掺混合材料的硅酸盐水泥正式版.ppt

土木工程,3.3 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, ,615%混合材,普通硅酸盐水泥,2070%矿 渣,矿渣硅酸盐水泥,2050%火山灰,火山灰硅酸盐水泥,2040%粉煤灰,粉煤灰硅酸盐水泥,1650%两种混合材,复合硅酸盐水泥,掺混合材硅酸盐水泥的凝结硬化和性能与所掺混合材的种类与掺量密切相关！,掺混合材水泥的代号,水泥品种 组成特点 代号 普通水泥 615的混合材 P O 矿渣水泥 2070矿渣 P S 火山灰水泥 2050火山灰 P P 粉煤灰水泥 2040粉煤灰 P F 复合水泥 1550两种混合材 P C,3.3.1混合材料及其分类,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 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。,3.3.1混合材料及其分类,活性混合材料 活性混合材料是具有较高的火山灰性或潜在的水硬性或两者兼有，性能符合有关国家标准的矿物材料。 火山灰性：指一种材料磨成细粉，单独不具有水硬性，但在常温下与石灰一起和水拌合后，能生成具有水硬性化合物的性能。 潜在的水硬性：指将磨细的材料与水拌合后，在有少量激发剂的情况下，具有水硬性的性能。,活性混合材料,粒化高炉矿渣 粒化高炉矿渣是炼铁高炉的熔融矿渣经急速冷却而成的松软颗粒，其粒径一般为0.55mm。矿渣经水淬的原因，就是要使之形成无定形的玻璃体，具有热力学不稳定性，因此具有活性。,活性混合材料,火山灰质混合材料 凡是天然或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分，具有火山灰性的矿物材料，称为火山灰质混合材料。如火山灰、凝灰岩、煤矸石渣等。 粉煤灰 是以煤粉为燃料的火力发电厂从其锅炉烟气中收集下来的粉末，又称飞灰。粉煤灰中含有较多的活性SiO2、Al2O3，具有较高的活性。,3. 活性混合材的作用,火山灰反应： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O = xCaOSiO2nH2O xCa(OH)2 + Al2O3 + mH2O = xCaOAl2O3nH2O 稀释作用 减少水泥中熟料矿物含量，降低水化热； 减少水泥石中Ca(OH)2的含量。 超细粉末的密实填充效应,活性矿物粉磨颗粒与石灰的反应,3d,7d,49d,182d,掺加粉煤灰的水泥的水化热,掺加粉煤灰的水泥石中Ca(OH)2的含量,矿渣掺量对硬化水泥浆中Ca(OH)2的影响,非活性混合材料,经磨细后加入水泥中不具有或只具有微弱的化学活性，在水泥水化中基本上不参加化学反应，仅起提高产量、降低水泥强度等级、节约水泥熟料的作用，因此又称为填充性混合材料。如石英砂、石灰石、粘土等。,3.3.2 掺混合材料的硅酸盐水泥,普通硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+6%15%混合材料磨细制成； 矿渣硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+20%70%粒化高炉矿渣磨细制成； 火山灰质硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+20%50%火山灰质混合材料磨细制成； 粉煤灰硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+20%40%粉煤灰混合材料磨细制成；,一、普通硅酸盐水泥（代号PO）,定义 硅酸盐水泥熟料61的混合材料适量石膏 技术性质要求（与硅酸盐水泥相比） 相同点 MgO含量、SO3含量、初凝时间、安定性的技术要求相同。 不同点 细度：80m方孔筛筛余量不超过10.0%； 终凝时间：不迟于10h； 烧失量：不得大于5.0%；,一、普通硅酸盐水泥,强度等级：普通硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。,一、普通硅酸盐水泥,主要特性 （1）早期强度略低，后期强度高。 （2）水化热略低。 （3）抗渗性好，抗冻性好。 （4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。 （5）耐磨性较好；耐热性能较好。 应用 普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。,二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,定义 技术性质要求（与普通水泥相比） 相同点 MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。 不同点,熟料,适量石膏,20%70%粒化高炉矿渣,20%40%粉煤灰,20%50%火山灰质混合材料,矿渣水泥 （PS）,粉煤灰水泥 （PF）,火山灰水泥 （PP）,磨细,磨细,磨细,二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,三氧化硫含量：矿渣水泥不超过4.0；火山灰质水泥、粉煤灰水泥不得超过3.5。 强度等级：强度等级划分为32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六个等级。各龄期的强度要求见下表。 密度：水泥的密度为28003000kg/m3。,二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比） 三种水泥的共同特性 凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快； 水化热较低，放热速度慢； 抗硫酸盐腐蚀和抗水性较好； 蒸汽养护适应性好； 抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。 三种水泥各自特性 矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200的混凝土工程中。 火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。 粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好。,三、复合硅酸盐水泥和石灰石硅酸盐水泥,复合硅酸盐水泥（PC） 与硅酸盐水泥相比，由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低；其强度要求与普通水泥的强度要求相同。 石灰石硅酸盐水泥（PL） 凡由硅酸盐水泥熟料和石灰石、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为石灰石硅酸盐水泥。 石灰石硅酸盐水泥的技术要求应符合相应标准的规定。,复合水泥的强度等级（GB129581999）,四、通用水泥的验收和保管,(一)、通用水泥的验收,包装标志和数量的验收 包装标志的验收 包装有袋装和散装两种 袋装水泥在包装袋上应清楚地标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称和地址、出厂编号、执行标准号、包装年月日等主要包装标志。 掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥，必须在包装上标上“掺火山灰”字样。 包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。 印刷字体颜色： 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥红色； 矿渣硅酸盐水泥绿色； 火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥黑色 。 散装水泥供应时须提交与袋装水泥标志内容相同的卡片。,(一)、通用水泥的验收,数量的验收 袋装水泥每袋净含量为50kg，且不得少于标志质量的98； 随机抽取20袋总质量不得少于1000kg。 质量的验收 检查出厂合格证和试验报告 ； 复验 ； 仲裁检验 。,(二)、通用水泥的保管,不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，不得混杂。 防水防潮，做到“上盖下垫”。 堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。 储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用 。,3.4 其他水泥,3.4.1 快硬水泥,3.4.1.1 快硬硅酸盐水泥 凡是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的、以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥。 快硬水泥分32.5、37.5、42.5等强度等级，不同强度等级水泥各龄期强度不得低于下表数值。,快硬硅酸盐水泥各龄期强度,3.4.1.2 铝酸盐水泥,定义 以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。 主要矿物成分 铝酸一钙（CaOAl2O3简写 CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。 二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。 此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及胶凝性极差的铝方柱石（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。,3.4.1.2 铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的水化与硬化 当温度低于30时，水化生成水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致密的结构。 当温度高于30时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。,水化铝酸二钙 氢氧化铝凝胶,3.4.1.2 铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的技术要求 细度 比表面积不小于300 m2/kg或0.045mm筛余不大于20%。 凝结时间 按GB201-2000规定的标准稠度胶砂测得的凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min，终凝时间应不迟于6；CA-60铝酸盐水泥的初凝时间不早于60min，终凝时间应不迟于18。 强度 铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于GB201-2000的规定。,3.4.1.2 铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的特性与应用 早期强度很高，故适用于工期紧急的工程。 抗渗性、抗冻性好。 抗硫酸盐腐蚀性好。 水化放热极快且放热量大，不得应用于大体积混凝土工程。 耐热性好。高温下产生烧结作用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。 长期强度降低较大，不适合长期承载结构。,3.4.1.3 快硬硫铝酸盐水泥,凡是以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏和010%的石灰石磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥。 熟料的主要矿物成分为无水硫铝酸钙和型硅酸二钙。 以3d抗压强度划分为425、525、625、725四个标号。,3.4.2 膨胀型水泥,由硅酸盐水泥熟料与适量石膏和膨胀剂共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为膨胀水泥。 按水泥的主要成分不同，分为硅酸盐、铝酸盐和硫铝酸盐型膨胀水泥； 按水泥的膨胀值及其用途不同，又分为收缩补偿水泥和自应力水泥两大类。,3.4.2 膨胀型水泥,硅酸盐膨胀水泥是以硅酸盐水泥为主要组分，外加铝酸盐水泥和石膏配制而成的一种水硬性胶凝材料。 铝酸盐膨胀水泥是由铝酸盐水泥熟料和二水石膏为组成材料，采用混合磨细或分别磨细后混合而成，具有自应力高、抗渗、气密性好等优点 。 硫铝酸盐膨胀水泥是以含有适量无水硫铝酸钙熟料，加入较多的石膏磨细而成。,3.4.3 白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥,白色硅酸盐水泥的组成、性质与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是在配料和生产过程中严格控制着色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。 彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。 白水泥和彩色水泥广泛地应用于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。,3.4.4 道路硅酸盐水泥,定义 以道路硅酸盐水泥熟料，活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。 技术要求 道路水泥中铝酸三钙含量不大于5.0，铁铝酸四钙含量不小于16.0，游离CaO含量不大于1.0 。 特性 道路硅酸盐水泥强度较高，特别是抗折强度高、耐磨性好、干缩率低，抗冲击性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀能力比较好。 应用 适用于水泥混凝土路面、机场跑道、车站及公共广场等工程的面层混凝土中应用。,3.4.5 中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥,中热硅酸盐水泥 由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥。 低热矿渣硅酸盐水泥 由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入矿渣、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥，简称低热矿渣水泥。,3.4.6 砌筑水泥,凡是一种或一种以上的水泥混合材料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的和易性较好的水硬性胶凝材料，称为砌筑水泥，代号M。 分为175和275两个标号。,本章小结,（1）水泥按性能和用途分为通用水泥、专用水泥和特种水泥三大类； （2）通用水泥主要包括六大品种； （3）通用水泥的细度、凝结时间、体积安定性和强度，是评定水泥质量的技术指标。 （4）通用水泥的定义、主要技术性质、特性及应用、验收和保管等内容，是本章的重点内容。 （5）专用水泥和特性水泥，了解其特性及应用。,1、下列那项不是生产硅酸盐水泥的原料（ B ） A、石灰质原料 （ CaO） B、铁铝酸四钙(C4AF) C 、粘土质原料（SiO2、Al2O3、Fe2O3）。 D、铁矿粉 （ Fe2O3 ） E、石膏（CaSO4 ） 2、硅酸盐水泥的生产工艺可以概括为（ ） 3、由硅酸盐水泥熟料，6%15%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为（B ） A、硅酸盐水泥 B、普通硅酸盐水泥 C、矿渣硅酸盐水泥 D、石灰石硅酸盐水泥,强化训练,4、在生产水泥时必须掺入适量石膏是为了（ B ） A、提高水泥产量 B、延缓水泥凝结时间 C、防止水泥石产生腐蚀 D、提高强度 5、硅酸盐水泥熟料的四个主要矿物组成中（C ）水化反应速度最快，（B ）的早期强度高，（A）后期强度高。（D）对水泥抗折强度起重要作用。 A 、C2S B 、C3S C、 C3A D、C4AF,强化训练,6、水泥中的石膏掺量过多时，会导致（ C ）。 A、缓凝 B、快凝 C、体积安定性不良 D、水泥石收缩 7、国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝（C ）45min，终凝（D ）10h A、等于 B、小于C、不得小于 D、不得迟于 8、引起水泥安定性不良的原因有（B ）、（ C）和（D ）。 A、石膏掺量不足 B、石膏掺量过多 C、游离氧化钙含量超标 D、游离氧化镁含量超标,强化训练,9、硅酸盐水泥的细度指标是（B） A 、80m方孔筛筛余量 B、比表面积 C、0.2mm方孔筛筛余量 D、破碎指标 10、水泥的体积安定性用（ A ）检测必须合格。 A 沸煮法 B 坍落度法 C 维勃稠度法 D 筛分析法 11、根据水泥品种不同，分别测定（ C ），即为水泥的胶砂强度。 A、3d、7d、28d抗压强度 B、7d、28d抗压强 C、 3d、28d抗折强度和抗压强度 D、28d抗压强度,强化训练,12、国家标准规定普通硅酸盐水泥的细度为【 】。 A.0.08mm方孔筛筛余率不超过10 B.0.02mm方孔筛筛余率不超过10 C.0.08mm方孔筛筛余率不超过5 D.比表面积不小于300m2/kg 【正确答案是：A】 13、大体积混凝土工程宜优先选择【 】。 A.硅酸盐水泥 B.普通水泥 C.矿渣水泥 D.铝酸盐水泥 【正确答案是：C】,强化训练,强化训练,14、掺混合材料硅酸盐水泥的共同特点是【 】。 A.早期强度高 B.凝结硬化快 C.耐腐蚀性较好 D.水化热较高 【正确答案是：C】 15、硅酸盐系列水泥中，强度等级最高的是【 】。 A.复合水泥 B.矿渣水泥 C.普通水泥 D.硅酸盐水泥 【正确答案是：D】,16、生产水泥时加入适量的石膏是为了【 】。 A.提高水泥的强度 B.增加水泥的产量 C.加快水泥的凝结硬化 D.延缓水泥的凝结硬化 【正确答案是：D】 17、硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、适量石膏、05的石灰石或【 】经磨细制成的水硬性胶凝材料。 A.火山灰质混合材料 B.粉煤灰质混合材料 C.粒化高炉矿渣 D.石英砂 【正确答案是：C】,强化训练,18、抗冻性最好的是【 】。 A.硅酸盐水泥 B.矿渣水泥 C.粉煤灰水泥 D.复合水泥 【正确答案是：A】 19、国家标准规定，凡由硅酸盐水泥熟料、适量石膏、【 】混合材料共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为普通硅酸盐水泥。 A.05 B.615 C.1020 D.2070 【正确答案是：B】,强化训练,20、国家标准规定水泥的体积安定性用【 】检验必须合格。 A.沸煮法 B.试饼法 C.雷氏夹法 D.压蒸法 【正确答案是：A】 21、下列物质中对水泥石腐蚀作用最大的是【 】。 A.硫酸钠 B.碳酸 C.氯化镁 D.硫酸镁 【正确答案是：D】,强化训练,22、矿渣水泥包装袋印刷字体的颜色为【 】。 A.红色 B.绿色 C.黑色 D.蓝色 【正确答案是：B】 23、硅酸盐水泥中氧化镁的含量不得超过【 】。 A.0.75 B.1.50 C.3.5 D.5.0 【正确答案是：D】,强化训练,24、硅酸盐水泥中最主要的熟料矿物是【 】。 A.硅酸三钙 B.硅酸二钙 C.铝酸三钙 D.铁铝酸四钙 【正确答案是：A】 25、硅酸盐水泥中三氧化硫的含量不得超过【 】。 A.0.75 B.1.50 C.3.5 D.5.0 【正确答案是：C】,强化训练,25. 试分析下述各条“必须”的原因： (1)生产硅酸盐水泥时必须掺入适量的石膏；(2)水泥必须细磨到一定程度；(3)水泥体积安定性检验必须合格；,强化训练,26、自加水起至水泥浆开始失去塑性所需时间为()。 A反应时间B水化时间 C初凝时间D终凝时间 答：正确答案为：C 凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌合起，至水泥浆开始失去塑性所需的时间。终凝时间从水泥加水拌合起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。水泥凝结时间在施工中有重要意义，初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。 硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min；普通水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。 水泥初凝时间不合要求，该水泥报废；终凝时间不合要求，视为不合格。,强化训练,27水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为()不良。 A反应B硬度 C坍落度D体积安定性 答：正确答案为：D 水泥凝结前后体积变化的均匀性及变化大小，它影响混凝土体是否能出出裂缝。是水泥出厂前检验的一项关键指标，此指标不合格，就定性为废品，不能出厂。如果其它强度指标不合格，还可以降等级后成为合格品仍可出厂，但体积安定性不合格，一律不得出厂。,强化训练,28选用水泥的主要技术指标是()。 A硬度B坍落度 C强度D体积安定性 答：正确答案为：C 水泥的标号是水泥强度大小的标志，测定水泥标号的抗压强度，系指水泥砂浆硬结28d后的强度。29根据3d，28d的强度将硅酸盐水泥分为三个强度等级，即( )A22.5B32.5 C42.5D52.5 E62.5 答：正确答案为：CDE,强化训练,30硅酸盐水泥适用于一般建筑工程，不适用于()。 A房屋结构B大体积 C桥梁结构D耐高温 E海工结构 答：正确答案为：BDE,强化训练,31 某住宅工程工期较短，现有强度等级同为42.5硅酸盐水泥和矿渣水泥可选用。从有利于完成工期的角度来看，选用那种水泥更为有利？ 答：相同强度等级的硅酸盐水泥与矿渣水泥其28天强度指标是相同的，但3天的强度指标是不同的。矿渣水泥的3天抗压强度、抗折强度低于同强度等级的硅酸盐水泥，硅酸盐水泥早期强度高，若其它性能均可满足需要，从缩短工程工期来看选用硅酸盐水泥更为有利。,强化训练,一、名词解释： 1、水泥标准稠度：以标准法维卡仪的试杆沉入净浆距底板的距离为6mm1mm时的水泥浆的稠度作为标准稠度。水泥净浆达到标准稠度时所需拌和水量称为标准稠度用水量。 2、初凝时间 3、终凝时间 4、体积安定性 二、简答题： 1、水泥熟料水化产物主要有那些？注意Ca(OH)2 2、简述水泥凝结硬化的概念。 3、简述水泥石的组成成分和基本结构？ 4、如何测定水泥的标准稠度用水量？如何测定初凝时间、终凝时间？用到那些仪器设备？ 5、影响水泥体积安定性的主要因素有那些？如何检验体积安定性？,课后作业,