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Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,在线教务辅导网： :/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:,349134187,或者直接输入下面地址：,第,2,章 无机胶凝材料,土木工程材料,2.4,其他品种水泥,2.4.1,硅酸盐系专用和特性水泥,1,道路硅酸盐水泥,定义,由道路硅酸盐水泥熟料、适量石膏、010活性混合材料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，代号PR。,道路水泥熟料矿物组成的要求,C,3,A5,，,C,4,AF16%,。除此以外，熟料中游离,CaO,的含量，旋窑生产的不应大于,1.0%,，立窑生产的不应大于,1.8%,。,技术要求,化学成分,。,MgO,含量不得超过,5%,；,SO3,含量不得超过,3.5%,；烧失量不得大于,3.0%,；碱含量不得大于,0.6%,或由供需双方协商,物理力学性质 。,干缩率： 28d的干缩率应不大于0.10%。,耐磨性 ：28d磨损量应不大于3.00kg/m2,细度 ：道路水泥的比外表积为300 450 m2/kg。,凝结时间。初凝应不早于1.5h，终凝不得迟于10h。,表,2-16,道路水泥各龄期的强度要求,强度等级,根据,3d,和,28d,的抗折和抗压强度，道路水泥划分为,32.5,、,42.5,和,52.5,三个强度等级。,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,3d,28d,3d,28d,32.5,16.0,32.5,3.5,6.5,42.5,21.0,42.5,4.0,7.0,52.5,26.0,52.5,5.0,7.5,特性,抗折强度高，耐磨性好，干缩性小，抗冲击性好，,抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性较好,。,应用,适用于道路路面、机场跑道路面、城市广场铺面等工程,。,2,白色和彩色硅酸盐水泥,定义,凡以适当成分的生料烧至局部熔融，所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量少的的硅酸盐水泥熟料，参加适量石膏、010符合标准规定的混合材料，共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥简称白水泥，代号PW 。,1白色硅酸盐水泥,生产特点,严格控制水泥原料中的铁含量 。使得氧化铁含量降低，一般小于0.5%，而其他着色氧化物如氧化锰、氧化钛、氧化铬等含量也尽可能减少到极微,其次为了保证白水泥的白度，在生产中还须注意生料的煅烧、熟料的粉磨和运输过程中防止着色物质混入,技术要求,化学成分,。,SO,3,含量不得超过,3.5%,物理力学性质,。,细度 ：,细度要求为,0.08mm,方孔筛筛余不大于,10%,。,凝结时间：,初凝不得早于,45min,，终凝不得迟于,10h,。,安定性,：沸煮法检验合格,表,2-17,白色水泥各龄期的强度要求,强度等级,白水泥的强度分为,32.5,、,42.5,、,52.5,三个等级,。,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,3d,28d,3d,28d,32.5,12.0,32.5,3.0,6.0,42.5,17.0,42.5,3.5,6.5,52.5,22.0,52.5,4.0,7.0,应用,白水泥主要用于建筑装饰工程，如地面、楼梯、外墙饰面，大理石及瓷砖镶贴，制造各种颜色水刷石、水磨石制品，混凝土雕塑工艺制品等。,在白色水泥中掺入适量的 耐碱矿物颜料，可制成彩色水泥。白色和彩色水泥与其他天然的和人造的装饰材料相比，具有使用方便、价格较低廉、耐久性好等优点。,。,生产方法,一种是直接烧制法，即在白水泥的生料中参加少量金属氧化物作为着色剂，直接煅烧成彩色熟料，然后参加适量石膏混合磨细制成彩色水泥。彩色水泥熟料颜色的深浅随着着色剂的掺量而变。,另一种是间接法或染色法，即用白色硅酸盐水泥熟料、适量石膏和碱性颜料共同磨细而成。,2彩色硅酸盐水泥,应用,彩色水泥主要用作建筑装饰材料，常用于配制各类彩色水泥浆、砂浆和混凝土，用于制造各种水磨石、水刷石、斩假石等饰面及雕塑和装饰部件等制品,3,砌筑水泥,定义,凡由一种或一种以上的水泥混合材料，参加适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的工作性较好的水硬性胶凝材料，称为砌筑水泥，其代号为M。水泥中混合材料的掺加量按质量百分比计应大于50% 。,技术要求,化学成分,。,SO,3,含量不得超过,4.0%,物理力学性质,。,细度 ：,80,方孔筛筛余,10.0%,。,凝结时间：,初凝时间不早于,60min,，终凝时间不迟于,12h,。,安定性,：沸煮法检验合格,流动性指标为流动度，保水率应不低于,80%,。,表,2-18,砌筑水泥各龄期的强度要求,强度等级,砌筑水泥的强度分为,12.5,及,22.5,两个强度等级,。,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,7d,28d,7d,28d,12.5,7.0,12.5,1.5,3.0,22.5,10.0,22.5,2.0,4.0,性能和应用,砌筑水泥硬化慢，强度较低，不能用于钢筋混凝土或结构混凝土，但和易性好，特别适合配置砂浆，也可用于垫层混凝土或蒸养混凝土砌块等,。,4,低水化热硅酸盐水泥,定义,中热水泥,:,熟料,+,石膏,磨细,中等水化热,简称中热水泥，代号,PMH,。,低热水泥：熟料,+,石膏,磨细,低水化热,简称低热水泥，代号,PLH,。,低热矿渣水泥：熟料,+,粒化高炉矿渣,+,石膏,磨细,低水化热,简称低热矿渣水泥，代号,PSLH,。,生产特点,降低水泥熟料中的高水化热矿物成分,C,3,S,、,C,3,A,和,f,-CaO,的含量。,中热水泥：,C,3,S,不超过,55%,，,C,3,A,不超过,6%,，,f,-CaO,不超过,1.0%,。,低热水泥：,C,2,S,不低于,40%,，,C,3,A,不超过,6%,，,f,-CaO,不超过,1.0%,。,低热矿渣水泥：,C,3,A,不超过,8%,，,f,-CaO,不超过,1.2%,。,技术要求,化学成分,。,SO,3,含量不得超过,3.5%,，,MgO,含量不宜大于,5.0%,物理力学性质 。,细度 ：比外表积应不低于250m2/kg 。,凝结时间：初凝时间不早于60min，终凝时间不迟于12h 。,安定性：沸煮法检验合格,表,2-19,低水化热水泥各龄期的强度要求,强度等级,中热水泥和低热水泥的强度等级为,42.5,，,低热矿渣水泥的强度等级为,32.5,。,品种,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,3d,7d,28,d,3d,7d,28,d,中热水泥,42.5,12.0,22.0,42.5,3.0,4.5,6.5,低热水泥,42.5,13.0,42.5,3.5,6.5,低热矿渣水泥,32.5,12.0,32.5,3.0,5.5,表,2-20,低水化热水泥各龄期的水化热要求,品种,强度等级,水化热,/,（,kJ/kg,），,3d,7d,中热水泥,42.5,251,293,低热水泥,42.5,230,260,低热矿渣水泥,32.5,197,230,应用,中热水泥主要适用于大坝溢流面的面层和水位变动区等要求较高耐磨性和抗冻性的工程,低热水泥和低热矿渣水泥主要适用于大坝和大体积建筑物内部及水下工程。,5,膨胀水泥,定义,以硅酸盐水泥熟料为主、铝质熟料、石膏和粒化高炉矿渣或粉煤灰，按适当比例共同磨细制成的，具有膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为明矾石膨胀水泥，代号AEC 。,1明矾石膨胀水泥,技术要求,化学成分,Al,2,O,3,含量应不小于,25%,，,SO,3,含量不得超过,8,%,物理力学性质 。,细度 ：比外表积应不低于400m2/kg 。,凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于6h 。,限制膨胀率要求是：3d应不小于0.015%，28d应不大于0.10%。,三天不透水性应合格。,表,2-21,明矾石膨胀水泥各龄期的强度要求,强度等级,明矾石膨胀水泥的强度分为,32.5,、,42.5,、,52.5,三个强度等级,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,3d,7d,28d,3d,7d,28d,32.5,13.0,21.0,32.5,3.0,4.0,6.0,42.5,17.0,27.0,42.5,3.5,5.0,7.5,52.5,23.0,33.0,52.5,4.0,5.5,8.5,性能和应用,加水后，其硅酸盐水泥熟料中的矿物水化生产的氢氧化钙和水化铝酸钙，分别同明矾石、石膏反响生成大量体积膨胀的高硫型水化硫铝酸钙，与水化硅酸钙交织在一起，使水泥石结构密实。,适用于补偿收缩混凝土结构工程，防渗抗裂混凝土工程，补强和防渗抹面工程，大口径混凝土排水管以及接缝、梁柱和管道接头，设备底座和地脚螺栓的固结等。 。,5,膨胀水泥,定义,以粒化高炉矿渣为主要成分，参加适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经共同磨细制成的具有低水化热和微膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为低热微膨胀水泥，代号LHEC 。,2低热微膨胀水泥,技术要求,化学成分,MgO,含量不得超过,6%,，,CaO,含量不得超过,1.5%,；,SO,3,含量应为,47%,；氯离子含量不得大于,0.06%,物理力学性质 。,细度 ：比外表积应不低于300 m2/kg 。,凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于12h 。,限制膨胀率要求是：1d不得小于0.05%，3d不得小于0.1%，28d不得大于0.60%。,强度等级,低热微膨胀水泥的强度等级为,32.5,表,2-22,低热微膨胀水泥各龄期的强度要求,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,7d,28d,7d,28d,32.5,18.0,32.5,5.0,7.0,水化热,表,2-23,低热微膨胀水泥各龄期的水化热要求,强度等级,水化热,/,（,kJ/kg,），,3d,7d,32.5,185,220,性能和应用,低热微膨胀水泥主要用于较低水化热和要求补偿收缩的混凝土、大体积混凝土工程，也适用于要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程,。,6,抗硫酸盐硅酸盐水泥,定义,中抗硫酸盐水泥：以特定矿物组成的硅酸盐水泥熟料，参加适量石膏，磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，简称中抗硫酸盐水泥，代号PMSR。,高抗硫酸盐水泥：以特定矿物组成的硅酸盐水泥熟料，参加适量石膏，磨细制成的具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，简称高抗硫酸盐水泥，代号PHSR。 。,生产特点,降低熟料中,C,3,S,和,C,3,A,的含量，相应增加耐腐蚀性较好的,C,2,S,和,C,4,AF,，可提高水泥耐硫酸盐腐蚀的性能,。,技术要求,化学成分,中抗硫酸盐水泥：,C,3,S,的含量应不超过,55.0%,，,C,3,A,的含量应不超过,5.0%,；在高抗硫酸盐水泥中，,C,3,S,和,C,3,A,的含量分别不应超过,50.0%,和,3.0%,。,烧失量应不大于,3.0,；氧化镁含量应不大于,5.0,，三氧化硫的含量应不大干,2.5,技术要求,物理力学性质 。,细度 ：比外表积应不低于280m2/kg 。,凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于10h 。,安定性：沸煮法检验合格,中抗硫酸盐水泥14d线膨胀率应不大于0.06%；高抗硫酸盐水泥14d线膨胀率应不大于0.04% 。,强度等级,抗硫酸盐水泥的强度等级分为,32.5,、,42.5,两个等级,表,2-22,低热微膨胀水泥各龄期的强度要求,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,3d,28d,3d,28d,32.5,10.0,32.5,2.5,6.0,42.5,15.0,42.5,3.0,6.5,性能和应用,抗硫酸盐硅酸盐水泥除了具有一定的抗腐蚀能力外，还具有较好的抗冻性，主要适用于受硫酸盐侵蚀、冻融循环的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁根底等工程 。,2.4.2,铝酸盐,水泥,1,铝酸盐水泥的定义与分类,定义,但凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，经磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥，代号CA 。,分类,按,Al,2,O,3,的含量百分数：,CA-50,50%Al,2,O,3,60%,；,CA-60,60%Al,2,O,3,68%,；,CA-70,68%Al,2,O,3,77%,；,CA-80,Al,2,O,3,77%,2,铝酸盐水泥的组成,表,2-25,铝酸盐水泥的化学成分,类型,Al,2,O,3,/,%,SiO,2,/,%,Fe,2,O,3,/,%,R,2,O,（,Na,2,O+0.658K,2,O,）,/,%,S,（全硫）,/,%,Cl,/,%,CA-50,50,，,60,8.0,2.5,0.4,0.1,0.1,CA-60,60,，,68,5.0,2.0,CA-70,68,，,77,1.0,0.7,CA-80,77,0.5,0.5,1化学成分,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:凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。,七铝酸十二钙127:水化极快，凝结极快，但强度不高 。,2矿物组成,3,铝酸盐水泥的水化和硬化,1水化,当环境温度20时，生成水化铝酸钙CAH10，反响式为：,CaOAl2O3+10H2OCaOAl2O310H2O,当温度为2030时，生成水化铝酸二钙C2AH8和铝胶AH3，反响式为：,2CaOAl2O3+11H2O2CaOAl2O38H2O+ Al2O33H2O,当温度30时，再转变为水化铝酸三钙C3AH6和铝胶AH3，反响式为：,3CaOAl2O3+12H2O3CaOAl2O36H2O+ 2Al2O33H2O,2硬化,铝酸盐水泥的水化产物CAH10和C2AH8都属六方晶系，结晶状态为片状、针状，硬化时互相交错搭接，重叠结合，形成巩固的结晶体骨架。析出的氢氧化铝凝胶AH3又填充于晶体空隙，从而形成致密的结构，因此铝酸盐水泥在早期能获得较高的机械强度。,但其长期强度，经12年特别是在湿热环境下会明显下降甚至引起工程的破坏。,4.,技术要求,细度,比外表积应不小于300 m2/kg或0.045mm筛余量不大于20%。,凝结时间,表,2-26,铝酸盐水泥的凝结时间,水泥类型,初凝时间不得早于,/min,终凝时间不得迟于,/h,CA-50,、,CA-70,、,CA-80,30,6,CA-60,60,18,强度,表,2-27,铝酸盐水泥各龄期的强度要求,水泥类型,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,6h,1d,3d,28d,6h,1d,3d,28d,CA-50,20,40,50,3.0,5.5,6.5,CA-60,20,45,85,2.5,5.0,10.0,CA-70,30,40,5.0,6.0,CA-80,25,30,4.0,5.0,5.,铝酸盐水泥的性质和应用,早期强度很高，故适用于工期紧急的工程。,水化放热极快且放热量大，不得应用于大体积混凝土工程。,抗硫酸盐腐蚀性好。,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。,抗碱性差,。,不得用于与碱性溶液相接触的工程,长期强度降低较大，不适合长期承载结构。,2.4.3,硫铝酸盐水泥,1,硫铝酸盐水泥的定义与分类,定义,以适当成分的生料，经煅烧得到以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的水泥熟料，掺加不同量的石灰石、适量石膏共同磨细制成的具有水硬性的胶凝材料，称为硫铝酸盐水泥,。,分类,快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥和自应力硫铝酸盐水泥,2,水化和硬化,加水后，熟料中的无水硫铝酸钙会与石膏发生反响，生成高硫型水化硫铝酸钙即钙钒石AFt晶体和氢氧化铝凝胶，硅酸二钙水化后形成水化硅酸钙凝胶C-S-H。,钙钒石晶体在较短时间内形成坚强骨架，各种凝胶体快速不断地填充孔隙，逐渐形成致密的水泥石结构，从而获得很高的早期强度，后期强度还有进一步增长。,与铝酸盐水泥相比，其后期强度不倒缩，性能更优良,3.,技术要求,物理性能、碱度和碱含量,表,2-28,硫铝酸盐水泥的技术要求,项目,技术指标,快硬硫铝酸盐水泥,低碱度硫铝酸盐水泥,自应力硫铝酸盐水泥,比表面积,/,（,m,2,/kg,），,350,400,370,凝结时间,/min,初凝，,25,40,终凝，,180,240,碱度,pH,值，,10.5,28d,自由膨胀率,/%,0.000.15,自由膨胀率,/%,7d,，,1.30,28d,，,1.75,碱含量（,Na,2,O+0.658K,2,O,）,/,%,，,0.50,28d,自应力增进率,/,（,MPa/d,），,0.01,强度,表,2-29,快硬硫铝酸盐水泥各龄期的强度要求,快硬硫铝酸盐水泥以,3d,抗压强度分为,42.5,、,52.5,、,62.5,、,72.5,四个强度等级,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,1d,3d,28d,1d,3d,28d,42.5,30.0,42.5,45.0,6.0,6.5,7.0,52.5,40.0,52.5,55.0,6.5,7.0,7.5,62.5,50.0,62.5,65.0,7.0,7.5,8.0,72.5,55.0,72.5,75.0,7.5,8.0,8.5,表,2-30,低碱度硫铝酸盐水泥各龄期的强度要求,低碱度硫铝酸盐水泥以,7d,抗压强度分为,32.5,、,42.5,、,52.5,三个强度等级,强度等级,抗压强度,/MPa,抗折强度,/MPa,1d,7d,1d,7d,32.5,25.0,32.5,3.5,5.0,42.5,30.0,42.5,4.0,5.5,52.5,40.0,52.5,4.5,6.0,表,2-31,自应力硫铝酸盐水泥自应力值要求,自应力硫铝酸盐水泥以,28d,自应力值分为,3.0,、,3.5,、,4.0,、,4.5,四个自应力等级，所有自应力等级的抗压强度值要求,7d,不小于,32.5,MPa,，,28d,不小于,42.5,MPa,级别,7d,28d,3.0,2.0,3.0,4.0,3.5,2.5,3.5,4.5,4.0,3.0,4.0,5.0,4.5,3.5,4.5,5.5,4.,性质和应用,早强、高强，故适用于抢修抢建工程、接缝堵漏、喷锚支护工程。,抗冻性、抗渗性良好，适用于冬季低温施工的工程和有抗渗要求的地下工程,耐腐蚀性强,。适用于抗硫酸盐腐蚀的工程和海洋建筑工程,碱度低 ，对钢筋锈蚀有一定影响。用于制作玻璃纤维增强水泥制品，所用钢材应为不锈钢,具有微膨胀性，可用于制造大口径或较高压力的水管或输气管。,耐热性较差,。不宜用于高温施工及高温结构中。,【,工程实例分析,】,1.某民用建筑内墙采用的是石灰砂浆抹灰。交付使用后，发现墙面上逐渐出现了许多不规那么的网状裂纹，数月后在个别部位还发现了局部凸出的放射状裂纹。试分析裂纹产生的原因，要防止这种现象发生，应采取什么措施？,分析：,引发裂纹的原因很多，但最主要的原因在于石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起体积收缩的结果。墙面上个别部位出现凸出的呈放射状的裂纹，是由于配制石灰砂浆时所用的石灰中混入了过火石灰。这局部过火石灰在消解、陈伏阶段中未完全熟化，以致于在砂浆硬化后，过火石灰吸收空气中的水蒸汽继续熟化，造成体积膨胀，从而出现上述现象。,措施：,为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏。“陈伏期间，石灰浆外表应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。,【,工程实例分析,】,2.,在对某高层建筑地下结构做裂缝调查中发现，底板出现裂缝的现象占调查总数的,20,左右，地下室的外墙混凝土出现裂缝的现象占调查总数的,80,左右。通过对结构物的裂缝原因进行分析得出，属于由变形变化,(,温度、湿度、地基变形,),引起的约占,80,以上，属于荷载引起的约占,20,左右。大多数是由于在大体积混凝土工程施工中，由于水泥水化热引起混凝土浇筑内部温度和温度应力剧烈变化，从而导致混凝土发生裂缝。问如何合理选用水泥，防止大体积混凝土出现温度裂缝？,分析：,大体积混凝土温度变化产生的变形受到混凝土内部或外部的约束后，将会产生很大的压力，一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。水泥在水化过程中要发出一定的热量，而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥发生的热量聚集在结构物内部不易散失。通过平常施工中的测试和试验比照，水泥水化热产生的温度，在水利工程中一般为1525，而在建筑桥梁工程中一般为2030，由于混凝土的导热性能较差，浇筑初期混凝土的强度和和弹性模型量都很低，对水化热引起的积聚温度约束也就愈来愈大，以致产生很大的拉应力引起开裂。当然，引起大体积混凝土裂缝产生的原因是多方面的，其影响因素还包括水泥品种、用量、掺合料、化学添加剂，施工工艺，环境温度，骨料温度，养护条件等等。,措施：,首先，对大体积的混凝土工程应选用水化热低，凝结时间较长的水泥，优先选用低热矿渣水泥、粉煤灰水泥和火山灰水泥，同时还要适当降低水泥的用量，掺加一些混合料，例如粉煤灰和减水剂等，以便进一步综合降低水化热，推迟其水化热温峰出现时间。其次，水泥用量及水灰比也需适当控制,。,【,创新与实践,】,在最新的国家标准?通用硅酸盐水泥?GB1752007中规定，水泥中氯离子含量0.06%。试搜集资料，探讨水泥中氯离子的危害以及防治措施,谢谢！,
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