物包裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕裹，水化消解很慢，在正常石灰水化硬化后再吸濕水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響體積穩(wěn)定性。可采用延水化，產(chǎn)生體積膨脹，影響體積穩(wěn)定性。可采用延長(zhǎng)石灰的熟化和陳伏期，或過(guò)濾掉。長(zhǎng)石灰的熟化和陳伏期，或過(guò)濾掉。2.2.石灰硬化過(guò)程中，為什么容易開(kāi)裂？使用時(shí)應(yīng)石灰硬化過(guò)程中，為什么容易開(kāi)裂？使用時(shí)應(yīng)如何避免？如何避免？ 答：答：石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收石灰漿體的硬化是靠水分的大量揮發(fā)，體積顯著收縮，因而容易導(dǎo)致開(kāi)裂。在使用時(shí)，避免

18、單獨(dú)使用，縮，因而容易導(dǎo)致開(kāi)裂。在使用時(shí)，避免單獨(dú)使用，可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。可摻加一些砂子、麻刀絲或紙筋等。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄內(nèi)容提要 學(xué)習(xí)通用硅酸鹽水泥的礦物組成，及其與其他水泥的差別；水泥的生產(chǎn)過(guò)程及其對(duì)性質(zhì)的影響。 掌握水泥凝結(jié)硬化機(jī)理和凝結(jié)硬化過(guò)程的影響因素；應(yīng)用這些基本理論，說(shuō)明水泥和混凝土的性質(zhì)，指導(dǎo)合理選擇與使用水泥，改善水泥基材料的性能。 熟悉水泥各種性質(zhì)的含義和工程意義；水泥性質(zhì)的影響因素及其規(guī)律；水泥性質(zhì)的檢驗(yàn)方法和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄概 述 什

19、么是水泥(cement)？ 水泥是以水化活性礦物為主要成分的水硬性膠凝材料。 水泥的種類有哪些？水泥的特性膨脹水泥快 硬 水 泥低 熱 水 泥抗腐蝕水泥 根據(jù)水泥的主要礦物成分，有：硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥、磷酸鹽系水泥等。硬化時(shí)膨脹硬化速度快水化熱低耐腐蝕性好 根據(jù)水泥的特性，有：膨脹水泥、快硬水泥、低熱水泥、抗硫酸鹽水泥等。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄概 述 硅酸鹽系水泥硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥摻混合材硅酸鹽水泥特性硅酸鹽水泥 硅酸鹽系水泥品種硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥；摻大量混合材的硅酸鹽水泥特性硅酸鹽水泥上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目

20、錄水泥在土木工程中的重要作用 水泥是當(dāng)今產(chǎn)量與用量最大的土木工程材料！ 水泥及其砂漿、混凝土與纖維水泥等水泥基材料普遍用于各種土木工程和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)！ 水泥的性能和正確選用對(duì)土木工程的功能與質(zhì)量至關(guān)重要！上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 1通用硅酸鹽水泥的定義、類型和代號(hào) 2通用硅酸鹽水泥的組成、水化與凝結(jié)硬化 3通用硅酸鹽水泥的技術(shù)要求 4水泥石的腐蝕及防止 5通用硅酸鹽水泥的特性與應(yīng)用u重點(diǎn)論述了硅酸鹽系水泥的礦物組成、凝結(jié)硬化機(jī)理和重點(diǎn)論述了硅酸鹽系水泥的礦物組成、凝結(jié)硬化機(jī)理和基本性質(zhì)及其檢測(cè)方法，以及硅酸鹽水泥的應(yīng)用。基本性質(zhì)及其檢測(cè)方法，以及硅酸鹽水泥的應(yīng)用。 上

21、一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄1通用硅酸鹽水泥的定義、類型和代號(hào)定義:以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。 類型和代號(hào)a本組分材料為符合要求的活性混合材料，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料或不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的窯灰代替。b本組分材料為符合要求的活性混合材料，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量8%其它活性混合材料或非活性混合材料或窯灰中的任一種材料代替。c本組分材料為的活性火山灰混合材料。d本組分材料為符合要求的粉煤灰活性混合材料。e本組分材料為由兩種（含）以上符合本標(biāo)準(zhǔn)的活性混合材料或/和符合標(biāo)準(zhǔn)的非活性混合材料組成，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量8

22、%且符合標(biāo)準(zhǔn)的窯灰代替。摻礦渣時(shí)混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復(fù)。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄通用硅酸鹽水泥類型硅酸鹽水泥熟料石膏 20 x 5混合材普通硅酸鹽水泥70 x 20礦 渣礦渣硅酸鹽水泥40 x 20火山灰火山灰硅酸鹽水泥40 x 20粉煤灰粉煤灰硅酸鹽水泥50 x 20兩種混合材復(fù)合硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥5 x 0混合材硅酸鹽水泥 摻混合材硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化和性能與所摻混合材的種類與摻量密切相關(guān)！上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄2通用硅酸鹽水泥的組成 （1）硅酸鹽水泥熟料 （2）石膏 （3）混合材料上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄

23、回主目錄 通用硅酸鹽水泥是由下列物質(zhì)混合組成的水泥硅酸鹽水泥熟料 clinkers石膏(caso42h2o) gypsum混合材 mineral additives 各物質(zhì)的作用熟料：主要膠凝物質(zhì)，能水化硬化；石膏：調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間；混合材：調(diào)節(jié)水泥的強(qiáng)度等級(jí)；必要組分v（1）通用硅酸鹽水泥的組成上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄通用硅酸鹽水泥生產(chǎn) 原原 料：料：硅質(zhì)：粘土，硅質(zhì)：粘土，(sio2、al2o3)， 占占1/3 鈣質(zhì)：石灰石、白堊等，鈣質(zhì)：石灰石、白堊等，(cao)，占占2/3調(diào)節(jié)原料：鐵礦與砂調(diào)節(jié)原料：鐵礦與砂，調(diào)節(jié)與補(bǔ)充，調(diào)節(jié)與補(bǔ)充fe2o3 與與sio2 制

24、造工藝：制造工藝：原料經(jīng)原料經(jīng)粉磨粉磨混合后得到混合后得到水泥生料水泥生料生料經(jīng)窯內(nèi)生料經(jīng)窯內(nèi)煅燒煅燒得到得到水泥熟料水泥熟料水泥熟料石膏水泥熟料石膏(或再混合材）一起經(jīng)或再混合材）一起經(jīng)粉磨粉磨混合混合后得到后得到水泥水泥 自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程“兩磨一燒”上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄硅質(zhì)(粘土)鈣 質(zhì)(石灰石)1450調(diào)節(jié)原料石膏石膏石膏石膏水水 泥泥生生 料料熟熟 料料混合材混合材水泥制造的“兩磨一燒”工藝流程粉粉 磨磨煅煅 燒燒粉粉 磨磨 原料采掘原料采掘原料磨細(xì)原料磨細(xì)原料混合原料混合反應(yīng)物產(chǎn)物反應(yīng)物產(chǎn)物中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物預(yù)熱器回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)產(chǎn) 物物熟料冷卻熟料冷卻

25、熟料儲(chǔ)存熟料儲(chǔ)存通用硅酸鹽水泥熟料制造工藝流程上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄礦物名稱 英文名稱 縮寫(xiě)分子式礦 物 式硅酸三鈣alitec3sca3sio53caosio2硅酸二鈣belitec2sca2sio42caosio2鋁酸三鈣aluminatec3aca3al2o63caoal2o3含 量(mass%)376015377151018 化學(xué)組成：化學(xué)組成： 主要成分：主要成分：cao(=c)，sio2(=s)， al2o3(=a)， fe2o3(=f) 少量雜質(zhì)：少量雜質(zhì)：mgo、k2o、na2o、so3、p2o5等。等。 礦物組成：礦物組成： 硅酸鹽水泥熟料主要含有四

26、種礦物：硅酸鹽水泥熟料主要含有四種礦物：通用硅酸鹽水泥熟料的組成上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥顆粒宏觀形貌水泥顆粒的結(jié)構(gòu)水泥熟料顆粒細(xì)觀形貌水泥熟料礦物微觀結(jié)構(gòu)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄（2）石膏 石膏是硅酸鹽水泥中必不可少的組成材料，主要作用是調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間，用于水泥中的石膏有天然石膏和工業(yè)副產(chǎn)石膏。工業(yè)副產(chǎn)石膏采用前應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明對(duì)水泥性能無(wú)害。 品位要求：石膏+硬石膏含量一般大于60%（至少55%，由供需雙方確定）上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄（3）混合材料 定義：定義： 在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，為改善性能、調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級(jí)所在水泥

27、生產(chǎn)過(guò)程中，為改善性能、調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級(jí)所加入的天然或人工礦物材料，均稱為水泥混合材料。加入的天然或人工礦物材料，均稱為水泥混合材料。 種類：種類：活性活性非活性兩類非活性兩類 作用：作用： 在水泥中主要其填充作用，調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級(jí)、節(jié)省能源、在水泥中主要其填充作用，調(diào)節(jié)強(qiáng)度等級(jí)、節(jié)省能源、降低成本、增加產(chǎn)量、降低水化熱等。降低成本、增加產(chǎn)量、降低水化熱等。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄活性混合材 定義定義具有水化活性的混合材。具有水化活性的混合材。 活性組分：活性組分：sio2、al2o3 常用品種：常用品種：粒化高爐礦渣粒化高爐礦渣煉鋼鐵的廢料煉鋼鐵的廢料火山灰質(zhì)粉末火山灰質(zhì)粉末

28、天然巖石和人工煅燒物天然巖石和人工煅燒物粉煤灰粉煤灰火電廠的廢料火電廠的廢料上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄非活性混合材 定義：定義： 與水泥礦物成分或水化產(chǎn)物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)與水泥礦物成分或水化產(chǎn)物不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)很弱的混合材，為非活性混合材。或化學(xué)反應(yīng)很弱的混合材，為非活性混合材。 常見(jiàn)的有：常見(jiàn)的有：磨細(xì)石英砂磨細(xì)石英砂石灰石粉石灰石粉粘土粘土慢冷礦渣慢冷礦渣窯灰窯灰上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄3通用硅酸鹽水泥水化與凝結(jié)硬化 （1）通用硅酸鹽水泥的水化 硅酸鹽水泥熟料單礦物的水化反應(yīng) 1）硅酸三鈣的水化 2）硅酸二鈣的水化 3）鋁酸三鈣的水化 4

29、）鐵鋁酸四鈣的水化 石膏的作用下鋁酸三鈣的水化化學(xué)過(guò)程水泥熟料礦物的水化反應(yīng)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥熟料礦物的水化反應(yīng)特征與順序 特征：水泥熟料顆粒中的四種主要礦物同時(shí)進(jìn)行水化反應(yīng)；其水化反應(yīng)均是放熱反應(yīng)；水化反應(yīng)是固液異相反應(yīng)。 反應(yīng)速度序列：鋁酸三鈣c3a的水化鐵鋁酸四鈣c4af的水化硅酸三鈣c3s的水化硅酸二鈣 - c2s的水化上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄1）硅酸鈣c3s2） - c2s的水化 硅酸鈣水化生成水化硅酸鈣c-s-h凝膠和ca(oh)2羥鈣石，并放出熱： 硅酸三鈣：2c3s + 6h c-s-h + 3ch + 120cal/g

30、 硅酸二鈣：2c2s + 4h c-s-h + ch + 62cal/g 特征： 形成相同的水化物組成不確定的c-s-h凝膠，組成為： caxh6-2xsi2o7.zca(oh)2 nh2o (x, z與溫度、水灰比等有關(guān)) 其中鈣硅比(c/s)： cao/sio2 = (xz)/2 c3s反應(yīng)速度比c2s快，其放熱量比c2s大。 水化機(jī)理 溶液中反應(yīng) 固相顆粒表面的局部反應(yīng)。水化度水化度水化時(shí)間（天）水化時(shí)間（天）上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄溶液中的反應(yīng) 機(jī)理：溶解機(jī)理：溶解 擴(kuò)散擴(kuò)散 沉淀沉淀離子在水中的擴(kuò)散c3s表面離子水化弱化晶體中的化學(xué)鍵，增加ph值水化產(chǎn)物成核c

31、sh析出、凝聚、脫水離開(kāi)水相，形成凝膠，ch結(jié)晶生長(zhǎng)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄表面局部反應(yīng) 機(jī)理：顆粒表面水化物層的形成與擴(kuò)散 水化物層在固液界面上形成，并不斷增厚顆粒表面離子的水化和水解c-s-h的成核ca(oh)2的成核和生長(zhǎng)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄csh凝膠體結(jié)構(gòu)水化硅酸鈣的形成重新排列和凝聚后的凝膠體結(jié)構(gòu)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄硅酸鈣礦物水化物的特征硅酸鈣的水化產(chǎn)物c-s-h與ca(oh)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄3）鋁酸三鈣的水化 鋁酸鈣c3a的水化行為在水泥水化早期特別重要 純c3a與水反應(yīng)

32、迅速，生產(chǎn)水化鋁酸鈣： c3a + 18h2o c4ah19或或 c4ah13 c3ah6 (不穩(wěn)定的中間產(chǎn)物) (穩(wěn)定產(chǎn)物) 這一反應(yīng)導(dǎo)致水泥漿閃凝或假凝，必須避免！ 避免閃凝的有效途徑加入石膏caso42h2o 這就是硅酸鹽水泥生產(chǎn)中，必須加入石膏與水泥熟料一起粉磨的根本原因！ 這一發(fā)明是硅酸鹽水泥發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄鋁酸三鈣c3a在石膏存在下的水化反應(yīng) c3a與石膏反應(yīng)首先形成三硫型硫鋁酸鈣鈣礬石晶體，并放出大量熱： c3a+ 3ch2+26h c3a3c3h32或c3a3c3h31 + 300 cal / g (1) (鈣釩石) 反應(yīng)后

33、期，石膏量不足時(shí)，水化生成單硫型硫鋁酸鈣水化物： c3a+ c3a3c3h32 +4h c3ac3h12 (2) 石膏消耗完后， c3a直接水化形成c3ah6： c3a + 18h2o c3ah6 (3)石膏緩凝機(jī)理：v 在水泥顆粒表面析出致密的鈣礬石凝膠體構(gòu)成阻礙層，延緩了水泥顆粒的水化，避免閃凝或假凝。當(dāng)凝膠體破裂（轉(zhuǎn)變?yōu)榫w后，孔隙增加；或滲透壓作用凝膠體破裂），礦物水化又正常進(jìn)行。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄4）鐵鋁酸四鈣的水化 鐵鋁酸四鈣c4af與水發(fā)生類似于c3a的水化反應(yīng)，也形成類似的產(chǎn)物鈣釩石和單硫型水化物： c4af + 7h c3afh6 cfh c4a

34、f + 3ch2 + 26h c3(a,f)3c3h32 c4af + ch2 + 20h c3(a,f)c3h16 c4af水化物的組成是可變，是鋁酸鹽與鐵酸鹽的固溶體，并由鐵相凝膠產(chǎn)生。 c4af的水化反應(yīng)對(duì)整個(gè)水泥的行為影響較小。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥漿掃描電鏡照片水泥漿掃描電鏡照片(7d齡期齡期)c-s-h鈣礬石鈣礬石上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄5）活性混合材料的水化 火山灰反應(yīng)：火山灰反應(yīng)： xca(oh)2 + sio2 + mh2o = xcao sio2 nh2o xca(oh)2 + al2o3 + mh2o = xcao a

35、l2o3 nh2o 稀釋作用稀釋作用減少水泥中熟料礦物含量，降低水化熱；減少水泥中熟料礦物含量，降低水化熱；減少水泥石中減少水泥石中ca(oh)2的含量的含量。 超細(xì)粉末的密實(shí)填充效應(yīng)超細(xì)粉末的密實(shí)填充效應(yīng)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄活性混合材的作用3d7d49d182d上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄summary 硅酸鈣的水化 2c3s + 6h c3s2h3 + 3ch + 120cal/g 2c2s + 4h c3s2h3 + ch + 62cal/g c-s-h + 羥鈣石羥鈣石 鋁酸鈣的水化 c3a + 18h2o c2ah8 + c4ah13

36、c3a+ 3ch2+26h c3a3c3h32 + 300 cal / g （鈣釩石）（鈣釩石） c3a+ c3a3c3h32 +4h c3ac3h12 鐵鋁酸鈣的水化 c4af + 13h c4(a,f)h13 c4af + 3ch2+26h c3(a,f)3c3h32 c4af + ch2+26h c3(a,f)c3h12水泥的水化過(guò)程： 當(dāng)水泥顆粒分散在水中，石膏和熟料礦物溶解進(jìn)入溶液中，液相被各種離子飽和； 幾分鐘內(nèi)，ca2、so4 、 al3 、 oh離子間反應(yīng)，形成鈣釩石； 幾小時(shí)后，ca(oh)2晶體和硅酸鈣水化物c-s-h開(kāi)始填充原來(lái)由水占據(jù)、并溶解熟料礦物的空間； 幾天后，因

37、石膏量不足，鈣釩石開(kāi)始分解，單硫型硫鋁酸鈣水化物開(kāi)始形成。 此后，水化物不斷形成，不斷填充孔隙或空隙。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄石膏的作用 避免水泥漿的閃凝和假凝現(xiàn)象。 調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時(shí)間。 導(dǎo)致鈣釩石和單硫型硫鋁酸鈣水化物的形成。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄（3）硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化 水泥漿通過(guò)水泥熟料礦物的水化反應(yīng)、漿體的凝結(jié)硬化過(guò)程變成堅(jiān)硬固體 凝結(jié)水泥與水混合形成可塑漿體，隨著時(shí)間推移、可塑性下降，但還不具備強(qiáng)度，此過(guò)程即為“凝結(jié)”； 硬化隨后漿體失去可塑性，強(qiáng)度逐漸增長(zhǎng)，形成堅(jiān)硬固體，這個(gè)過(guò)程即為“硬化”。 水泥漿體轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬固體的過(guò)程是一個(gè)

38、復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程。水泥漿如何轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬固體？上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄為什么水泥能由漿體變成固體？ 水泥與水能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)水泥與水能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)水化反應(yīng)；水化反應(yīng)； 水化反應(yīng)將結(jié)合占水泥質(zhì)量水化反應(yīng)將結(jié)合占水泥質(zhì)量30左右的拌左右的拌和水；和水； 水化反應(yīng)的產(chǎn)物水化反應(yīng)的產(chǎn)物水化物能相互凝聚成水化物能相互凝聚成三向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；三向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； 水化反應(yīng)產(chǎn)物有很大的表面能，而且相互水化反應(yīng)產(chǎn)物有很大的表面能，而且相互間有很強(qiáng)的次價(jià)鍵力。間有很強(qiáng)的次價(jià)鍵力。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水 泥水 溶 解沉 淀水泥漿的凝結(jié)硬化過(guò)程擴(kuò) 散水泥漿的凝結(jié)硬化物理過(guò)

39、程上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄單一水泥顆粒在大量水中的水化過(guò)程模型新拌1小時(shí)后數(shù)小時(shí)后幾天后幾周后拌合水未水化的核水化物cshca(oh)2晶體上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥顆粒水泥顆粒水水水泥顆粒分散在水中形成水泥漿體硅酸鹽水泥水化物理過(guò)程模型水泥水化物膜層水泥水化物膜層水泥顆粒的水化從表面開(kāi)始，在表面形成水化物膜層誘導(dǎo)期水化物膜層隨水化時(shí)間向內(nèi)不斷增厚，進(jìn)入潛伏期。水化物膜層隨水化時(shí)間向內(nèi)不斷增厚，水泥顆粒粒徑縮小在滲透壓的作用下，膜層破裂、擴(kuò)展，占據(jù)原來(lái)被水占據(jù)的空間，進(jìn)入凝結(jié)期。凝結(jié)期：水化物不斷填充被水占據(jù)的空間，成為連續(xù)相，拌和水不斷減少，

40、并被水化物分割成非連續(xù)相。隨著水泥顆粒的不斷水化，水化物不斷填充毛細(xì)孔和水所占據(jù)的空間，固體相成為連續(xù)相，并具有一定強(qiáng)度。進(jìn)入硬化期。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄硅酸鹽水泥水化時(shí)的放熱曲線水化放熱速度水化放熱速度溶解：溶解：鈣釩石鈣釩石形成形成誘導(dǎo)期：誘導(dǎo)期：ca2濃度增加濃度增加c-s-h和和ch快速形成快速形成初凝初凝終凝終凝單硫型硫鋁單硫型硫鋁酸鈣形成酸鈣形成擴(kuò)散控制反應(yīng)擴(kuò)散控制反應(yīng)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 先在固液界面發(fā)生，水化物圍繞每顆水泥顆粒未水化的內(nèi)核區(qū)域沉積； 早期水化物在顆粒上形成表面膜層，阻礙了進(jìn)一步反應(yīng)進(jìn)入潛伏期； 因滲透壓或鈣

41、釩石鈣釩石的結(jié)晶或二者，水化物膜層破裂，導(dǎo)致水化繼續(xù)迅速進(jìn)行進(jìn)入水化的加速期； 隨著水化的不斷進(jìn)行，水占據(jù)的空間越來(lái)越少，水化物越來(lái)越多，水化物顆粒逐漸接近，構(gòu)成較疏松的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿失去流動(dòng)性，可塑性降低凝結(jié)； 由于水泥內(nèi)核的繼續(xù)水化，水化物不斷填充結(jié)構(gòu)網(wǎng)中的毛細(xì)孔隙，使之越來(lái)越致密，空隙越來(lái)越少，水化物顆粒間作用增強(qiáng)，導(dǎo)致漿體完全失去可塑性，并產(chǎn)生強(qiáng)度硬化。水泥漿凝結(jié)硬化的物理過(guò)程上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄（1）水泥熟料礦物組成和水泥細(xì)度）水泥熟料礦物組成和水泥細(xì)度（2）養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）與時(shí)間）養(yǎng)護(hù)條件（溫度、濕度）與時(shí)間 （3）石膏）石膏（4）混合材品種

42、和用量）混合材品種和用量（5）拌合用水量）拌合用水量（4）水泥凝結(jié)硬化的主要影響因素上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥熟料中單一礦物的水化速度水化度()時(shí)間(天)1）水泥熟料礦物組成和細(xì)度：礦物組成 水泥熟料礦物的水化速度： c3a c3acaso42h2o c3s c4af c2s 水泥的c3a和c3s含量越高，凝結(jié)硬化速度越快； 水泥的c3a和c3s含量越低，凝結(jié)硬化速度越慢；上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥細(xì)度水泥細(xì)度f(wàn)ineness of cement粒徑： 3m 水化非常迅速，需水量增大； 90 m 幾乎接近惰性。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容

43、回主目錄回主目錄水泥顆粒細(xì)度的影響 水泥顆粒越細(xì)，水化速度越快，為什么？ 答：水泥的水化反應(yīng)是液固異相反應(yīng)，反應(yīng)首先發(fā)生在液固界面上； 水泥顆粒越細(xì)，比表面積越大，界面區(qū)越大，反應(yīng)點(diǎn)越多，因此水化速度越快。比表面積比表面積 m2/kg放熱速度放熱速度時(shí)間時(shí)間/小時(shí)小時(shí)細(xì)度(比表面積)對(duì)c3s漿體(水/固比1.0)水化速度(放熱量)的影響水泥漿比表面積與水化度隨時(shí)間的關(guān)系水泥漿比表面積與水化度隨時(shí)間的關(guān)系水化度(%)比表面積(m2/cm3)上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄2）溫度、濕度和時(shí)間的影響 溫度升高，水化反應(yīng)加快，凝結(jié)硬化加速，為什么？ 溫度升高10c，速度加快一倍。 溫

44、度低于0c時(shí)，水化反應(yīng)基本停止。 保持一定濕度，有利于水泥的水化。溫度升高，放熱速度加快，誘導(dǎo)期時(shí)間縮短溫度升高，放熱速度加快，誘導(dǎo)期時(shí)間縮短上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥漿的收縮與相對(duì)濕度的關(guān)系上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥漿中礦物隨時(shí)間的生長(zhǎng)3 天7 天28 天365 天上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄3）石膏摻量的影響 石膏主要降低c3a的水化速度； 摻量太少，凝結(jié)較快； 過(guò)多，凝結(jié)硬化影響不大。石膏摻量對(duì)c3a漿體(水/固比1.0)水化速度(放熱量)的影響放熱速度(w/kg)試時(shí)間(h)石膏摻量增加： 放熱速度減慢 放熱峰延后

45、石膏摻量對(duì)石膏摻量對(duì)c3a與硅酸鈣與硅酸鈣漿體初凝時(shí)間的影響漿體初凝時(shí)間的影響 石膏摻量增加，凝結(jié)硬化加快； 摻量達(dá)到一定后，再增加，影響不大。石膏摻量過(guò)多時(shí)，不僅緩凝作用不大，而且造成體積安定性不良。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄4）混合材品種與摻量4）混合材品種與摻量上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄拌和用水量的影響 重要概念：水灰比水泥漿體中拌和水量與水泥質(zhì)量之比(w/c)； 水泥熟料礦物完全水化的理論水灰比0.23； 水灰比越大，需要水化物固相填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化所需時(shí)間越長(zhǎng)； 水灰比越大，水泥石中孔隙越多，強(qiáng)度越低。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容

46、回主目錄回主目錄水灰比對(duì)水泥漿體中水化物與孔隙體積的影響上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄summary c3s、c3a含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦含量多，凝結(jié)硬化快，反之亦然。然。 細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。細(xì)度越小，水化反應(yīng)越快，凝結(jié)硬化越快。 水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝水灰比越大，漿體需填充的孔隙越多，凝結(jié)硬化速度越慢。結(jié)硬化速度越慢。 提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足提高溫度，加快水泥的凝結(jié)硬化；保持足夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化夠的水分有利于水泥的凝結(jié)硬化 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄問(wèn)題？ 水泥凝結(jié)硬化速度快，好嗎？ 答：水

47、化加快，放熱速率加速，升溫并膨脹，凝結(jié)硬化形成的微結(jié)構(gòu)體積較疏松，且在隨后的降溫期間，或受干燥環(huán)境作用收縮變形時(shí)產(chǎn)生大量微裂縫，致使結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度與滲透性（耐久性）受到嚴(yán)重影響。 水泥宜在什么條件下凝結(jié)硬化？ 答：水泥宜在常溫(2010c)與相對(duì)濕度較高的條件下，凝結(jié)硬化。即水泥水化速度適宜的溫度，水化 所需水分供應(yīng)充足的條件。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄應(yīng)用水泥凝結(jié)硬化機(jī)理分析與解答問(wèn)題 水泥生產(chǎn)中為什么摻加石膏？c3a在水中溶解度大，反應(yīng)很快，引起水泥漿閃凝；在水中溶解度大，反應(yīng)很快，引起水泥漿閃凝；水泥的凝結(jié)速度取決于水泥漿體中水化物凝膠微粒的水泥的凝結(jié)速度取決于水泥

48、漿體中水化物凝膠微粒的聚集，聚集，al3對(duì)凝膠微粒聚集有促進(jìn)作用；對(duì)凝膠微粒聚集有促進(jìn)作用；石膏與石膏與c3a反應(yīng)形成難溶的硫鋁酸鈣水化物，反應(yīng)速度反應(yīng)形成難溶的硫鋁酸鈣水化物，反應(yīng)速度減緩，并減少了溶液中的減緩，并減少了溶液中的al3濃度，延緩了水泥漿的濃度，延緩了水泥漿的凝結(jié)速度。凝結(jié)速度。 為什么水泥硬化后能產(chǎn)生強(qiáng)度？水泥漿體硬化后轉(zhuǎn)變?yōu)樵絹?lái)越致密的固體；水泥漿體硬化后轉(zhuǎn)變?yōu)樵絹?lái)越致密的固體；在漿體硬化過(guò)程中，隨著水泥礦物的水化，比表面較在漿體硬化過(guò)程中，隨著水泥礦物的水化，比表面較大的水化物顆粒不斷增多，顆粒間相互作用力不斷增大的水化物顆粒不斷增多，顆粒間相互作用力不斷增強(qiáng)，產(chǎn)生的強(qiáng)度

49、越來(lái)越高。強(qiáng)，產(chǎn)生的強(qiáng)度越來(lái)越高。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 水泥漿體強(qiáng)度的增長(zhǎng)規(guī)律是什么？ 水泥漿體的強(qiáng)度隨齡期而逐漸增長(zhǎng)，早期增長(zhǎng)快，水泥漿體的強(qiáng)度隨齡期而逐漸增長(zhǎng)，早期增長(zhǎng)快，后期增長(zhǎng)較慢，但是只要維持一定的溫度和濕度，其后期增長(zhǎng)較慢，但是只要維持一定的溫度和濕度，其強(qiáng)度可在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)增長(zhǎng)。這與水泥礦物的水化強(qiáng)度可在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)增長(zhǎng)。這與水泥礦物的水化反應(yīng)規(guī)律是一致的。反應(yīng)規(guī)律是一致的。 為什么強(qiáng)度發(fā)展與環(huán)境溫、濕度有關(guān)？ 水泥的水化需要水，如果沒(méi)有水，水泥的水化就將水泥的水化需要水，如果沒(méi)有水，水泥的水化就將停止；提高溫度可加快水泥的凝結(jié)硬化，而降低溫度停

50、止；提高溫度可加快水泥的凝結(jié)硬化，而降低溫度就會(huì)減緩水泥的凝結(jié)硬化。就會(huì)減緩水泥的凝結(jié)硬化。 為什么水泥的儲(chǔ)存與運(yùn)輸時(shí)應(yīng)防止受潮？ 水泥受潮，因表面水化結(jié)塊，喪失凝膠能力，強(qiáng)度水泥受潮，因表面水化結(jié)塊，喪失凝膠能力，強(qiáng)度大為降低。大為降低。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄4通用硅酸鹽水泥的技術(shù)要求 細(xì)度細(xì)度 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)時(shí)間 體積安定性體積安定性 強(qiáng)度強(qiáng)度 不溶物和燒失量不溶物和燒失量 堿含量堿含量 氯離子氯離子上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄（1）凝結(jié)時(shí)間 首先要測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 標(biāo)準(zhǔn)稠度：標(biāo)準(zhǔn)稠度： 按規(guī)定的方

51、法拌制的水泥凈漿，在水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定儀上，試錐下沉（282）mm時(shí)的水泥凈漿的稠度。 標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量：標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量： 是指水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所需要的水量，用水與水泥質(zhì)量的比來(lái)表示。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水泥量一般在21%28%。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄試錐下降高度試錐下降高度水泥水泥漿漿試錐試錐上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄問(wèn)題：標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與什么因素有關(guān)？為什么 解答：解答： 與水泥細(xì)度、水泥礦物組成、混合材與水泥細(xì)度、水泥礦物組成、混合材摻量等有關(guān)。因?yàn)樗囝w粒越細(xì)，比表?yè)搅康扔嘘P(guān)。因?yàn)樗囝w粒越細(xì)，比表面越大，表面吸附水越多；水泥礦物組

52、面越大，表面吸附水越多；水泥礦物組成和混合材摻量不同，顆粒的表面吸附成和混合材摻量不同，顆粒的表面吸附特性不同，吸附水量不同。特性不同，吸附水量不同。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄（2）凝結(jié)時(shí)間 概念：概念： 凝結(jié)時(shí)間水泥加水開(kāi)始到水泥漿失去流動(dòng)性，即從可塑性發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時(shí)間。初凝時(shí)間初凝時(shí)間 從水泥加水拌和到水泥漿開(kāi)始失去可塑性從水泥加水拌和到水泥漿開(kāi)始失去可塑性所需的時(shí)間；所需的時(shí)間；終凝時(shí)間終凝時(shí)間 從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，從水泥加水拌和到水泥漿完全失去可塑性，并開(kāi)始具有強(qiáng)度所需的時(shí)間。并開(kāi)始具有強(qiáng)度所需的時(shí)間。 測(cè)定方法：測(cè)定方法： 用標(biāo)準(zhǔn)稠

53、度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫濕度下，用凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀來(lái)測(cè)定。 國(guó)標(biāo)要求：硅酸鹽水泥國(guó)標(biāo)要求：硅酸鹽水泥初凝時(shí)間初凝時(shí)間45min；終凝時(shí)間終凝時(shí)間390min。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)稠度標(biāo)準(zhǔn)稠度水泥漿水泥漿離底離底12mm為初凝為初凝園弧形園弧形壓痕壓痕終終凝凝上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 為什么要規(guī)定凝結(jié)時(shí)間？為什么要規(guī)定凝結(jié)時(shí)間？ 答：答： 水泥凝結(jié)時(shí)間的規(guī)定是為了有足夠的時(shí)間進(jìn)行施工水泥凝結(jié)時(shí)間的規(guī)定是為了有足夠的時(shí)間進(jìn)行施工操作和硬化的混凝土質(zhì)量；操作和硬化的混凝土質(zhì)量； 初凝時(shí)間太短，來(lái)不及施工，水泥石

54、結(jié)構(gòu)疏松、性初凝時(shí)間太短，來(lái)不及施工，水泥石結(jié)構(gòu)疏松、性能差，水泥無(wú)使用價(jià)值，即為能差，水泥無(wú)使用價(jià)值，即為廢品廢品； 終凝時(shí)間太長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，影響施工周期，即終凝時(shí)間太長(zhǎng)，強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，影響施工周期，即為為不合格品不合格品。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄(3) 體積安定性 基本概念：基本概念：水泥凝結(jié)硬化過(guò)程中，體積變化是否均勻適當(dāng)?shù)男再|(zhì)稱為體積安定性。若水泥石的體積變化均勻適當(dāng)，則水泥的體積安定性良好；若水泥石發(fā)生不均勻體積變化：翹曲、開(kāi)裂等，則水泥的體積安定性不良。 體積安定性不良的水泥為體積安定性不良的水泥為廢品廢品！ 為什么？上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主

55、目錄回主目錄 水泥體積安定性不良的原因：水泥熟料中含有過(guò)多的游離水泥熟料中含有過(guò)多的游離cao、mgo和石膏。和石膏。因?yàn)樗嗍炝现械挠坞x因?yàn)樗嗍炝现械挠坞xcao、mgo都是過(guò)燒的。水化速都是過(guò)燒的。水化速度很慢。在已硬化的水化石中繼續(xù)與水反應(yīng)，其固體體度很慢。在已硬化的水化石中繼續(xù)與水反應(yīng)，其固體體積增大積增大1.98%和2.48倍。產(chǎn)生不均勻體積變化，造成水倍。產(chǎn)生不均勻體積變化，造成水泥石開(kāi)裂、翹曲。泥石開(kāi)裂、翹曲。石膏量過(guò)多，在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)有鈣釩石形成，產(chǎn)石膏量過(guò)多，在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)有鈣釩石形成，產(chǎn)生膨脹生膨脹 。(3) 體積安定性 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄

56、回主目錄 f-cao檢測(cè)方法：檢測(cè)方法：試餅法試餅法 雷氏夾法雷氏夾法 (3) 體積安定性 上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄試餅法試餅法雷氏夾法雷氏夾法合格標(biāo)準(zhǔn)：5mm。肉眼觀察表面肉眼觀察表面有無(wú)裂紋有無(wú)裂紋用直尺檢查有無(wú)彎曲用直尺檢查有無(wú)彎曲合格標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)裂紋、無(wú)彎曲。試餅法 用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿做成試餅，在水中經(jīng)恒沸3h后，用肉眼觀察沒(méi)有裂紋，用直尺檢查沒(méi)有彎曲，則體積安定合格，反之，體積安定性不合格。雷氏夾法 測(cè)量雷氏夾中的水泥凈漿，經(jīng)沸煮3h后的膨脹值。該值不大于5.0mm時(shí)，則體積安定性合格，否則，為體積安定性不合格。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄(

57、4) 強(qiáng) 度 檢驗(yàn)方法檢驗(yàn)方法軟練膠砂法，分別測(cè)量抗壓強(qiáng)度軟練膠砂法，分別測(cè)量抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。和抗折強(qiáng)度。試件尺寸：試件尺寸：4040160mm棱柱體；棱柱體；膠砂配比：膠砂配比： 水泥水泥 : iso標(biāo)準(zhǔn)砂標(biāo)準(zhǔn)砂 : 水水= 1 : 3 : 0.5；振動(dòng)成型：振動(dòng)成型： 在頻率為在頻率為28003000次次/min，振幅，振幅0.75mm的振實(shí)臺(tái)的振實(shí)臺(tái)上成型。振動(dòng)時(shí)間上成型。振動(dòng)時(shí)間120s。試件養(yǎng)護(hù)：試件養(yǎng)護(hù)： 在在20 c 1c，相對(duì)濕度不低于，相對(duì)濕度不低于90%的霧室或養(yǎng)護(hù)的霧室或養(yǎng)護(hù)箱中箱中24h，然后脫模在，然后脫模在20c 1 c的水中養(yǎng)護(hù)至測(cè)試的水中養(yǎng)護(hù)至測(cè)試齡期；齡期

58、；上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄100mm160mmp抗折強(qiáng)度試驗(yàn)抗折強(qiáng)度試驗(yàn)pp抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)強(qiáng)度測(cè)量：強(qiáng)度測(cè)量： 將試件從水中取出，先進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，折斷后每截再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。受壓面積為4040=1600mm2。 結(jié)果計(jì)算：結(jié)果計(jì)算： 抗折強(qiáng)度以三個(gè)試件的平均值，抗壓強(qiáng)度以六個(gè)試件的平均值。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄3d28d時(shí)間（時(shí)間（d）強(qiáng)度強(qiáng)度（mpa） 早期增長(zhǎng)快，隨后逐漸減慢； 28天，基本達(dá)到極限強(qiáng)度的80以上； 在合適的溫濕度條件下，強(qiáng)度增長(zhǎng)可以持續(xù)幾十天 乃至幾十年。上一

59、內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 定義定義 細(xì)度是指水泥粉體的粗細(xì)程度。細(xì)度是指水泥粉體的粗細(xì)程度。 測(cè)量方法測(cè)量方法篩分析法篩分析法 以以80，45 m方孔篩的篩余量表示；方孔篩的篩余量表示；比表面積法比表面積法 以以1kg水泥顆粒所具有的總表面積來(lái)水泥顆粒所具有的總表面積來(lái)表示。表示。 國(guó)標(biāo)要求國(guó)標(biāo)要求硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于硅酸鹽水泥的比表面積應(yīng)大于300m2/kg。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄問(wèn)題：為什么需要規(guī)定水泥的細(xì)度？解答：解答： 水泥顆粒細(xì)度影響水化活性和凝結(jié)硬化速度，水泥顆粒水泥顆粒細(xì)度影響水化活性和凝結(jié)硬化速度，水泥顆粒太粗，水化活性越低，

60、不利于凝結(jié)硬化；太粗，水化活性越低，不利于凝結(jié)硬化； 雖然水泥越細(xì)，凝結(jié)硬化越快，早期強(qiáng)度會(huì)越高，但是雖然水泥越細(xì)，凝結(jié)硬化越快，早期強(qiáng)度會(huì)越高，但是水化放熱速度也快，水泥收縮也越大，對(duì)水泥石性能不水化放熱速度也快，水泥收縮也越大，對(duì)水泥石性能不利；利； 水泥越細(xì)，生產(chǎn)能耗越高，成本增加；水泥越細(xì)，生產(chǎn)能耗越高，成本增加； 水泥越細(xì)，對(duì)水泥的儲(chǔ)存也不利，容易受潮結(jié)塊，反而水泥越細(xì)，對(duì)水泥的儲(chǔ)存也不利，容易受潮結(jié)塊，反而降低強(qiáng)度。降低強(qiáng)度。上一內(nèi)容上一內(nèi)容下一內(nèi)容下一內(nèi)容回主目錄回主目錄 解答解答：水泥膠砂試件的強(qiáng)度與水泥的組成、試件的水灰比水泥膠砂試件的強(qiáng)度與水泥的組成、試件的水灰比和砂灰比、