1、氣硬性膠凝材料水硬性膠凝材料第10章 建筑塑料與粘合劑 無機膠凝材料第8,9膠凝材料有機膠凝材料凝結硬化條件1第4章 水泥4.1 硅酸鹽水泥24.1 硅酸鹽水泥(波特蘭水泥）Portland cement3水泥的生產和礦物組成硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化硅酸鹽水泥的技術性能44.1.1硅酸鹽水泥的定義水泥的生產和礦物組成5“Portland” 水泥來源 1824年，英國泥瓦匠Joseph Aspding 將石灰石與粘土混合制成料漿，高溫煅燒磨細后得到水泥。這種水泥硬化體的顏色與英國的波特蘭島（Portland）生產的一種石材的顏色極為相似，所以將這一種水泥叫波特蘭水泥（Portland Ceme

2、nt）。6波特蘭水泥的主要礦物成分是硅酸鹽類，所以在我國又叫硅酸鹽水泥。水泥的出現是近代建筑材料史上新的里程碑74.1.2硅酸鹽水泥的生產891011121314151617原材料：石灰質原料(CaO)-石灰石、白堊、石灰質凝灰巖等。粘土質原料(SiO2, Al2O3, Fe2O3)，粘土、黃土等。鐵質校正原料(Fe2O3)，鐵礦粉、黃鐵礦渣硅質校正原料(SiO2)，砂巖，粉砂巖181920Q1.1：生產硅酸鹽水泥的主要原料有_a白云石；b粘土；c鐵礦粉；d礬土；e石灰石 21硅酸鹽水泥生產：兩”磨”一”燒”的工藝 p6922Q1.1：生產硅酸鹽水泥的主要原料有_a白云石；b粘土；c鐵礦粉；d

3、礬土；e石灰石 23Q1.1：生產硅酸鹽水泥的主要原料有b、c、ea白云石；b粘土；c鐵礦粉；d礬土；e石灰石 24水泥熟料礦物組成4.1.3硅酸鹽水泥的礦物組成25礦物名稱化學式簡寫范圍(wt,%)硅酸三鈣C3S3760%硅酸二鈣C2S1537%鋁酸三鈣C3A715%鐵鋁酸四鈣C4AF1018%游離氧化鈣f-CaO安定性游離氧化鎂f-MgO安定性堿Na2O+0.658K2O堿骨料反應70%2627化學組成CaO 60 to 65%SiO2 20 to 25%Al2O3 3 to 6%Fe2O3 0.5% to 4%MgO 1% to 3%SO3 1.5% to 3%Na2O and K2O

4、less than 1%284.1.4硅酸鹽水泥的水化 4.1.4硅酸鹽水泥凝結硬化P7229Definition and CompositionCement+Water(Admixture)Cement paste+Fine AggregateMortar+Coarse AggregateConcreteComposition of Concrete303132333435363738是一個放熱過程39硅酸鹽水泥的水化硬化 （1）水 化hydration 40 鋁酸三鈣+ 水 =水化鋁酸鈣 硅酸三鈣 +水 =水化硅酸鈣 +氫氧化鈣 硅酸二鈣 +水= 水化硅酸鈣 +氫氧化鈣鐵鋁酸四鈣 +水=

5、水化鋁酸鈣 +水化鐵酸鈣41不摻石膏的水泥，由于C3A的迅速水化將導致水泥的不正常急速凝結，即瞬凝（flash set），使水泥不能正常使用。水泥中摻入適量石膏是為了調節水泥凝結時間42則硅酸鹽水泥與水作用后，生成的五種主要水化產物是:(1)水化硅酸鈣、(2)水化鋁酸鈣、(3)水化鐵酸鈣(4)氫氧化鈣(5)水化硫鋁酸鈣（三硫型水化硫鋁酸鈣AFt、單硫型水化硫鋁酸鈣AFm).43Question 2：The purpose of adding gypsum during the production of cement is 1.to increase the strength 2. to av

6、oid flash set 3. to speed up hydration 4.to initiate false set44Page 7345水化產物的形態 microstructure formation process7/6/202246X和Y哪一個代表水泥水化產物AFt課本p93,p73472硅酸鹽水泥的凝結硬化失去塑性即“凝結”(setting)，到有一定強度的“硬化”(hardening)過程。484.1.6 影響水泥凝結硬化的6因素Page7449Three interior factorsThree exterior factors50(1)礦物成分mineral compo

7、nent四種礦物的強度發展順序是:C3SC2SC3AC4AF51Strength Development52The hydration rateC3A C3S C4AF C2S 53Question 3 ：The order of hydration rate for the following compounds in Portland cement is 1. C3A C3S C4AF C2S 2. C3S C3A C2S C4AF 3.C3A C2S C4AF C3S 4. C2S C3S C3A C4AF54混合材料的組成：55(2)細度 fineness細度是指水泥顆粒的粗細程度，對

8、水泥的性質有很 大影響。The finer a cement, the more rapidly it reacts, the higher the rate of heat evolution and the higher the early strength.56（3）石膏的摻量the dosage of gypsum水泥中摻入適量石膏是為了調節水泥凝結硬化的時間。57(4)水灰比water cement ratiowater/cementw/c水灰比越小，凝結硬化越快。58Link to 2008電阻率錄像.ppt592022/7/660Experimental procedure We

9、ighing and mixing water and cement at w/c=0.3, 0.35, 0.4 for 4 minutes Consequently, casting into electrical resistivity mould Recording the data at sampling interval 1 minute and stop at or after 24 hours Measuring the weight and height of the sample Analyzing in EXCEL and smooth/ differential in O

10、rigin to get d/dt curve and get the maximum d/dt point60Electrical resistivity (ohm.m)426024221812141620108642Time (hour)612022/7/662lower w/c=0.3higher w/c=0.4626364Question 4： Which statement of following is not right1.The higher the w/c ratio the higher the creep 2.The higher the w/c ratio the hi

11、gher the shrinkage3.The higher the w/c ratio the higher the porosity 4.The higher the w/c ratio the higher the strength65(5)溫度和濕度Curing temperature and humidity溫度對水泥的凝結硬化有明顯的影響，當溫度升高時 ,強度提高。在測定混凝土的強度時，必須在規定的標準溫度（203），與相對濕度95%下養護至規定的齡期。66(6)養護時間(齡期) curing time如圖所示，水泥的水化由表面向內部進行，隨著養護時間（或齡期）的延長，水泥的水化程度（）在不斷增加，下圖中由0.3增加到0.7，水化產物不斷增加并填充毛細孔，很顯然毛細孔減少。一般來說，水化28天前（4個星期）水化較快，28天后發展減慢，所以通常用28天強度來評定水泥的強度。67Liquid pH value?6869水泥水化特點的描敘(Q,Product,pore,strength,pH,Pozzolan)1.是一個放熱過程；2是一水化產物生成的過程；（水化產物是什么）水化產物有：水化硅酸鈣，氫氧化鈣，水化鋁酸鈣，水化鐵酸鈣，水化硫鋁酸鈣