建筑材料课件：通用硅酸盐水泥.pptx

1、2022-5-24 通用硅酸盐水泥建 筑 材 料 主讲教师：XXX2022-5-24目录通用硅酸盐水泥一般规定硅酸盐水泥其他硅酸盐水泥1 水泥是建筑工程中最为重要的建筑材料之一，自问世以来对工程建设起了巨大的推动作用，目前世界上水泥品种已达200余种，几乎任何种类、规模的工程都离不开水泥 通用硅酸盐水泥的一般规定2 硅酸盐系列水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥的一般规定2一、分类及组成2、组成 通用硅酸盐水泥是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。熟料石膏活性材料非活性材料粒

2、化高炉矿渣 火山灰 粉煤灰通用硅酸盐水泥的一般规定3硅酸盐水泥1、硅酸盐水泥的原料及生产CaO SiO2、Al2O3少量Fe2O3 Fe2O3 SiO2“两磨一烧”硅酸盐水泥4 石灰石、粘土、砂岩等水泥原料先需破碎（一般用颚式、反击式等破碎机），然后与其它原料（如粘土、铁粉）一起按配料计量入球磨机，粉磨成生料。颚式破碎机球磨机配料系统硅酸盐水泥5悬浮预热器系统回转窑 水泥窑可分回转窑和立窑两大类。 新建大型水泥厂多用带预热及窑外分解系统的回转窑。硅酸盐水泥62、硅酸盐水泥熟料矿物组成及特性水泥熟料硅酸盐水泥73、硅酸盐水泥的硬化机理 水泥与适量的水拌合后，最初形成具有可塑性的浆体，随着水化反应

3、的进行，水泥浆体逐渐变稠失去可塑性，但尚不具有强度，这一过程称为水泥的“凝结”。随后凝结了的水泥浆体开始产生强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石，这一过程称为“硬化”。水泥的水化贯穿凝结、硬化过程的始终。硅酸盐水泥8水泥的水化反应2（3CaOSiO2） + 6H2O 3CaO2SiO23H2O + 3Ca(OH)22(2CaOSiO2)+ 4H2O 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)2 3CaOAl2O3 + 6H2O 3CaOAl2O3 6H2O4CaOAl2O3Fe2O3+ 7H2O 3CaOAl2O3 6H2O + CaOFe2O3H2O硅酸盐水泥9硅酸盐水泥的凝结硬化 硅酸盐水泥

4、10影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素 影响因素石膏掺量 拌合用水量 熟料矿物组成 细度 温度和湿度 拌合用水量 影响因素石膏掺量 拌合用水量 熟料矿物组成 细度 温度和湿度 硅酸盐水泥11硅酸盐水泥的技术要求不溶物碱含量烧失量安定性 细度强度凝结时间 物理指标化学指标硅酸盐水泥12 凝结时间分初凝和终凝。初凝为水泥加水拌和至水泥标准稠度的净浆开始失去可塑性所需的时间；终凝为水泥加水拌和开始至标准稠度的净浆完全失去可塑性所需的时间。 为使混凝土、砂浆有足够的时间进行搅拌、运输、浇筑、砌筑，顺利完成混凝土和砂浆的制备，并确保制备的质量，初凝不能过短，否则在施工中即已失去流动性和可塑性而无法使用；当浇筑

5、完毕，为了使混凝土尽快凝结、硬化，产生强度，顺利地进入下一道工序，规定终凝时间不能太长，否则将减缓施工进度，降低模板周转率。 国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不小于45min，终凝时间不大于390min。凝结时间硅酸盐水泥13 水泥的体积安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。当水泥浆体硬化过程发生不均匀变化时，会导致膨胀开裂、翘曲、甚至崩塌等现象，造成严重的工程事故。 引起水泥体积安定性不良的原因主要有： 水泥中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁。 石膏掺量过多。安定性硅酸盐水泥14 水泥的强度是评价和选用水泥的重要技术指标，也是划分水泥强度等级的重要依据。国家标准规定采用胶砂法

6、来测定水泥3d和28天抗压强度和抗折强度，根据测定结果来确定水泥强度等级。 强 度硅酸盐水泥15烧失量不溶物碱含量水泥在一定温度，一定时间内加热后烧失的数量。水泥煅烧不佳或受潮后均会导致烧失量增加。不溶物指水泥在浓盐酸中溶解保留下来的不溶性残留物。不溶物越多，水泥活性下降。属于选择性指标，水泥中碱含量以Na2O+0.658K2O计算值表示。水泥中的碱含量高时，如果配置混凝土的骨料具有碱活性，可能产生碱骨料反应，导致混凝土因不均匀膨胀而破坏。硅酸盐水泥16硅酸盐水泥的腐蚀与防止 （1）软水腐蚀腐蚀介质： 包括蒸馏水、冷凝水、雨水、雪水等水中钙离子浓度低的软水腐蚀机理： 在水泥石的水化物中氢氧化钙

7、的溶解度最大，当与软水接触时氢氧化钙首先析出，在静水及无压水情况下，水中的氢氧化钙浓度很快达到饱和浓度，溶出作用停止，危害不大。在流动水中溶解的氢氧化钙会不断溶解流失。其结果是使水泥石变得疏松；碱度降低，而水泥水化产物只有在一定碱度环境下才能稳定。 当水中含有较多钙离子（如重碳酸盐）时，它会与水泥石中的氢氧化钙发生反应生成几乎不溶水的碳酸钙。 Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 CaCO3 + 2H2O 生成的碳酸钙沉积在水泥石孔隙中，提高水泥的密实度，阻止了外界水分的侵入和内部氢氧化钙的析出。硅酸盐水泥17（2）碳酸的腐蚀腐蚀介质： 雨水、泉水及某些工业废水腐蚀机理： 雨水、泉水及某些工

8、业废水中常溶解有较多的CO2，当含量超过一定浓度时，将会对水泥石产生破坏作用，其反应式如下 Ca(OH)2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2H2O CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 上述第二个反应式是可逆反应，若水中含有较多的碳酸，超过平衡浓度时，上式向右进行，水泥石中的Ca(OH)2经过上述两个反应式转变为Ca(HCO3)2而溶解，进而导致其他水泥水化产物分解和溶解，使水泥石结构破坏；若水中的碳酸含量不高，低于平衡浓度时，则反应进行到第一个反应式为止，对水泥石并不起破坏作用。硅酸盐水泥18（3）一般酸的腐蚀 腐蚀介质：无机酸和有机酸 腐蚀机理： 各种酸对水泥都

9、有不同程度的腐蚀作用，它们与水泥石中的Ca(OH)2作用后生成的化合物或溶于水或体积膨胀而导致破坏。腐蚀作用最快的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。 例如：盐酸与水泥石中的Ca(OH)2作用生成极易溶于水的氯化钙，导致溶出性化学侵蚀： HCl + Ca(OH)2 CaCl3 + H2O 硫酸与水泥石中的Ca(OH)2作用： H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 2H2O硅酸盐水泥19（4）镁盐的腐蚀腐蚀介质：海水、地下水腐蚀机理： 海水中含有氯化镁、硫酸镁等镁盐，它们与水泥石中的氢氧化钙发生置换反应生成易溶于水的氯化钙和松软无胶结能力的氢氧化镁。 MgC

10、l2 + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2（5）硫酸盐的腐蚀腐蚀介质： 海水、地下水、湖水、某些工业废水，流经高炉矿渣的水等腐蚀机理： 硫酸钠、硫酸钾等对水泥石的腐蚀同硫酸的腐蚀，而硫酸镁对水泥石的腐蚀包括镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用。硅酸盐水泥20（6）强碱的腐蚀腐蚀介质：制碱厂、铝厂等产生较高浓度碱液的地方。腐蚀机理： 碱类溶液如浓度不大时一般无害。但铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥遇到强碱(如氢氧化钠)作用后会被腐蚀破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸盐作用，生成易溶的铝酸钠，出现溶出性侵蚀： 3CaOAl2O3 + 6NaOH 3Na2OAl2O3 + 3Ca(OH)2 另外，

11、当水泥石被氢氧化钠溶液浸透后，又在空气中干燥，与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠，碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积，可使水泥石胀裂。 2NaOH+ CO2+ H2O Na2CO3 + 2H2O硅酸盐水泥21（7）腐蚀的防止措施 根据以上的腐蚀机理可见，水泥石的腐蚀是一个极为复杂的过程，往往是几种腐蚀作用共同作用的结果。欲减轻或阻止水泥石的腐蚀可采取以下防止措施：合理选择与环境条件相适宜的水泥品种。如采用含水化铝酸钙低的水泥，可提高对硫酸盐腐蚀的抵抗能力。提高水泥的密实度，降低孔隙率。如降低水灰比、掺加外加剂、采取机械施工等方法。表面做加保护层。当侵蚀作用较强，上述措施不能奏效时，可用耐腐蚀的材料，

12、如石料、陶瓷、塑料、沥青等覆盖于水泥石的表面，防止侵蚀性介质与水泥石直接接触，达到抗侵蚀的目的。硅酸盐水泥22硅酸盐水泥的性质与应用快硬高强抗腐蚀性差抗碳化能力强水化热大抗冻性好用于地上、地下和水中重要结构的高墙及高性能混凝土工程中，也用于有早强要求的混凝土工程不宜用于水利工程、海水和矿物水作用的工程适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程适用于重要的钢筋混凝土结构工程中对高水化热对大体积混凝土工程不利耐热性差不宜用于耐热混凝土工程及高温环境耐磨性好适用于道路、地面等对耐磨性要求高的工程硅酸盐水泥23其他硅酸盐水泥1、普通硅酸盐水泥 物理指标 安定性 细度强度凝结时间 初凝时间不小于45mi

13、n，终凝时间不大于600min用沸煮法检验合格42.5,42.5R，52.5,52.5R四个级别 比表面积表示，不少于300m2/kg其他硅酸盐水泥24 化学指标 普通硅酸盐水泥的性质与应用 在早强、强度等级、水化热、抗冻性、抗碳化能力上略有降低，耐热性和耐腐蚀性略有提高 其他硅酸盐水泥252、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥物理指标安定性 细度强度凝结时间 初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min用沸煮法检验合格32.5,32.5R，42.5,42.5R、52.5,52.5R六个级别 以筛余量表示80方孔筛筛余不得超过10%45方孔筛筛余不得超过30%其他硅酸盐水泥26 化学指标

14、（见上表） 三种硅酸盐水泥的性质与应用 早期强度低后期强度高 抗腐蚀性强抗碳化能力差水化热低水泥强度发展较快，后期强度可赶上甚至超过同强度等级的普通硅酸盐水泥 适宜用于水工、海港工程及受侵蚀性作用的工程不宜用于二氧化碳浓度高的环境 适用于大体积混凝土工程湿热敏感性强适用于蒸汽养护生产的预制构件耐磨、抗冻差不适用严寒地区其他硅酸盐水泥27各自性质矿渣水泥 粉煤灰水泥耐热性好，适用于高温车间、高炉基础及热气体通道等耐热工程。拌制混凝土时泌水性大，易形成粗大孔隙，硬化时易产生较大干缩，保水性差、泌水性及干缩性大火山灰水泥 具有良好的保水性，火山灰水泥的水泥石结构密实，具有较高的抗渗性。干缩大、干燥环

15、境中表面易“起毛”，对于处在干热环境中施工的工程，不宜使用火山灰水泥比表面积小，吸附水的能力小，不易水化，干缩性小，抗裂性高，保水性差，易泌水，且活性主要在后期发挥。因此，粉煤灰水泥早期强度、水化热比矿渣水泥和火山灰水泥还要低，因此特别适用于大体积混凝土工程其他硅酸盐水泥28其他硅酸盐水泥29包装标志验收核对水泥包装上所注明的水泥品种、代号、净含量、强度等级，生产许可证标志（QS），出厂编号，执行标准号，包装年月日等。包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为红色，矿渣水泥为绿色，火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥为黑或蓝数量验收袋装水泥每袋净含量为50

16、kg,且应不少于标志质量的99%。随机抽取20袋，总质量（含包装袋）不得少于1000kg。散装水泥平均堆积密度为1450kg/m3,袋装压实的水泥为1600kg/m3。质量验收 检查出厂合格证 出厂检验报告 交货和验收水泥复验水泥的验收、包装与标志、运输与储存1、水泥的验收水泥的验收、包装30结 论废 品 不合格品凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合标准规定者均为废品硅酸盐水泥、普通水泥凡是细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定者；矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥凡是细度、终凝时间中的任何一项不符合规定者或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强

17、度等级的指标时；水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的水泥水泥的验收、包装312、水泥的运输与储存 水泥在保管时，应按不同生产厂、不同品种、强度等级和出厂日期分开堆放，严禁混杂；注意防潮和防止空气流动，现存现用，不可储存过久。 水泥一般应入库存放。水泥仓库应保持干燥，库房地面应高出室外地面30cm，离开窗户和墙壁30cm以上，袋装水泥堆垛不宜过高，以免下部水泥受压结块，一般为10袋，如存放时间短，库房紧张，也不宜超过15袋；袋装水泥露天临时储存时，应选择地势高，排水条件好的场地，并认真做好上盖下垫，以防水泥受潮。若使用散装水泥，可用铁皮水泥罐仓，或散装水泥库存放。水泥的验收、包装322022-5-24谢谢聆听！Thanks for listening！