土木工程材料ppt第一至四章

活性混合材?定义——具有火山灰性或潜在水硬性的混合材。?活性组分：SiO2、Al2O3SiO2+mH2O + xCa(OH)2 xCaO·SiO2·nH2O活性消水混耗硬Ca(OH)性合胶材凝料产2物Al2O3 +aH2O + yCa(OH)2 yCaO·Al2O3·bH2O 掺活性混合材料的作用?提高产量?改善水泥的性能?充分利用工业废渣?常用品种：?粒化高炉矿渣——炼钢铁的废料?火山灰质粉末——天然岩石和人工煅烧物?粉煤灰——火电厂的废料活性混合材水泥的共性?密度较小2.70～3.10。?早期强度较低，后期强度增长率高。?对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。?水化热较小。?耐腐蚀性较好。?抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。2. 矿渣硅酸盐水泥?特点①早期强度低，后期强度高②抗蚀性强，抗碳化能力差③水化热低④温度敏感性大⑤抗冻性差⑥耐热性好⑦干缩大，抗渗性差PS特性活性混合材料水化反应硅酸盐水泥水化一次水化硅酸盐水泥中加入活性混合材料二次水化?二次水化反应的特性温度敏感性常温反应速度慢高温反应速度快消耗Ca(OH)2改善孔隙构造4.2.2 掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥品种硅酸盐水泥熟料＋石膏＋＋＋＋＋6~15 ~70 ~50 ~40~50%两混合材矿渣火山灰粉煤灰种混合材普矿火粉复通渣山煤硅硅灰灰合酸酸硅硅硅盐盐酸酸酸水水盐盐盐泥泥水水水泥泥泥P.OP.SP.PP.FP.C1. 普通硅酸盐水泥?特点?与硅酸盐水泥相近?酸盐水泥的范围之内因为混合材料的掺量少，其矿物组成仍在硅?不同点?细度采用筛余量表示?测量通过0.08mm的方孔筛的筛余量≯10%?强度等级?42.5, 52.5, 52.5R共有六个强度等级:32.5, 32.5R , 42.5R , ?最终凝结时间不超过10h3 火山灰质硅酸盐水泥与P.S的相同?早期强度低，后期强度高?耐腐蚀性强，抗碳化性差?抗冻性差?水化热低?温度敏感性大与P.S的不同①在潮湿环境或水中养护时抗渗性好。②在干燥环境中使用易裂纹、起粉。③有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含烧粘土的火山灰水泥。

4 粉煤灰硅酸盐水泥与P.S的相同?早期强度低，后期强度高?耐腐蚀性强，抗碳化性差?抗冻性差?水化热低?温度敏感性大与P.S的不同点①早强低②干缩小，抗裂性好③泌水性大4.3.1 高铝水泥1) 高铝水泥的矿物组成?定义：高铝水泥（矾土水泥）是以铝矾土和石灰石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料，又称铝酸盐水泥。?主要矿物有：水化活性很高?铝酸一钙CaO?Al2O3 CA，50%~70%；?二铝酸一钙CaO?2Al2O3，CA2?少量硅酸二钙和其他铝酸钙。3) 高铝水泥的技术性质a. 外观：黄色或黄褐色或灰色；b. 密度与堆积密度：与硅酸盐水泥相近；c. 细度：45?m筛余不得超过20%；d. 凝结时间：初凝≥30min，终凝≤6h；e. 强度：见表4-9。4.3.2 膨胀水泥和自应力水泥?组成特点：含有在水泥的凝结硬化过程中能产生适量体积膨胀的成分，如：石膏、氧化钙、氧化镁、硫铝酸钙、明矾石等。?种类：硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型。?性能特点：凝结硬化过程中体积不收缩，而略有膨胀，提高密实性和抗渗性。?应用特点：可用于配制防水砂浆和防水混凝土、管道接头、堵缝和自应力钢筋混凝土结构工程和构件等。4.3 其它品种水泥2) 高铝水泥的水化和硬化?特点：a. 高铝水泥的水化主要是铝酸一钙的水化和水化物的结晶；b. 铝酸一钙的水化物组成与温度有关：?T≤20?C CA + 10 H?20?C≤T≤30?C 2CA + 11 H2O —CAH102O —C2AH8?30?C≤T 3CA + 12 H3H2O —C3AH6+ 2(Al2O3?2O)c.水化反应集中在早期，而且，反应速度较快，因此，早期强度增长快；d.水化物都是晶体，而且，稳定性较差，容易发生相互间的转化，因而引起强度降低。4) 高铝水泥的特点与应用a.快硬早强，宜用于紧急抢修工程。b.水化热较大，适用于冬季施工，不适用于大体积混凝土；c.耐硫酸盐腐蚀性能较好，适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；d.耐碱性较差，不能用于接触碱溶液的工程；e. 耐高温性能好，配制耐高温混凝土或砌筑砂浆；f. 高铝水泥有强度倒缩现象，如需用于工程中，应按最低稳定强度设计。4.3.3 白色硅酸盐水泥?组成特点：水泥中的氧化铁的含量低于水泥质量的0.5%。?性能特点：外观为白色，按白度分为一级、二级和三级；技术要求与普通水泥同。?应用特点：白水泥熟料与颜料、石膏共同磨细可制得彩色水泥；主要用于建筑室内外装饰等。 4.3.4 道路硅酸盐水泥?组成特点：?水泥熟料主要矿物——硅酸钙和铁铝酸钙?铁铝酸四钙高，C4AF的含量≥16.0％。4.3.5 快硬硅酸盐水泥?组成特点：熟料中C3S、C3A的含量较高，石膏的掺量略大（其中SO3≤4.0%）。?性能特点：?初凝时间较长，≥1h；?抗折强度高；?耐磨性好，磨损率≤3.60kg/m2；?抗裂性好，28d干缩率≤0.10%；?性能特点：水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度增进率高。?应用特点：早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程和高标号混凝土预制构件等。?使用特点：主要用于混凝土路面工程。思考题?水泥生产中为什么掺加石膏？?C3A在水中溶解度大，反应很快，引起水泥浆闪凝；?水泥的凝结速度取决于水泥浆体中水化物凝胶微粒的聚集，Al3＋对凝胶微粒聚集有促进作用；?石膏与C3A反应形成难溶的硫铝酸钙水化物，反应速度减缓，并减少了溶液中的Al3＋浓度，延缓了水泥浆的凝结速度。?水泥浆体强度的增长规律是什么？水泥浆体的强度随龄期而逐渐增长，早期增长快，后期增长较慢，但是只要维持一定的温度和湿度，其强度可在相当长的时期内增长。这与水泥矿物的水化反应规律是一致的。?为什么强度发展与环境温、湿度有关？水泥的水化需要水，如果没有水，水泥的水化就将停止；提高温度可加快水泥的凝结硬化，而降低温度就会减缓水泥的凝结硬化。?为什么水泥硬化后能产生强度？?水泥浆体硬化后转变为越来越致密的固体；?在浆体硬化过程中，随着水泥矿物的水化，比表面较大的水化物颗粒不断增多，颗粒间相互作用力不断增强，产生的强度越来越高。?硅酸盐水泥熟料的四种矿物中，哪一种水化热最大？哪一种水化热最小？答：铝酸三钙C3A水化热最大；硅酸三钙C3S次之；硅酸二钙C2S水化热最小。?水泥凝结硬化速度快，好吗？答：水化加快，放热速率加速，升温并膨胀，凝结硬化形成的微结构体积较疏松，且在随后的降温期间，或受干燥环境作用收缩变形时产生大量微裂缝，致使结构混凝土强度与渗透性（耐久性）受到严重影响。问题：为什么需要规定水泥的细度？解答：?水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化；?虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利；?水泥越细，生产能耗越高，成本增加；?水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强度。国标规定：凡初凝时间不符合规定的水泥为废品；终凝时间不符合规定的水泥为不合格品。为什么？答：?水泥凝结时间的规定是为了有足够的时间进行施工操作和硬化的混凝土质量；?初凝时间太短，来不及施工，水泥石结构疏松、性能差，水泥无使用价值，即为废品；?终凝时间太长，强度增长缓慢，也会影响施工，即为不合格品。?降低水泥石中Ca(OH)2的含量，对水泥的耐腐蚀性有什么作用？为什么？答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化学腐蚀和软水腐蚀的能力。因为，化学和软水腐蚀与水泥石中的氢氧化钙密切相关。