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井巷工程6巷道支护第1页/共111页 22023/6/27 一、水泥 第一节 支护材料二、混凝土 三、木材 四、金属材料第2页/共111页 32023/6/27一、水泥㈠ 硅酸盐水泥 ㈡ 普通硅酸盐水泥㈢ 掺混合材料的硅酸盐水泥第3页/共111页 42023/6/271．硅酸盐水泥的矿物组成2．水泥凝结与硬化过程3．水泥的强度4．硅酸盐水泥的应用㈠硅酸盐水泥第4页/共111页 52023/6/271．硅酸盐水泥的矿物组成 硅酸盐水泥:凡是以适当成分的生料(石灰石、粘土、铁矿物)烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适当的石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。 水泥“生料”是指未经燃烧的水泥原料，经过磨细而成料粉，加工成生料浆或生料球。生料的化学成分为： CaO 64％～67％ SiO2 21％～24％ A1203 4％～7％ Fe203 2％～4％ 水泥“熟料”是利用生料经过窑中燃烧(1350～1450℃)，冷却而成的块状材料。其矿物成分见表5-l。还有少量的游离氧化钙、氧化镁及三氧化硫等有害成分。 熟料用球磨机磨成一定细度的粉末，在磨细过程中加入适量的石膏及其他混合材料，这些矿物细粉的混合，就是水泥。第5页/共111页 62023/6/27第6页/共111页 72023/6/272．水泥凝结与硬化过程 水泥与适量的水混合后制成水泥浆，经过一定时间，便会发生物理化学变化而逐渐变稠，失去可塑性，称为初凝，开始具有强度时称为终凝。之后其强度逐渐增加，称为硬化。 初凝和终凝过程称为凝结过程，强度增长过程称为硬化过程。 初凝时间和终凝时间。 初凝时间为水泥加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间； 终凝时间为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意义。水泥的初凝不宜过早；水泥的终凝不宜过迟。 国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于12h。 第7页/共111页 82023/6/273．水泥的强度 水泥的强度是水泥性能的重要指标，也是评定水泥标号的依据。 我国于1979年7月1日开始实行的水泥新的准规定，测定软练胶砂法(软练法)。此法是将水泥和标准砂按1：2.5比例，加入规定数量的水（按水泥重量的44%），用搅拌机拌合，振动台振动成型制成试块，试块尺寸为4㎝×4㎝×16㎝。在标准条件下(温度为20±2℃，相对湿度90％以上)进行养护。分别测得3d、7d和28d的抗折与抗压强度。以28d的抗压强度作为水泥标号，分为425、525、625、725四种标号，但3d、7d和28d的强度值不得低于表5-2的规定。第8页/共111页 92023/6/27表5-2 硅酸盐水泥各龄期强度（GB175-85）第9页/共111页 102023/6/274．硅酸盐水泥的应用 在常用的水泥品种中，硅酸盐水泥的标号较高，常用于重要结构中的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。硅酸盐水泥的凝结硬化较快，适用于早期强度高、凝结快的工程，地下工程的喷浆及喷射混凝土支护等宜于采用。 硅酸盐水泥在水化过程中放出大量的热，因此，适于冬季施工，同样原因不宜用于大体积混凝土工程。硅酸盐水泥抗软水侵蚀和抗化学侵蚀性差，所以不宜用于受流动的软水侵蚀和有水压作用的工程，也不适用于受海水和矿物水作用的工程。第10页/共111页 112023/6/27㈡ 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，都称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。掺活性混合材料时，掺量不得超过15％；掺非活性混合材料时，掺量不得超过10％，同时掺活性和非活性混合材料时，总量不得超过15％，其中非活性混合材料不得超过10％，窑灰不得超过5%。 按照国家标准，普通硅酸盐水泥分为275、325．425、525、625和725六种标号。 普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的区别，仅在于其中含有少量混合材料,故其基本性能与硅酸盐水泥相同。与同标号硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥早期硬化速度稍慢，抗冻、耐磨性等性能也较硅酸盐水泥稍差。普通硅酸盐水泥凝结时间要求与硅酸盐水泥相同。它的使用范围与硅酸盐水泥也基本相同，但它的标号范围较宽，便于合理选用。第11页/共111页 122023/6/27㈢ 混合材料及掺混合材料的硅酸盐水泥1．混合材料 在水泥磨细时，所掺入的天然或人工的矿物材料，称为混合材料