《建筑材料》教案 第三章 水泥（宣威第一职业技术学校）.docVIP

第三章 水 泥 本章提要：本章以硅酸盐水泥为重点，阐述了常用六大水泥的组成、特性、质量标准及适用范围；并概要的介绍了其他品种水泥。通过本章的学习，应掌握常用水泥的基本技术性质和质量要求，并能根据工程要求合理的选用；同时，应一般了解其他品种水泥的特点。 水泥：水硬性胶凝材料。用于建筑、道路桥梁、水利和国防工程中。 分类：硅酸盐系水泥，铝酸盐系水泥，硫酸盐系水泥，硫铝酸盐系水泥，磷酸盐系水泥等。其中以硅酸盐系水泥应用最广。 第一节：常用水泥 水泥的类型很多，但目前常用的水泥仍然是六大常用水泥。 一、常用水泥的生产： 硅酸盐系水泥的生产过程是两磨一烧的过程。 它的生产工艺流程为： 1、水泥熟料的烧成： 石灰质原料（提供：CaO）； 原材料： 粘土质原料（提供：SiO2、Al2O3、和少量的Fe2O3）； 少量辅助材料（铁矿石等）。 将原料按适当比例混合后磨细制成生料，再将生料入窑进行煅烧，煅烧后得到的黑色球状颗粒即为硅酸盐水泥熟料。 煅烧的过程种，生料脱水分解出的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3在14500C的高温下相互之间产生化学反应，生成一些以硅酸钙为主的新的化合物，称为水泥熟料矿物，其矿物成分及相对含量为： 硅酸三钙：（3CaO·SiO2,简写为C3S）,含量36%～60%； 硅酸二钙：（2CaO·SiO2,简写为C2S）,含量15%～37%； 铝酸三钙：（3CaO·Al2O3,简写为C3A）,含量7%～15%； 铁铝酸四钙：（4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写为C4AF）,含量10%～18%。 其中，硅酸三钙、硅酸二钙为硅酸盐矿物，一般占总量的75%～82%。 2、磨制水泥成品： 为调整水泥的凝结时间（缓凝），在生产的最后阶段还要加入适量石膏，一般使用两水石膏。 为得到不同性质的水泥必要时还须加入一定量的混合材料。 粒化高炉矿渣 活性混合材料 火山灰质混合材料 混合材料 粉煤灰质混合材料 石英砂 非活性混合材料 石灰石 粘土及不附合质量标准的活性混合材料 1）、活性混合材料：指与石灰、石膏一起，加水拌和后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。其主要成分是活性氧化硅、活性氧化铝。 2）、非活性混合材料：指不具有活性或活性甚低的人工或天然的矿物质材料。它们掺入水泥中仅起调节水泥性质，降低水化热，降低标号，和增加产量的作用。 由此可见，六大常用水泥的定义如下： （1）、硅酸盐水泥：凡以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，5%以下的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统称为硅酸盐水泥，又称波特兰水泥。 包括：Ⅰ型（P·Ⅰ）硅酸盐水泥：P·Ⅰ：熟料 + 石膏。 未掺混合材料的硅酸盐水泥。 Ⅱ型（P·Ⅱ）硅酸盐水泥：P·Ⅱ：熟料 + 石膏+＜5%的石灰石或粒化高炉矿渣。 掺不超过水泥质量5%混合材料的硅酸盐水泥。 （2）、普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，6%～15%混合材料（活性混合材料的最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料；掺非活性混合材料时，最大掺量不超过水泥质量的10%），及适量石膏组成。 （3）、矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，20%～70%的粒化高炉矿渣和适量石膏组成。 （4）、火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，20%～50%的火山灰质混合材料和适量石膏组成。 （5）、粉煤灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，20%～40%的粉煤灰和适量石膏组成。 （6）、复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，15%～50%的两种或两种以上混合材料和适量石膏组成。 二、常用水泥的特性： 1、硅酸盐水泥： 硅酸盐水泥的性质及质量主要取决于熟料的性质和质量 硅酸盐水泥熟料的矿物成分、含量及熟料矿物与水单独作用时表现出来的特性见下表： 表4-1 水泥熟料矿物的组成、含量及其特性 矿物名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙 矿物组成（简写） C3S C2S C3A C4AF 矿物含量 36%～60% 15%～37% 7%～15% 10%～18% 矿物特性 硬化速度 快 慢 最快 快 强度 早期 高 低 低 低 后期 高 高 低 低 水化热 多 少 最多 中 耐腐蚀性 差 好 最差 中 水化→凝结→硬化→产生强度→发展强度→保护强度 ↓ ↓ ↓ 水化热→初凝、终凝 养护：温度、湿度 水化速度←凝结硬化速度←强度发展速度 C3A C3S C4AF C2S↓ ↓ ↓ 水化