第四章-水-泥.ppt

第三章 水 泥 水泥的起源 据甘肃省考古研究所于1980年和1983年考察，在该省秦安县的大地湾（黄河支流渭水之畔，西安以西约600公里处）先后发掘出两个大型住宅遗址，该遗址的地坪系用混凝土建造，经测算距今已有5千年，相当于“新石器时代”。从大地湾发掘出的混凝土是用水硬性的水泥所制成。这种水泥以礓石——一种富含碳酸钙的粘土为原料煅烧而成. 而最早采用具有水硬性胶凝材料制备混凝土的是中国人，而不是多少年来一直误认为的古罗马人。 古罗马水泥－1796年，用含有一定比例粘土成分的石灰石煅烧而成，如古罗马“庞贝”城遗址； Portland Cement－1824年，英国泥瓦工约瑟夫.阿斯普丁（Joseph Aspdin）申报波特兰水泥专利：把粘土和焙烧过的石灰石混合，经煅烧至二氧化碳释放，将所得到的产物磨细成粉末。这种粉末在与水拌合时，具有水硬胶凝性，由于它硬化后外观象波特兰（英国一港口城市）的石头，就起名为波特兰水泥 。 浙江金华大桥工地倒塌现场 内容提要： 重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、水化硬化机理、影响水化因素；硅酸盐水泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止；同时介绍了其它掺混合材的水泥、特种水泥；达到正确的选择和使用水泥的目的。 水泥的特点和适用范围 水泥的特点 水泥是一种粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆体，不仅能够在干燥环境中凝结硬化，而且能更好地在水中硬化，保持或发展其强度，形成具有堆聚结构的人造石材。 水泥适用范围 不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。 正在建设中的三峡大坝 美国加州引水渠 输水管 水泥的分类 按性能和用途分 水泥的分类 按主要水硬性物质分 凡由硅酸盐水泥熟料、０～５％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，称为硅酸盐水泥。 硅酸盐水泥在国际上分为两种类型：不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，其代号为P. I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，其代号为Ｐ．II。 一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺 硅酸盐水泥的原材料 生产硅酸盐水泥熟料的原材料 石灰质原料 天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料如白垩、石灰华等。 粘土质原料 主要为粘土，其主要化学成分为SiO2，其次为Al2O3和少量Fe2O3。 铁矿粉 采用赤铁矿，化学成分为Fe2O3。 石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等 。 混合材料 包括活性混合材料（粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等）和非活性混合材料（石灰石粉、磨细石英砂等）。 一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺 生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种 ； 硅酸盐水泥分为：Ⅰ型硅酸盐水泥（不掺混合材料）和Ⅱ型硅酸盐水泥（掺不超过5%混合材料）。 硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺 二、熟料的矿物组成及其特性 (一)熟料的矿物组成 ｌ硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为 ３ＣaＯ·ＳiＯ2，其简写为Ｃ3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物成分，约占水泥熟料总量的３６％～６０％。硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反应，并产生较多的水化热。它对促进水泥的凝结硬化，特别是对水泥３～７天内的早期强度以及后期强度都起主要作用。 ２硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为 2ＣaＯ·ＳiＯ2，其简写为C2S，约占水泥熟料总量的15％～37％。硅酸二钙遇水后反应较慢，水化热也较低。它不影响水泥的凝结，对水泥的后期强度起主要作用。 ３铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是３CaO·Al2O3，其简写为C3Ａ，约占水泥熟料总量的7～ 15％。铝酸三钙遇水后反应极快，产生的热量大而且很集中。铝酸三钙对水泥的凝结起主导作用，但其水化产物强度较低，主要对水泥的早期强度有所贡献。 ４铁铝酸四钙 铁铝酸四钙的化学成分为: ４CaO·Al2O3·Fe2O3，其简写为Ｃ4AF，约占水泥熟料总量的10％～18％。铁铝酸四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折强度贡献较大。 除以上四种主要成分外，水泥中尚含有少量游离CaO、MgO、SO3、及碱（K2O、Na2O）这些均为有害成分，国家标准中有严格限止 . 二、熟料的矿物组成及其特性 (二)水泥熟料矿物的主要特性