《土木工程材料》教案第三章

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土,土,木,木,工,工,程,程,材,材,料,料,教,教,案,案,第,第,三,三,章,章,黑,龙,龙,江,江,工,工,程,程,学,学,院,院,土,土,木,木,工,工,程,程,系,系,孙凌,第三章,水,水,泥,泥,3.1常用水,泥,泥,3.2其它品,种,种水泥,主要内,容,容：常,用,用（硅,酸,酸盐）,水,水泥的,生,生产工,艺,艺,常用（,硅,硅酸盐,）,）水泥,的,的特性,影响常,用,用水泥,性,性能的,因,因素,重点内,容,容：硅,酸,酸盐水,泥,泥矿物,成,成分特,点,点,硅酸盐,水,水泥的,凝,凝结和,硬,硬化,难,点,点,：,：硅酸,盐,盐水泥,的,的凝结,和,和硬化,要,求,求,：,：掌握,硅,硅酸盐,水,水泥的,矿,矿物成,分,分特点,掌握硅,酸,酸盐水,泥,泥凝结,和,和硬化,参考资,料,料：,土,土木工,程,程材料,陈志,源,源,道路,建,建筑材,料,料严,家,家伋,道路,建,建筑材,料,料孙,凌,凌,公路,工,工程水,泥,泥和水,泥,泥混凝,土,土试验,规,规程,道路,建,建筑材,料,料集,中,中训练,试,试验补,充,充教材,硅酸,盐,盐水泥,、,、普通,硅,硅酸盐,水,水泥,技,技术标,准,准 GB175-1999,3.,水,水,泥,泥,水泥是,一,一种水,硬,硬性胶,凝,凝材料,，,，也是,建,建筑工,程,程中用,量,量最大,的,的建筑,材,材料之,一,一。,在道路,与,与桥梁,工,工程中,通,通常应,用,用的水,泥,泥有：,硅,硅酸盐,水,水泥、,普,普通硅,酸,酸盐水,泥,泥、矿,渣,渣硅酸,盐,盐水泥,、,、火山,灰,灰质硅,酸,酸盐水,泥,泥和粉,煤,煤灰硅,酸,酸盐水,泥,泥等五,大,大品种,水,水泥。,3.1,常,常用水,泥,泥,凡由硅,酸,酸盐水,泥,泥熟料,，,，,石,灰,灰石或,粒,粒化高,炉,炉矿渣,，,，适量,石,石膏磨,细,细制成,的,的水硬,性,性胶凝,材,材料，,称,称为硅,酸,酸盐水,泥,泥（即,国,国外通,称,称的波,特,特兰水,泥,泥）。,硅酸盐,水,水泥分,两,两种类,型,型，不,掺,掺加混,合,合材料,的,的称,型,型硅酸,盐,盐水泥,，,，代号,；,；在硅,酸,酸盐水,泥,泥熟料,粉,粉磨时,掺,掺加不,超,超过质,量,量,石,石灰石,或,或粒化,高,高炉矿,渣,渣混合,材,材料的,称,称型,硅,硅酸盐,水,水泥，,代,代号,。,普通硅,酸,酸盐水,泥,泥,矿渣硅,酸,酸盐水,泥,泥,火山灰,质,质硅酸,盐,盐水泥,粉煤灰,硅,硅酸盐,水,水泥,复合硅,酸,酸盐水,泥,泥,3.1.1,常用水,泥,泥的生,产,产,.硅,酸,酸盐水,泥,泥生产,原,原料,原料：,）石,灰,灰质原,料,料,主,主要提,供,供,，,）粘,土,土质原,料,料,主,主要提,供,供,以及,。,3）校,正,正原料,补充两,种,种原料,中,中所缺,少,少的铁,。,。,.硅,酸,酸盐水,泥,泥生产,工,工艺概,述,述,1)把,几,几种原,材,材料按,适,适当比,例,例配合,在,在磨机,中,中磨成,生,生料；,2)将,制,制备好,的,的生料,入,入窑进,行,行煅烧,，,，至,左右,生,生成以,硅,硅酸钙,为,为主要,成,成分的,硅,硅酸盐,水,水泥“,熟,熟料”,；,；,3)为,调,调节水,泥,泥的凝,结,结速度,，,，在烧,成,成的熟,料,料中加,入,入质量,左,右,右的石,膏,膏共同,磨,磨细，,即,即为硅,酸,酸盐水,泥,泥。,因此,，,，硅,酸,酸盐,水,水泥,生,生产,工,工艺,概,概括,起,起来,为,为“,两,两磨,一,一烧,”,”。,3.1.2常,用,用水,泥,泥的,特,特性,硅,硅酸,盐,盐水,泥,泥的,主,主要,矿,矿物,组,组成,硅酸,盐,盐水,泥,泥的,主,主要,矿,矿物,组,组成,是,是：,硅酸,三,三钙,，,简,简式,为,为,，,硅酸,二,二钙,铝酸三钙 ,，简式为,，,铁铝酸四钙,，,，,简式为,，,2,硅,硅酸,盐,盐水,泥,泥各,矿,矿物,组,组成,性,性能,比,比较,硅酸,盐,盐水,泥,泥熟,料,料中,这,这四,种,种矿,物,物组,成,成的,特,特性,是,是：,）,反,反应,速,速度,最,快,快，,较,快,快，,也,也较,快,快，,最,慢,慢；,）,释,释热,量,量,最,大,大，,较,大,大，,居,居中,，,，,最,小,小；,）,强,强度,最,高,高，,早,期,期低,，,，但,后,后期,增,增长,率,率较,大,大。,故,和,为,水,水泥,强,强度,主,主要,来,来源,。,。,强,度,度不,高,高，,含,含量,对,对抗,折,折强,度,度有,利,利；,）,耐,耐化,学,学侵,蚀,蚀性,最,最优,，,，其,次,次为,、,，,最,差,差；,）,干,干缩,性,性,和,和,最,小,小，,居,中,中，,最,大,大。,硅酸,盐,盐水,泥,泥主,要,要矿,物,物组,成,成与,特,特性,矿物组成,硅酸三钙,C,3,S,硅酸二钙,C,2,S,铝酸三钙,C,3,A,铁铝酸四钙,C,4,AF,与水反应速度,中,慢,快,中,水化热,中,低,高,中,对强度的作用,早期,良,差,良,良,后期,良,优,中,中,耐化学侵蚀,中,良,差,优,干缩性,中,小,大,小,矿,矿物,组,以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间的比例，水泥的性质即发生相应的变化。例如提高硅酸三钙的含量，可以制得高强水泥；又如降低铝酸三钙和硅酸三钙含量，提高硅酸二钙含量，可制得水化热低的水泥，如大坝用水泥；提高铁铝酸四钙含量，可获得抗折强度较高的水泥，如道路水泥。,4硅酸,盐,盐水泥的,凝,凝结和硬,化,化,（）硅,酸,酸盐水泥,的,的水化,水泥颗粒,与,与水接触,，,，水泥熟,料,料矿物即,与,与水发生,水,水化反应,，,，生成水,化,化产物并,放,放出一定,热,热量,水泥的水,化,化主要是,四,四种矿物,成,成分的水,化,化：,）硅酸,三,）硅酸二钙,）铝酸三钙,）铁铝酸四钙,）硅酸,二,二钙,1）硅酸,三,三钙,）铁铝,酸,酸四钙,）铝酸,三,三钙,为了调节,水,水泥的凝,结,结硬化速,度,度，在磨,细,细水泥时,，,，掺人适,量,量石膏，,水,水化铝酸,钙,钙与石膏,反,反应生成,三,三硫型水,化,化硫铝酸,钙,钙，亦称,钙,钙矾石。,当,当石育消,耗,耗完毕后,，,，水泥中,尚,尚未水化,三硫型水化硫铝酸钙（即钙矾石）是难溶于水的稳定的针状结晶体，它在生成结晶体时体积大大膨胀。因此，水泥中加入石膏数量不可过多，防止水泥凝结硬化过程中硫铝酸钙超过限制，产生体积变化不均匀。尤其是形成水泥构件后，还继续水化，其危害更大。,（）硅,酸,酸盐水泥,的,的凝结和,硬,硬化,硅酸盐水,泥,泥的凝结,硬,硬化大致,可,可划分为,以,以下四个,阶,阶段：,第阶段,为,为初始反,应,应期（诱,导,导前期）,第阶段,为,为潜伏期,（,（诱导,期,期）,第阶段,为,为凝结期,（,（凝结期,）,）,第阶段,为,为硬化期,（,（硬化期,）,）,水泥水化,放,放热曲线,3.1.3影响常,用,用水泥性,能,能的主要,因,因素,）水泥,组,组成成分,的,的影响,）水泥,细,细度的影,响,响,）温度,与,与湿度的,影,影响,）水泥,强,强度与龄,期,期的关系,5）拌和,用,用水量的,影,影响,6）贮存,条,条件的影,响,响,此外，水,泥,泥矿物成,分,分的含量,、,、水泥颗,粒,粒细度等,，,，对水泥,的,的凝结硬,化,化以及强,度,度，都有,一,一定的影,啊,啊。,思考题：,.,水泥磨细,过,过程中加,入,入石膏的,目,目的是什,么,么？,.,水泥四种,矿,矿物成分,的,的特性是,什,什么？,.影响,水,水泥凝结,硬,硬化的因,素,素有哪些,？,？,主要内容,：,：硅酸盐,水,水泥的技,术,术性质,硅酸盐水,泥,泥的技术,标,标准,常用水泥,的,的选用,其它品种,水,水泥,重点内容,：,：硅酸盐,水,水泥的技,术,术性质,硅酸盐水,泥,泥的技术,标,标准,难,点,点：硅,酸,酸盐水泥,的,的强度检,验,验方法及,评,评定,要,求,求：掌,握,握硅酸盐,水,水泥的技,术,术性质,掌握硅酸,盐,盐水泥的,技,技术标准,参考资料,：,：土木,工,工程材料,陈志源,道路建,筑,筑材料,严,严家伋,道路建,筑,筑材料,孙,孙 凌,公路工,程,程水泥和,水,水泥混凝,土,土试验规,程,程,道路建,筑,筑材料,集,集中训练,试,试验补充,教,教材,硅酸盐,水,水泥、普,通,通硅酸盐,水,水泥技,术,术标准GB175-1999,3.1.4,常用水泥,的,的选用,各类建筑,工,工程，针,对,对其工程,性,性质、结,构,构部位、,施,施工要求,和,和使用环,境,境条件等,，,，进行选,用,用。,3.1.5常用水,泥,泥的技术,性,性质和技,术,术标准,.技术,性,性质,按照我国,现,现行国家,标,标准硅,酸,酸盐水泥,、,、普通硅,酸,酸盐水泥,（,一,）,）规定，,硅,硅酸盐水,泥,泥的技术,性,性质包括,下,下列项目,：,：,）,）,为了保证水泥的使用质量，水泥的化学指标主要是控制水泥中有害的化学成分含量，若其超过最大允许限量，即意味着对水泥性能和质量可能产生有害或潜在的影响。,（）氧化镁含量,（）三氧化硫含量,（）烧失量,（）不溶物,）,）,（）细度,细度是指水泥颗粒粗细的程度。细度愈细，水泥与水起反应的面积愈大，水化速度愈快并较完全。实践表明，细度提高，可使水泥混凝土的强度提高，工作性得到改善。但是，水泥细度提高，在空气中的硬化收缩也较大，使水泥发生裂缝的可能性增加。因此，对水泥细度必须予以合理控制。,（）水泥净浆标准稠度,为使水泥凝结时间和安定性的测定结果具有可比性，在此两项测定时必须采用标准稠度的水泥净浆。我国国标规定，水泥净浆稠度是采用标准维卡仪测定的，以试杆沉入净浆距底板时的稠度为“标准稠度”，此时的用水量为标准稠度用水量。,水,泥,泥,标,标,准,准,稠,稠,度,度,与,与,凝,凝,结,结,时,时,间,间,测,测,定,定,（,）,）,凝,凝,结,结,时,时,间,间,凝,结,结,时,时,间,间,初凝时间是从水泥加水到水泥浆开始失去塑性的时间；,终凝时间是水泥加水到水泥浆完全失去塑性并开始产生强度的时间。,水泥的凝结时间对水泥混凝土的施工有重要意义。如果凝结过快，混凝土会很快失去流动性，以致无法浇筑，所以初凝时间不宜过短，以便有足够的时间在初凝之前完成混凝土各工序的施工操作；但终凝时间又不宜太迟，以便混凝土在浇捣完毕后，尽早完成凝结硬化。我国现行国标（）规定，硅酸盐水泥初凝时间不得早于；终凝时间不得迟于。普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于，终凝时间不得迟于。,（,）,）,体,体,积,积,安,安,定,定,性,性,水,泥,泥,硬,硬,化,化,后,后,体,体,积,积,变,变,化,化,的,的,均,均,匀,匀,性,性,称,称,为,为,水,水,泥,泥,体,体,积,积,安,安,定,定,性,性,。,。,水,泥,泥,与,与,水,水,拌,拌,制,制,成,成,的,的,水,水,泥,泥,浆,浆,体,体,，,，,在,在,凝,凝,结,结,硬,硬,化,化,过,过,程,程,中,中,，,，,一,一,般,般,都,都,会,会,发,发,生,生,体,体,积,积,变,变,化,化,，,，,如,如,果,果,这,这,种,种,变,变,化,化,是,是,发,发,生,生,在,在,凝,凝,结,结,硬,硬,化,化,过,过,程,程,中,中,，,，,则,则,对,对,建,建,筑,筑,物,物,的,的,质,质,量,量,并,并,没,没,有,有,什,什,么,么,影,影,响,响,。,。,但,但,是,是,，,，,在,在,水,水,泥,泥,硬,硬,化,化,后,后,若,若,产,产,生,生,不,不,均,均,匀,匀,的,的,体,体,积,积,变,变,化,化,，,，,将,将,使,使,混,混,凝,凝,土,土,产,产,生,生,膨