《土木工程材料》课件 03水泥_土木工程材料 .pptx

掺混合材料的硅酸盐水泥;重点和难点;3水泥–3.1硅酸盐水泥;3水泥–3.1硅酸盐水泥;何谓水泥

一种细磨材料，加入适量水后成为塑性浆体，不仅能在空气中硬化，而且在水中能更好地硬化，保持和发展强度，并且能把砂、石等材料牢固地粘结在一起，形成坚固的石状体的水硬性胶凝材料。

水泥使用范围

水泥是用量最大的一种建筑材料和工程材料，广泛用于建筑、水利、道路、石油、化工、军事工程中，素有“建筑业的粮食”之称。;约2000年前，希腊和古罗马人在建筑工程中使用了一种石灰和火山灰的混合物，它能在水中缓慢反应生成坚硬的固体，这是最早应用的水泥。;19世纪初，英、法等国将粘土化的石灰经烧结成为水硬性材料，称为天然水泥。这种水泥的烧成温度低，难以控制水泥成分。;1824年英国人阿斯普丁用石灰石和粘土的人工混合物烧成一种水硬性的胶凝材料，它在凝结硬固后的颜色、外观和当时英国波特兰半岛出产的天然石灰石相近，故起名为波特兰水泥（Portlandcement）。;水泥种类;按性能和用途分;何谓硅酸盐水泥？

以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。;硅酸盐水泥熟料的原材料

石灰质原料天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料。

粘土质原料主要为黏土或页岩，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量Fe2O3。

铁矿粉采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。;石膏

主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等。

混合材料

包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨细石英砂等）。;硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺

石灰石CaO+CO2

粘土SiO2+Al2O3+Fe2O3

水泥煅烧过程在窑内进行，水泥窑型主要有立窑和回转窑两种。;生产过程;生产过程;生产过程;生产过程;生产过程;生产过程;生产过程;生产过程;熟料的矿物组成;熟料矿物的水化反应

硅酸三钙

C3S＋H==C-S-H＋CH

硅酸二钙

C2S＋H==C-S-H＋CH

铝酸三钙

C3A＋H==C3AH6

铁铝酸四钙

C4AF＋H==C3AH6＋CFH

水化作用的主要产物为：水化硅酸钙C-S-H（约70%）

氢氧化钙CH（约20%）;熟料矿物的水化反应过程;熟料矿物的水化反应过程;熟料矿物的水化反应过程;熟料矿物的水化反应过程;名称;矿物名称;水泥的水化热是指在水化过程中的放热量，单位为kJ/kg。

水化热的高低与熟料矿物的相对含量有关。铝酸三钙、硅酸三钙的水化热高，而铁铝酸四钙、硅酸二钙的水化热较低。因此要降低水化热，可适当减少铝酸三钙和硅酸三钙的含量。

水化热主要对大体积混凝土工程有影响。对于大体积混凝土工程，应选择水化热较低的水泥，或者采取特殊措施降低水化热的危害。;石膏的缓凝作用

若水泥中无石膏存在时，C3A会使水泥瞬间产生凝结。为了控制C3A的水化和凝结硬化速度，就必须在水泥中掺入适

石膏的缓凝原理

C3A的水化后的产物将与石膏反应，在水泥颗粒表面生成难溶于水的钙矾石，阻碍C3A水化，从而起到延

注意事项

石膏掺量不能过多，否则不仅缓凝作用不大，还会引起水泥的体积安定性不良。;

A——凝胶体（C－S－H凝胶，水化硅酸钙凝胶）；

B——晶体（氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙）；

C——孔隙（毛细孔、凝胶孔、气孔等）；

D——未水化的水泥颗粒;水泥石腐蚀的方式

（1）软水侵蚀

（2）盐类侵蚀（膨胀性化学腐蚀）

（3）酸的腐蚀

一般酸的腐蚀

碳酸的腐蚀

（4）强碱腐蚀

防止水泥石腐蚀的措施;凝结硬化快，早期及后期强度均高。

水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。

耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。

抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。

耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝土工程。

耐磨性好，适用于高速公路、道路和地面工程。;小结;混合材料：为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。

活性混合材料

具有潜在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潜在水硬性和火山灰特性的混合材料。

粒化高炉矿渣；

粉煤灰；

火山灰质混合材料;混合材料：为了改善水泥性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。

活性混合材料

非活性混合材料

不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。;综合利用工业废渣，减少环境污染。