第3讲-胶凝材料.ppt

熟料 适量石膏 磨 细 Ⅰ型硅酸盐水泥 代号P ·Ⅰ 熟料 适量石膏 磨 细 Ⅱ型硅酸盐水泥 代号P ·Ⅱ 5%的混合材料 硅酸盐水泥（国外通称波特兰水泥） 熟料 适量石膏 磨 细 普通硅酸盐水泥 代号P ·O 6～15%的混合材料 简称普通水泥 混合材料 熟料 适量石膏 磨 细 矿渣硅酸盐水泥 代号P ·S 20～70%的粒化高炉矿渣 熟料 适量石膏 20～50%的火山灰质混合材料 磨 细 火山灰质酸盐水泥 代号P ·P 熟料 适量石膏 20～40%的粉煤灰 磨 细 粉煤灰硅酸盐水泥 代号P ·F 熟料 适量石膏 15～50%的两种或两种以上混合材料 磨 细 复合硅酸盐水泥 代号P ·C 简称复合水泥 三、水泥的矿物组成及特性 水泥生料在煅烧过程中，各种原料分解成氧化钙、氧化硅、氧化铝、氧化铁，在更高的温度下，氧化钙与氧化硅，氧化铝和氧化铁相化合，生成以硅酸钙为主要成分的熟料矿物。 主要矿物组成及特性如下表 矿物名称 简写 含量 性能 凝结硬化速度 水化放热量 强度 硅酸三钙 C3S 42～61% 快 大 高 硅酸二钙 C2S 15～32% 慢 小 早期低、后期高 铝酸三钙 C3A 4～11% 最快 最大 最低 铁铝酸四钙 C4AF 10～18% 快 中 中 除上述四种主要成分外，水泥熟料中还含有少量游离氧化钙、氧化镁等等。 由上表可以看出，水泥熟料中的主要成分为硅酸三钙，而硅酸三钙硬化速度很快，凝结时间很短，不便使用。为了调节水泥的凝结时间，水泥熟料中必须掺入适量（3%左右）的石膏。 四、硅酸盐水泥的凝结和硬化 硅酸盐水泥加水拌和后，各熟料矿物与水发生化学反应，形成水化物，水泥浆体逐渐变稠失去可塑性，这一过程称为凝结，之后，随着水化反应的继续进行，水泥浆强度逐渐提高，变成坚硬的水泥石，这一过程称为硬化。水泥的凝结和硬化过程是一个连续的复杂的物理化学变化过程。 硅酸盐水泥水化反应后，生成的主要水化产物为水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙、水化硫铝酸钙等。其中水化硅酸钙为主要成分，在充分水化的水泥石中，水化硅酸钙约占70%，氢氧化钙约占20%。 水泥浆在空气中硬化时，表面形成的氢氧化钙还能与空气中的CO2反应生成碳酸钙。 经过长时间（几个月甚至几年）的水化以后，多数水泥颗粒仍剩余尚未水化的内核。因此，硬化后的水泥石是由凝胶体、未水化的水泥颗粒和毛细孔组成的不均质结构体。 影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥熟料的矿物组成、水泥的细度、拌和水量、硬化环境（温度和湿度）、硬化时间等。 采用蒸汽养护是加速凝结和硬化的方法之一。水泥石的强度只有在潮湿的环境中才能不断增长，若处于干燥环境中，当水分蒸发完毕后，水化作用将无法继续进行，硬化即行停止，强度也不再增长，所以混凝土工程在浇筑后2～3周的时间内，必须注意洒水养护。 五、硅酸盐水泥的技术性能 1. 密度和表观密度 密度：3.1～3.2 g/cm3之间 表观密度： 松散状态时：900～1300 kg/m3 紧密状态时：1400～1700 kg/m3 2. 细度 水泥细度可用比表面积或80um方孔筛的筛余量表示。 国家标准规定硅酸盐水泥的细度用比表面积表示， 比表面积300 m2/kg。 水泥越细，水化作用越快，粉磨过程耗能也越大，成本提高。 3. 标准稠度用水量 指按一定方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的用水量。 硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在23～31%之间。 4. 凝结时间 初凝：从水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。 终凝：从水泥加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 水泥的凝结时间对使用具有重要的意义。 国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于6.5小时。 5. 体积安定性 指水泥在硬化过程中体积均匀变化的性能。 国家标准规定，水泥体积安定性用沸煮法检验必须合格。 体积安定性不良的原因： ① 水泥熟料中所含游离CaO或MgO过多；