土木工程材料.ppt

第三章 水泥 ? 3.1 硅酸盐水泥 ? 3.2 其它品种水泥 3.1 硅酸盐水泥 ? 一、硅酸盐水泥的概念及其矿物组成 ? 1 、 定义： (GB175-1999) 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（波兰特水泥）。不掺混合料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，代号 为 P. Ⅰ。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量 5 ％的石灰石 或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型水泥，代号 P. Ⅱ。 ? 2 、硅酸盐水泥生产： ? 硅酸盐水泥的原料 主要是石灰质原料和粘土质原料。石 灰质原料提供 CaO ，一般采用 石灰石 。粘土质原料提供 SiO 2 、 Al 2 O 3 及少量的 Fe 2 O 3 ，多采用 粘土 、黄土等。如果选用的材料按一定比例 配合后不能满足化学组成时，则要掺加相应的 校正原料 ，铁质校正 原料补充 Fe 2 O 3 ，有 铁粉 、铁矿石，硅质校正原料补充 SiO 2 , 常采用 砂岩、 石英砂 等。为改善煅烧条件，常常加入少量的矿化剂。将以 上原料按一定比例混合后在磨机中磨成 生料 ，将生料入窰煅烧即得 熟料 ，熟料中加入适量的 石膏 （和混合料）在磨机中磨成细粉，即 得 水泥 。 3.1 硅酸盐水泥 ? 硅酸盐水泥生产的主要 工艺流程 石灰石 粘土 校正原料 燃料 石膏 生料 水泥 混合材 按比例 混合磨细 熟料 煅烧 1400-1450 ℃ 磨细 3.1 硅酸盐水泥 3 、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性 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 3CaO.SiO 2 2CaO.SiO 2 3CaO.Al 2 O 3 4CaO.Al 2 O 3 Fe 2 O 3 简写式 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF 矿物含量 37% － 60% 15% － 37% 7% － 15% 10% － 18% 矿 物 特 性 硬化速度 快 慢 最快 快 早期强度 高 低 低 中 后期强度 高 高 低 低 水化热 大 小 最大 中 耐腐蚀性 差 好 最差 中 水泥中还有少量的游离氧化钙、游离氧化镁，总含量不超过 10 ％。 改变水泥熟料中矿物成份间的比例，可以制得不同性质的水泥品种， 如提高硅酸三钙含量，可以制得高强水泥和早强水泥，提高硅酸二钙含量 并降低硅酸三钙与铝酸三钙的含量，可制得低热水泥或大坝水泥。 3.1 硅酸盐水泥 ? 二、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化 ? 1 、水化： ? ㈠、硅酸三钙 水泥熟料矿物中，硅酸三钙的含量最高。硅酸三钙 与水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水化硅酸钙及氢氧化钙。 ? 2 （ 3CaO ． SiO 2 ）＋ 6H 2 O→ 3CaO ． 2SiO 2 . 3H 2 O ＋ 3Ca （ OH) 2 ? 硅酸三钙 （ C 3 S ） 水化硅酸钙凝胶 ( C 3 S 2 H 3 ) 氢氧化钙晶 体 ? 水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为 凝胶。氢氧化钙呈六方晶体，易溶于水。 ? ㈡、硅酸二钙 硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小， 生成水化硅酸钙和氢氧化钙。 ? 2 （ 2CaO ． SiO 2 ）＋ 4H 2 O→ 3CaO ． 2SiO 2 . 3H 2 O ＋ Ca （ OH) 2 ? 硅酸二钙（ C 2 S ) 水化硅酸钙凝胶 ( C 3 S 2 H 3 ) 氢氧化钙晶 体 3.1 硅酸盐水泥 ? ㈢、铝酸三钙 铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热最大， 生成水化铝酸三钙，水化铝酸三钙为立方晶体，易溶于水。 ? 3CaO ． Al 2 O 3 ＋ 6H 2 O→ 3CaO ． Al 2 O 3 . 6H 2 O ? 铝酸三钙 ( C 3 A ) 水化铝酸三钙晶体 ( C 3 AH 6 ) ? ㈣、铁铝酸四钙 铁铝酸四