土木工程材料(水泥)

水泥方面的基础知识

土木工程材料

水泥方面的基础知识

第 三 章

水

泥

cement

水泥方面的基础知识

水硬性无机矿物胶凝材料 常用水泥(六种): 硅酸盐水泥—代号P Ι(不掺混合材料)、P Π (掺<5%混合材料) 普通硅酸盐水泥—代号P O 矿渣硅酸盐水泥—代号P S 火山灰硅酸盐水泥—代号P P 粉煤灰硅酸盐水泥—代号P F 复合硅酸盐水泥—代号P C 特种水泥:满足工程特殊要求的水泥

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3.1 常

用

水

泥

常用水泥的生产 ★水泥熟料的矿物组成 ★水泥的水化 水泥的凝结硬化 ★常用水泥的主要技术性质 ★水泥石的腐蚀与防止 ★常用水泥的特性与选用

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3.1.1 常用水泥的生产

3.1.1.1 水泥熟料的烧成生产工艺流程石膏 石灰石 粘 土 铁矿粉混合材料 按比例混合、 磨细 1450℃ 煅烧 磨细

水泥 熟料

生料

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原料： 石灰质原料 (提供氧化钙) 粘土质原料(提供氧化硅、氧化铝、氧化铁) 校正原料(不满足化学组成时，加相应铁质、 硅质 原料) 生产过程：两磨一烧 一磨：将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。 一烧：将生料入窑，经1450cº高温煅烧，成熟料。 二磨：将水泥熟料、石膏、混合材料一起磨细成水泥 制品

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3.1.1.2 磨制水泥成品 原材料:水泥熟料、石膏和混合材料 石膏为二水石膏或无水石膏； 混合材料： 混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材 料与非活性混合材料两种。 活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬 活性混合材料 性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧 化硅、活性氧化铝。 非活性混合材料： 非活性混合材料 不具活性成分或活性甚低的矿物质。 加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、 减少水化热作用。 将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合 在一起磨细即可形成六大常用水泥。

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活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生 成具有胶凝性的水化产物: xCa(OH) + SiO + mH2O → xCaO ·SiO2 ·nH2O xCa(OH) + Al2O3 + mH2O → xCaO ·Al2O3 ·nH2O 常用的活性混合材料有： 粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰

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思考题1.生产过程中加入石膏的目的？为何严格控制掺量？(水泥质量的3%~5%,具体掺量通过 试验确定) 2.生产过程中根据需要加入适量混合材料，其 目的？ 3.六种常用水泥的组成由何异同？

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解答2.生产过程中根据需要加入适量混合材料， 其目的？ 答：混合材料为天然的和人工的矿物材料， 又分为活性混合材料和非活性混合材料，主 要是为了调节水泥强度等级，提高水泥产量， 降低成本，同时也可改善水泥性能(如：提 高抗腐蚀性能，降低水化热等)

等作用。

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3.1.1 硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性3.1.1.1主要矿物组成 3.1.1.1主要矿物组成60

硅酸三钙 C3S (45~60%) 硅酸二钙 C2S (15~30%) 铝酸三钙 C3A (2~13%) 铁铝酸四钙C4AF(9~15%) C = CaO S = SiO2 A = Al2 O3 F = Fe2O3 H =H2O = SO3

50 40 30 20 10 0 低 高

C3S

C2S

C3A

C4AF

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3.1.1.2 硅酸盐水泥熟料主要矿物成份特性 硅酸盐水泥熟料主要矿物名 称 代号 含量范围 凝结硬化速度 水化放热量 强度 硅酸三钙 C3S 37%~ % %~60% %~ 快 多 高 硅酸二钙 C2S 15%~ % %~37% %~ 慢 少 早期低、 早期低、 后期高 铝酸三钙 C3A 7%~ % %~15% %~ 最快 最多 低 铁铝酸四钙 C4AF 10%~ % %~18% %~ 快 中 低

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3.1.2 常用水泥的水化 3.1.2.1 硅酸盐水泥熟料的水化 熟料中各矿物单独与水反应： 熟料中各矿物单独与水反应： 2(3CaO ·SiO2)+6H2O=3CaO ·2SiO2 ·3H2O+3Ca(OH)2(水化硅酸钙)

2(2CaO ·SiO2) + 4H2O= 3CaO ·2SiO2 ·3H2O+Ca(OH)2两种矿物均水化生成C 凝胶， 两种矿物均水化生成 C-S-H 凝胶 ， 但反应速率相 差悬殊，C3S水化很快，水化放热量大，对水泥硬化后强 差悬殊， 水化很快， 水化放热量大， 度贡献最大。 水化慢，放热量小，早强低，后期高。 度贡献最大。C2S水化慢，放热量小，早强低，后期高。

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3CaO ·Al2O3 + 6H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O当Ca(OH)2达到饱和时(水化铝酸三钙)

3CaO Al2O3 + Ca(OH)2 + 12H 2O = 4CaO AlO 13H 2OC3A水化反应速度最快， C3A水化反应速度最快，水化 水化反应速度最快 放热最大，强度贡献低。 放热最大，强度贡献低。

在有石膏存在时 4CaO ·Al2O3 ·13H2O + 3(CaSO4 ·2H2O) + 14H2O = 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·32H2O + Ca(OH)2(AFt)钙矾石、针状晶体 体积增大1.5倍 水泥生产加入石膏的作用，生成钙矾石延缓水泥 水泥生产加入石膏的作用， 凝结时间,同时有利于水泥早期强度的发展， 凝结时间,同时有利于水泥早期强度的发展，同时 注意石膏掺多时有危害：水泥石膨胀开裂。 注意石膏掺多时有危害：水泥石膨胀开裂。

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4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3 + 7H2O = 3CaO ·Al2O3 · …… 此处隐藏：966字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……