道路建筑材料,ppt精品.ppt

《道路建筑材料,ppt精品.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《道路建筑材料,ppt精品.ppt（279页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、道路建筑材料道路建筑材料 课课 题题:建筑材料的基本内容及性质。教学目的教学目的:了解本课程的学习内容、方 法、要求及应要求。重点难点重点难点:材料的物理性质、水理性质、力学性质、加工性和耐久性等。绪绪 论论v课前介绍：v本课程是路桥专业的一门重要的专业基础课，是一门考试课程，本学期要求学习完教材内容，能熟练掌握课堂理论教学内容及试验课的实践内容。v一、本课程的研究内容与任务v（一）内容：v本课程中主要学习以下几种建筑材料：v1、砂石材料 （1）天然的 （1）块状石料：简称：石料v（2）人工轧制的 （2）料状石料：简称：集料v2、无机结合料及其制品v无机结合料：通常分为以下几种：v（1）石灰v

2、（2）水泥v（3）石膏建筑材料 黑色金属：钢、铁。有色金属：铜、铝及其合金。金属材料天然石材：花岗岩、大理石、砂岩等。烧土制品：砖、瓦、陶瓷、铸石等。玻璃制品：各种玻璃。复合材料：玻璃纤维塑料、聚合物混凝土、沥青混凝土等。无机材料非金属材料人造石材：混凝土、砂浆制品。有机材料：木材、沥青、树脂、塑料、橡胶等。胶结材料气硬性胶结材料：石膏、石灰、水玻璃等。水硬性胶结材料：水泥。v无机结合料制品：（1）水泥混凝土v（2）半刚性路面材料v3、有机结合料及其混合料v沥青材料主要指沥青类材料，如：石油沥青，煤沥青等。v有机结合料混合料：v（1）沥青混凝土v（2）沥青碎石等v（3）各种新型沥青混合料v4、

3、高分子聚合物材料：v主要包括塑料、合成橡胶、合成纤维等。v功能：主要用以改善软土地基、水泥混凝土、沥青混合料的性能。v5、钢材和木材v钢材是桥梁结构及钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土结构的重要材料。v木材较少直接用于修筑桥梁，目前主要用作混凝土工程的拱架和模板。v（二）课程学习任务：v 1、论述材料组成、结构、技术性质与它们之间的关系；v 2、论述材料的检验方法（举例水泥凝结时间测定方法）；v 3、利用测验评定其技术性质（举例水泥对初凝、终凝时间的要求及规范的规定）。v（三）课程学习目的：v 1、掌握各种材料的技术性能，包括：v力学性质、物理性质、化学性质及工艺性质等；v 2、选择、鉴定材料v 能

4、够结合工程实际情况，合理地选择材料，如水泥混凝土组成材料的选择、沥青混合料对组成材料的选择及鉴别与评定；v 3、能正确使用材料（如石灰的消化、水泥应用贮存等）v二、建筑材料应具备的工程性质v1、力学性质v 各种强度指标及耐磨、抗变形指标。如，水泥混凝土的抗压、抗折强度；沥青混合料的稳定度、流值；石料的磨耗度等。v2、物理性质v（1）物质指标：如材料的密度、孔隙率、含水量v（2）温度稳定性：如沥青软化点、脆点等。v（3）水稳定性等：如沥青混合料的残留稳定度等。v3、化学性质v 各种材料的化学成分及其变化规律。如，水泥的各种成分与自然界之间的变化；沥青的化学成分及其变化规律。v4、工艺性质混凝土的

5、流动性v材料四个性质之间是相互制约、相互联系的。v三、建筑材料与路桥工程的关系v1、材料是工程结构物的物质基础：其中材料质量的好坏直接决定着工程质量的等级。v2、材料与工程造价之间的密切关系 工程建筑材料占工程造价的60至70，甚至80，因此，如何合理地降低造价、节省开支，均与建筑材料之间有着密不可分的关系。v3、新材料与新结构、新工艺之间的关系v用桥梁跨径的变化及路面材料的变化来分析v四、道路建筑材料的检验方法和技术标准v（一）检验方法：室内、室外及模拟试验方法。v（二）检验内容：包括四个方面v1、物理性质试验；v2、力学性质试验；v3、化学性质试验；v4、工艺性质试验。v（三）质量检验的标

6、准化与技术标准v目前我国建筑材料的标准分为：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个等级。其中：vGB指国家标准vJTJ交通部门基本建设方面的规范vJC建材行业标准vSH石油化工行业标准v五、本课程的要求v本课程为考试课、完成学习后将有两门成绩，即理论成绩和实操成绩。v建筑材料课在本专业中的位置：是路桥专业的重点课程v课后小结：课后小结：绪论课是每一门课的开场白，学生能否对该课程有一个全面、正确的认识，关键的一点是讲好绪论课。第一章 砂石材料课题:石材的技术性质和技术要求教具用品 相关试验仪器 教学目的:了解砂石材料的类别，石料的技术性质及其应用重点难点:石料的物理性质、力学性质概述：砂石材

7、料按形状分类1）、块状石料：简称石料 如块石、片石等；2）、粒状石料：简称集料 集料又按大小分为：粗集料：如碎石、卵石 细集料：如砂、石屑砂石材料按来源分类1）、天然石料2）、人工轧制的集料3）、工业冶金矿渣11 岩石岩石一、岩石的技术性质1、物理性质：包括物理常数、吸水性和耐候性等。1）物理性质真密度：是石料在规定条件下，烘干石料矿质单位体积的质量，用t 表示。则因 固 测定方法：李氏比重瓶法测定，将石料磨细至全部过0.25mm的筛孔，然后将其装入比重瓶中，利用已知比重的液体置换石料的体积。毛体积密度测定方法：用静水称量法，亦可用蜡封法测定。孔隙率2)吸水性：指石料在规定条件下吸水的能力。(

8、1)吸水率：20E2和大气压状态下，吸水质量的百分率。(2)饱水率：200E20C，真空条件下，吸水质量的百分率饱水系数当 sr90%时，抗冻性较差。通常认为在常压下测定的吸水率，此时水分只充填部分孔隙，而当石料开口孔隙内部空气被排空时，水分几乎充满开口孔隙的全部体积。3）耐候性：目前主要考虑抗冻性，常用抗冻性标号表示，测定经过冻(-15,4h)、融(202,4h)循环，质量损失不超过5%，抗压强度不超过25%的次数。(二二)力学性质力学性质1.单轴抗压强度单轴抗压强度 试验条件要求：试件形状、尺寸、吸水饱和、加荷速度等。2.磨耗性磨耗性：指石料抵抗撞击、边缘剪力和磨擦等联合作用的性质。洛杉矶

9、式磨耗试验洛杉矶式磨耗试验Y标准方法5kg石料+12个5kg的钢球磨500转,测定1.7mm(方筛)的筛余质量按SiO2含量，将石料划分为酸性岩 SiO265%中性岩 52%=SiO2O65%碱性岩 SiO252%（三）化学性质（三）化学性质1、高级铺砌用整齐块石：经精凿加工而成。2、路面铺砌用整齐块石：粗凿成的方块石或条石。3、铺砌用不整齐块石：又称拳石，要求顶面为一平面，底面与顶面基本平行。4、锥形块石：又称大块石，用于路面底基层，是由片石进一步加工而得的粗打石料。二、道路和桥涵用石料制品二、道路和桥涵用石料制品（一）道路用石料制品（一）道路用石料制品1、片石：粗打石料，其形状不限制，但薄

10、片者不得使用。2、块石：有两个较大的平行面3、方块石：在块石中选择形状比较整齐者稍加修整。4、粗料石：表面凹凸不大于10mm，砌缝宽度小于20mm。5、细料石：表面凹凸不大于5mm，砌缝宽度小于15mm。6、镶面石：一般应选用较好的石料。（二）桥梁建筑用主要石料制品（二）桥梁建筑用主要石料制品第二节第二节 集料集料课题课题:集粒的技术性质 教具用品教具用品:相关试验仪器 教学目的教学目的:了解集料的各项技术性质及测定方法重点难点重点难点:集料的级配、表观密度及装填密度w1物理常数w1）表观密度一、粗集料的技术性质一、粗集料的技术性质（一）物理性质（一）物理性质矿质实体矿质实体msm0mVsVn

11、VVi质量质量m体积体积VVo开口孔隙开口孔隙闭口孔隙闭口孔隙空隙空隙Vvw2)毛体积密度w3）松方密度w堆积密度w振实密度用于水泥混凝土w捣实密度用于沥青混合料w4）空隙率w2级配w粗集料中各组成颗粒的分级和搭配成为级配级配w级配通过级配通过筛分试验筛分试验确定确定w（1）筛分试验标准及取样量公称量大粒径（mm）方孔 75 63 37.5 31.5 26.5 19 16 9.5 4.75 圆孔 80 63 40 31.5 25 20 16 10 51 试样质量不少于（kg）10 8542.52110.5有关参数计算w通过0.075筛孔的集料含量w分计筛余百分率w累计筛余百分率w通过百分率3.

12、坚固性 用Na2SO4溶液干湿循环5次后，测定试样质量损失。碎石标准筛（二）力学性质（二）力学性质1.粗集料压碎值压碎指标仪2.粗集料磨光值粗集料磨光值测定方法：先将试样磨光，再测定摆值，经换算后得磨光值PSV要求：一级公路、高速公路 PSV42 其它公路 PSV35磨光值越高，表示其抗滑性能越好3.粗集料的冲击值粗集料的冲击值测定方法：将9.513.2mm的试样，分三层装入试模，用13.75kg的锤，自380mm处自由落下，连续冲击 15次后，过2.36mm的筛，用下式计算冲击值AIV：4.集料磨耗值集料磨耗值AAV测定方法：用集料按一定的方法排列并固定，用磨耗仪磨500圈，用下式计算集料磨

13、耗值：式中：AAV集料的磨耗值；m1磨耗前试样总质量(g)；m2磨耗后试样总质量(g)；ps集料饱和面干密度（g/cm3）。磨耗值越大表示集料的耐磨性越差，高速公路、一级公路抗滑层用料的AAV值应不大于14w课后小结：粗集料主要指碎石，它广泛应用于水泥混凝土及沥青混合料中，学生必须掌握好其各项技术指标、测定方法及技术标准，从而达到保证材料质量的目的。二、细集料的技术性质二、细集料的技术性质 工程上以粒径的大小为界，通常将集料分粗集料及细集料；其中在沥青混合料中，以 2.36mm为界，在水泥混凝土中以5mm为界。按照来源砂可以分为：天然砂天然砂：由岩石在自然条件下风化形成的。（1）河砂：性质较好

14、，多用。（2）山砂：含泥量及有机杂质多。（3）海砂：混有贝壳和盐分等有害杂质。人工砂人工砂：由岩石轧碎而成的颗粒，表面有棱角，较洁净，但价格较高，无特殊情况多不采用。上述几种细集料中，一般工程上多使用河砂。集料的质量与体积的关系见图所示：（一）物理性质（一）物理性质w图中：m_集料的总质量（g）；wm0_集料中矿质实体质量（g）；wms_集料中孔隙及空隙部分的质量（g）；w V_集料的总体积（cm）；wVs_集料中矿质实体的体积（cm）；wVn_集料中闭口孔隙的体积（cm）；wVi_集料中开口孔隙的体积（cm）；wVv_集料中空隙的体积（cm）；wV0_集料中孔隙的体积（cm）；w（1）表观密

15、度w测定方法：比重瓶法w（2）毛体积密度w（3）松方密度装填密度：堆积密度（松装密度）、紧装密度w（4）空隙率（二）级配（二）级配用筛分法测定砂的级配标准筛：5 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16mm(圆孔)4.75 2.36 1.18 .0.6.0.3 0.15mm(方孔)筛分后，计算相关参数如下：（1）分计筛余百分率（2）累计筛余百分率（3）通过百分率振筛机（三）粗度（三）粗度粗度是评价砂的粗细程度的一种指标，用细度模数细度模数表示砂的粗度分类：为细砂为粗砂为中砂w课后小结：细集料主要指砂，它广泛应用于水泥混凝土及沥青混合料中，学生必须掌握好其各项技术指标、测定方法及技术标准

16、，从而达到保证材料质量的目的。第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计课题课题:矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 教具用品教具用品:相关试验仪器相关试验仪器 教学目的教学目的:了解矿质混合料的组成设计原理了解矿质混合料的组成设计原理及设计方法及设计方法重点难点重点难点:图解法及级配曲綫的绘制图解法及级配曲綫的绘制一、矿质混合料的级配理论一、矿质混合料的级配理论（一）级配类型（一）级配类型1、连续级配、连续级配是采用标准筛对某一混合料进行筛分试验，所得级配曲线平顺圆滑，具有连续性。2、间断级配、间断级配是在矿质混合料中剔徐其中一个分级或几个分级而形成的不连续的混合料粒子干涉

17、理论Y连续、间断级配1、富勒理论2、泰波理论 通常取 n=0.30.6（二）级配理论（二）级配理论1.最大密实度曲线理论Y连续级配3、我国简化公式 一般取i=0.70.8x为级数 当d=D时,x=1 当d=1/2D时,x=2 当d=1/4D时,x=34、魏矛斯粒子干涉理论二、级配曲线范围的绘制必须采用半对数坐标即横坐标用对数坐标（解释原因）建立对数坐标的方法：1、先求出各颗粒粒径的对数2、求出各颗粒粒径间的对数间距 ，并计算出各颗粒对数间距的总和3、求出间距系数K4、选定横坐标长度，各颗粒间距5、计算出各颗粒粒径在横坐标上的位置6、确定横坐标，以Pi为纵横坐标，即为对数坐标7、建立好坐标后，画

18、级配范围三、矿质混合料的组成设计方法设计依据：各种集料的筛分结果 按规范要求的级配范围即标准级配1、试算法因目前工程单位用的较多的是图解法，故试算法由学生自习。2、图解法 又称修正平衡而积法，是目前工程单位用的较多的一种方法。步骤 绘制级配曲线图 确定各种集料的用量比例：两线相叠、两线相接、两线相离。校核及调整作业：完成第一章课后习题第一至第四个题的计算课后小结：矿质混合料级配的好坏，直接地影响着水泥混凝土或沥青混合料的技术性质，因此学生必须掌握矿料的级配理论及设计方法。图解法是本次课的重点。n课题课题:无机胶凝材料无机胶凝材料 教具用品教具用品:样品样品 n教学目的教学目的:了解石灰、石膏等

19、常用无机气硬胶了解石灰、石膏等常用无机气硬胶凝材料凝材料n重点难点重点难点:石灰、石膏的技术性质和用途石灰、石膏的技术性质和用途n概述n定义：能够通过自身的物理化学作用，从浆体变成坚硬的固体，并能把散粒或块块材料胶结成为一个整体的材料，称为胶凝材料n分类n1、按化学成分n有机胶凝材料：如沥青类、橡胶类等；n无机胶凝材料：如石灰、石膏、水泥等。n2、无机胶凝材料按硬化条件n气硬性胶凝材料：只能在大气中硬化，并且只能在大气中保持一定的强度。如石灰、石膏。n水硬性胶凝材料：既能用在大气中，又能用在水中的胶凝材料。典型的代表是水泥。2-1石灰n一、石灰的生产工艺概述n主要原料：石灰石，其主要化学成分C

20、aCO3 MgCO3以及杂质n生产过程：CaCO3在1000下加热生成 CaO和CO2Zn生石灰分类n1、优质生石灰：n洁白或带灰色，密度轻，一般8001000kg/m3n2、过火石灰：n水化速度慢，体积膨化，产生“崩裂”现象，过火石灰表面有裂缝或玻璃状的外壳，体积收缩明显，颜色呈灰黑色，密度大n3、欠火石灰：含有未烧透的内核，效率低，粘结力差，颜色呈深灰色。n二、石灰的熟化n1、熟化过程nCaO+H2O Ca(OH)2+64.9KJ/moln熟化过程应注意加水量、安全、烧伤、烫伤等n2、有关陈伏的概念n石料熟化后，必须在隔绝空气的条件下，放置两个星期以上的时间，方可使用。这个过程叫做陈伏。石

21、灰陈伏的目的是为了消除过火石灰的危害。n3、加水量不同，将会得到不同的熟石灰n熟石灰粉：加水适量，消化不结团n石灰膏：加水量较多，熟石灰呈半固态。n石灰乳：加水量更多一些，熟石灰呈流态。n4、将生石灰磨细成生石灰粉，则可不必预先熟化、陈状，可直接使用，可节约场地，改善施工环境，但成本高，存期不能过长n三、石灰的硬化n1、干燥硬化和结晶硬化n石灰中水分不断挥发，形成熟石灰结晶。n在该过程中，石灰强度增长不明显n2、碳化硬化nCa(OH)2+CO2+nH2O Ca CO3+(n+1)H2On该反应必须有水分存在时才能进行，且反应速度缓慢n四、石灰的技术要求和技术标准n（一）技术要求n1、有效CaO

22、和MgO的含量n2、生石灰产浆量和未消化颗粒含量n3、二氧化碳（CO2）含量n即未分解的CaCO3的含量n4、消石灰粉游离水含量 游离水可使石灰碳化，从而影响质量n5、细度 用0.9mm及0.125mm的筛进行筛分试验，测定筛余量n（二）石灰的技术标准n见教材中表2-1、2-2、2-3、2-4n五、石灰的应用及储存n（一）石灰的特点n1、可塑性好n2、强度低 28d的强度只有0.20.5mpan3、耐水性差 因Ca(OH)2易溶于水n4、体积收缩大n水分挥发，体积收缩，故石灰一般不宜单独使用，必须掺入骨料（如砂）或纤维材料等，起到抗收缩开裂的作用n（二）石灰的应用n1、制作石灰乳 作用室内粉刷

23、涂料n2、配制砂浆 一般不用消石灰粉n3、配制灰土或三合土：是良好的建筑物基础和道路热层n（三）石灰的储存n1、防潮，不同易燃物品混存、混运n2、如需要较长时间贮存生石灰，则应将其消化后存放，并使表面隔绝空气，以防碳化。n课后小结：石灰及石膏均是无机结合料，属气硬性材料，只能用于大气中，而不能用于水中。w课题课题:水泥水泥 教具用品教具用品:相关试验仪相关试验仪器器 w教学目的教学目的:了解水泥的常见品种、水泥生产制了解水泥的常见品种、水泥生产制造过程及主要矿物成分造过程及主要矿物成分w重点难点重点难点:水泥的主要矿物成分特征及其对水水泥的主要矿物成分特征及其对水泥技术性质的影响泥技术性质的影

24、响22 水泥 w水泥概述w1、水泥历史不长，只100多年的历史，但发展惊人w2、水泥品种w1）按化学成分为：w硅酸盐类水泥 w 有六大类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。w铝酸盐类水泥w无熟料（少熟料）类水泥w2）按用途分为：w普通水泥w特殊水泥w目前，在道路工程中，仍以硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥为主，故本节着重介绍这两个品种的水泥。此外，由于道路路面对水泥的特殊要求，近年来已生产了道路水泥。w特殊水泥是为了满足一些特殊工程所生产的水泥，如：快硬水泥、早强水泥、膨胀水泥等。w一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥w定义：凡由硅酸盐水泥熟料

25、、05%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，称为硅酸盐水泥。即国外的波特兰水泥 Portland cement 分为不掺混合材料PI和掺不超过5%混合材料PIIw(一)硅酸盐水泥生产工艺概述w1、生产原料w石灰质原料 提供CaOw粘土质原料 提供SiO2 Al2O3 Fe2O3等w校正材料 一般为铁矿，用来补充原材料中铁质的不足。w2、生产工艺w按比例配生料并磨细w将以上三种原材料按一定的比例配好，并并磨细制成生产水泥的生料。w窑中煅烧至1450C，形成熟料。w在高温煅烧过程中，原材料之间发生化学反应，生成各种有用物质，尤其是1450C时最关键，它是水泥中最重要的成分硅酸

26、三钙生成的温度。w加入石膏磨细制成水泥。w即“两磨一烧”。w（二）硅酸盐水泥的化学成分与矿物组成w1、硅酸盐水泥的矿物组成w原料 矿物组成w石灰质 CaO 3 CaO SiO2 C3Sw粘土质 SiO2 2 CaO SiO2 C2Sw Al2O3 3 CaO Al2O3 C3Aw Fe2O3 4 CaO Al2O3 Fe2O3 C4AFw2、水泥熟料主要矿物组成的性质wC3S是主要成分，含量50%左右，水化速度快，水化热高，且早期强度高，水化物对水泥早期强度和后期强度起主要作用。wC2S含量1040%，水化速度慢，水化热低，早期强度低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。wC3A含量在15%

27、以下，水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差，干缩性大。wC4AF含量515%，水化速度较快，水化热较高，强度 低，但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。w3、水泥熟料主要成分特性比较（由高至低排列）w1）反应速度 C3A C3S C4AF C2Sw2）释热量 C3A C3S C4AF C2Sw3）强度 C3S C2S C3A不高 C4AF对抗强度有利w4）耐侵蚀性 C4AF C2S C3S C3Aw5）干缩性 C3A最大 C3S居中 C4AF C2S最小 w4、矿物组成对水泥性能的影响w不同的矿物成分，表现出不同的特性。水泥是由多种矿物成分组w成的，改变各种矿物成分的含量比例

28、以及它们之间的匹配，则可w以生产出性能各异的水泥。如：w大坝水泥：降低C3A C3S的含量，提高C2S的含量。w道路水泥：提高C3S和C4AF的含量。w高强水泥：提高C3S的含量。w课后小结：水泥的发展历史只有100多年，但是由于其自身的良好工程性质，因而被普遍地应用于种类建筑物中。本次课重点学习水泥的矿物组成、特点及其对水泥的技术性质的影响。uu课题课题:水泥之二水泥之二 教具用品教具用品:无无 uu教学目的教学目的:了解水泥凝结、硬化过程了解水泥凝结、硬化过程 水化反水化反应及物理变化应及物理变化uu重点难点重点难点:水化反应的过程对水泥凝结时间水化反应的过程对水泥凝结时间的影响的影响22

29、 水泥uu一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥uu（三）硅酸盐水泥的凝结和硬化uu概念uu凝结：水泥加水后成为可塑的水泥浆体，由于水泥的水化作用，水泥逐渐变稠失去流动性和可塑性和未具强度 的过程，称为水泥的凝结。uu硬化：水泥凝结后产生强度，逐渐发展成为坚硬大道石的过程称为水泥的“硬化”uu1、水泥的水化uu水泥遇水后，发生下列水化反应：uu1）C3Suu3CaO SiO2+nH2O x CaO SiO2 yH2O+(3-x)Ca(OH)2uu2)C2Suu2CaO SiO2+mH2O x CaO SiO2 yH2O+(2-x)Ca(OH)2uu3)C3Auu3CaO Al2O3+6 H2O 3 C

30、aO Al2O3 6H2Ouu水化铝酸钙在石膏激发下，发生水化反应uu3CaO Al2O3+3Ca SO4 2H2O+26 H2O uu 3CaO Al2O3 3Ca SO4 32H2Ouu水化硫铝酸钙、AFt、钙矾石 uu4 4）C4AFC4AFuu4 CaO Al2O3 Fe2O37 H2O CaO Al2O3 6H2O+4 CaO Al2O3 Fe2O37 H2O CaO Al2O3 6H2O+CaO Fe2O3 H2OCaO Fe2O3 H2Ouu石膏存在的情况下，继续反应石膏存在的情况下，继续反应uu4 CaO Al2O3 Fe2O3+3 Ca SO4 2 H2O+26 H2O 4

31、CaO Al2O3 Fe2O3+3 Ca SO4 2 H2O+26 H2O uu 3CaO(Al2O3 Fe2O3)3 Ca SO4 32 H2O 3CaO(Al2O3 Fe2O3)3 Ca SO4 32 H2Ouu三硫型水化铁铝酸钙三硫型水化铁铝酸钙uu无论是无论是C3AC3A还是还是C4AFC4AF，在水泥中石膏消耗完毕后，水泥中，在水泥中石膏消耗完毕后，水泥中尚未消化的尚未消化的C3AC3A或或C4AFC4AF将与其三硫型水化物反应，生成单将与其三硫型水化物反应，生成单硫化物：硫化物：uu3 CaO Al2O3 3 CaSO4 32H2O+23 CaO 3 CaO Al2O3 3 CaS

32、O4 32H2O+23 CaO Al2O3+4H2O 33CaO Al2O3 Ca SO4 12 Al2O3+4H2O 33CaO Al2O3 Ca SO4 12 H2OAFmH2OAFmuu单硫型水化硫铝酸钙uu3 CaO(Al2O3 Fe2O3)3 CaSO4 32H2O+4 CaO Al2O3 Fe2O3+n H2O uu 3 CaO(Al2O3 Fe2O3)CaSO412H2Ouu因此，水泥水化后，其主要水化物有六种，列于下表：硅酸盐水泥水化产物的化学组成序号序号 水化产物名称水化产物名称 化学组成化学组成 常用缩写常用缩写 含量含量 1 1水化碳酸钙水化碳酸钙 xCaOSiO2yHx

33、CaOSiO2yH2O 2O C-S-H C-S-H 70%70%2 2氢氧化钙氢氧化钙 Ca(OH)2 Ca(OH)2 CH CH 20%20%3 3三硫型水化硫铝酸三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）钙（钙矾石）3CaO(Al2O3 3CaO(Al2O3 Fe2O3)3 Ca Fe2O3)3 Ca SO4 32 H2O SO4 32 H2O C3A3CSH32 C3A3CSH32 7%7%4 4单硫型水化硫铝酸单硫型水化硫铝酸钙（单硫盐）钙（单硫盐）CaO(Al2O3FCaO(Al2O3Fe2O3)e2O3)CaSO412H2CaSO412H2O O C3A3CSH12 C3A3CSH12 5 5

34、三硫型水化铁铝酸三硫型水化铁铝酸钙钙 3CaO Al2O3 3CaO Al2O3 3CaSO4 12 3CaSO4 12 H2O H2O C3C3（AFAF）3 3 CSH32 CSH32 小于小于3%3%6 6单硫型水化铁铝酸单硫型水化铁铝酸钙钙 3CaO Al2O3 3CaO Al2O3 Ca SO4 12 Ca SO4 12 H2OH2OC3C3（AFAF）CSCSH12 H12 uu水泥颗粒表面覆盖水泥颗粒表面覆盖CSHCSH为主的渗透胶，水化反应为主的渗透胶，水化反应慢，水泥颗粒仍然分散，保持塑性。慢，水泥颗粒仍然分散，保持塑性。uu3 3）凝结期）凝结期uu渗透腊破裂，水泥进一步水

35、化，生成大量渗透腊破裂，水泥进一步水化，生成大量CSHCSH，水泥颗粒间接触点增多，趋近密实，逐渐失去可水泥颗粒间接触点增多，趋近密实，逐渐失去可塑性塑性uu4 4）硬化期）硬化期uu水泥继续水化，且水泥继续水化，且C4AFC4AF亦开始水化，孔隙进一步亦开始水化，孔隙进一步被充填，逐渐产生强度被充填，逐渐产生强度uu3、影响水泥凝结、硬化的主要因素uu1）水灰比对水泥凝结、硬化的影响uu 水灰比越大，水泥凝结、硬化的速度越慢。uu2）石膏对水泥凝结、硬化的影响uu 水泥中加入适量的石膏，起到缓凝的作用，提高了水泥的应用性能。过量的石膏将会与水化铝酸钙反应，生成过多的水化硫铝酸钙，引起水泥石结

36、构破坏。uu3）温度、湿度对水泥凝结、硬化的影响uu水泥水化必须在一定的温度与湿度下才能进行，当温度低于零度时，水泥水化不再进行，并且结构亦因水的结冰，体积膨胀而引起水泥结构破坏。uu4）水泥的龄期与强度的关系uu早期增长快，后期增长慢uu37d强度发展快uu4周后显著减慢uu课后小结：水泥加水后，即起水化反应，形成各种水化物，同时水泥浆的物理状态亦随之发生改变。初凝、终凝是本次课的重点内容。课题课题:水泥的技术性质与标准水泥的技术性质与标准 教具用品教具用品:相关仪器一套相关仪器一套 教学目的教学目的:了解硅酸盐水泥的各项技术性质及了解硅酸盐水泥的各项技术性质及其含义、标准要求其含义、标准要

37、求重点难点重点难点:各性质的测定方法及要求各性质的测定方法及要求一、硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥（四）硅酸盐水泥的技术性质和技术标准（四）硅酸盐水泥的技术性质和技术标准1 1、技术性质、技术性质1 1）化学性质）化学性质氧化镁的含量：氧化镁的含量：指水泥中游离的指水泥中游离的MgOMgO含量，其水化反应速度慢，体积膨胀，含量，其水化反应速度慢，体积膨胀，引起水泥体积不安定。规定引起水泥体积不安定。规定5.0%5.0%三氧化硫酸含量三氧化硫酸含量 过多时，亦引起体积膨胀，不安定，规定过多时，亦引起体积膨胀，不安定，规定3.5%3.5%烧失量烧失量由于受潮或煅烧不佳引起

38、的，要求由于受潮或煅烧不佳引起的，要求PI3.0%,PII3.5%PI3.0%,PII3.5%PO5.0%PO5.0%不溶物不溶物用盐酸溶解后的不溶残渣用盐酸溶解后的不溶残渣规定规定 PI0.75%,PII1.50%PI0.75%,PII1.50%2 2）物理性质）物理性质细度：指水泥颗粒的粗细程度细度：指水泥颗粒的粗细程度细度对水泥的影响：越细则凝结快，早期强度高；细度对水泥的影响：越细则凝结快，早期强度高；过细，则干缩性大过细，则干缩性大测定方法：测定方法：1 1、筛析法：负压筛、水筛，适用于其它、筛析法：负压筛、水筛，适用于其它几种水泥几种水泥 2 2、比表面积法：适用于硅酸盐水泥、比表

39、面积法：适用于硅酸盐水泥规定：硅酸盐水化比表面积大于规定：硅酸盐水化比表面积大于300m2/kg300m2/kg，其它几，其它几种水泥在种水泥在8080方孔筛筛余方孔筛筛余10%10%水泥标准稠度用水量水泥标准稠度用水量达到标准稠度时的用水质量占水泥质量百分比达到标准稠度时的用水质量占水泥质量百分比 计算公式如下：计算公式如下：式中：式中：mwmw水泥达到标准稠度时的用水量（水泥达到标准稠度时的用水量（g g）mcmc水泥质量（水泥质量（g g）测定方法：测定方法：1 1、标准法、标准法 试杆法，试杆沉至距底板试杆法，试杆沉至距底板6mmE1mm6mmE1mm 2 2、代用法：、代用法：a a

40、、固定水量法、固定水量法(p=33.40.185s)(p=33.40.185s)。b b、调整水量法、调整水量法 s=28mmE2mm s=28mmE2mm 即测定水泥的锥入深度达到要求时的水质量即测定水泥的锥入深度达到要求时的水质量凝结时间凝结时间定义：水泥从加水到失去可塑性所需的时间定义：水泥从加水到失去可塑性所需的时间其测定方法只有标准方法，没在代用方法：其测定方法只有标准方法，没在代用方法：分为分为1 1、初凝时间、初凝时间 试针沉入距底板：试针沉入距底板：4mmE1mm4mmE1mm 2 2、终凝时间、终凝时间 试针沉入试样：试针沉入试样：0.5mm0.5mm凝结时间对公路施工的影响

41、：初凝不能太快，终凝凝结时间对公路施工的影响：初凝不能太快，终凝不能太慢不能太慢规定：规定：1 1、对硅酸盐水泥，其初凝不早于、对硅酸盐水泥，其初凝不早于45min45min的，的，终凝不迟过终凝不迟过6.5h6.5h（390min390min）水泥净浆搅拌机水泥标准稠度及凝结时间测定仪2 2、对普通硅酸盐水泥，其初凝不早于、对普通硅酸盐水泥，其初凝不早于45min45min的，终的，终凝不迟过凝不迟过10h10h体积安定性体积安定性定义：反映水泥浆在凝结、硬化过程中，体积变化定义：反映水泥浆在凝结、硬化过程中，体积变化的均匀程度。的均匀程度。影响因素：三氧化镁含量、三氧化硫含量影响因素：三氧

42、化镁含量、三氧化硫含量测定：煮沸法（试饼法、雷氏夹法）测定：煮沸法（试饼法、雷氏夹法）强度强度 ：水泥胶砂强度试验，：水泥胶砂强度试验，ISOISO法法水泥：标准砂：水水泥：标准砂：水=1=1：3 3：0.5 0.5 制成试件制成试件40G40G160mm40G40G160mm，在标准状态下，经养护后，测定，在标准状态下，经养护后，测定3d3d、28d28d的抗折、抗压强度的抗折、抗压强度A A 强度等级：强度等级：42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R 62.5R B B 水泥型号：普通型、早强型水泥型号：普通型

43、、早强型水泥沸煮箱雷氏夹水泥胶砂搅拌机水泥胶砂振实台水泥胶砂试模标准养护箱水泥胶砂抗折机水泥抗压夹具2、技术标准见教材表211及相应规定其中规范规定：废品水泥：MgO、SO2初凝，安定性，不合格时不合格品水泥：细度，终凝，不溶物，烧失量及混合料过多，强度过低课后小结：硅酸盐水泥的各项技术性质主要包括：水泥的化学性质、物理性质及力学性质。其中：水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性及强度等级是本次课的重点内容，教学中除了讲清楚理论知识外，必须结合仪器讲清楚各性能的测定方法。uu课题课题:水泥石的腐蚀及防治水泥石的腐蚀及防治 教具用品教具用品:无无 uu教学目的教学目的:了解常见水泥石的腐蚀原因及防

44、了解常见水泥石的腐蚀原因及防治措施治措施 uu重点难点重点难点:水泥内部组成、成分等对水泥腐水泥内部组成、成分等对水泥腐蚀的影响蚀的影响 uu一、硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥及普通硅酸盐水泥uu（五）、硅酸盐水泥的腐蚀与防治（五）、硅酸盐水泥的腐蚀与防治uu水泥制品长期处于某些腐蚀性液体或气体介质中，水泥制品长期处于某些腐蚀性液体或气体介质中，使得水泥石结构遭到破坏，强度降低，甚至整个使得水泥石结构遭到破坏，强度降低，甚至整个工程遭到破坏，这种现象称为水泥石腐蚀。工程遭到破坏，这种现象称为水泥石腐蚀。uu1 1、腐蚀原因、腐蚀原因uu（1 1）淡水的腐蚀（溶析性侵蚀）淡水的腐蚀（溶

45、析性侵蚀）CaCa（OHOH）2 2溶溶于水中，不断溶解，导致水化硅酸钙、水化铝酸于水中，不断溶解，导致水化硅酸钙、水化铝酸钙的分解。钙的分解。uu影响因素：水泥石中氢氧化钙含量的多少，水泥影响因素：水泥石中氢氧化钙含量的多少，水泥混凝土的密实度、水的软硬程度。混凝土的密实度、水的软硬程度。uu试验试验 水泥：砂水泥：砂=1=1：5 5，水泥：水，水泥：水=1=1：0.350.35，制，制成长成长80mm80mm，直径，直径57mm57mm的试件，放在渗滤软水的试件，放在渗滤软水溶液中溶液中3030昼夜，溶出昼夜，溶出CaO27%CaO27%，强度下降，强度下降49.9%49.9%。uu（2

46、2）酸类腐蚀）酸类腐蚀uuCa(OH)2+2HClCa(OH)2+2HClCaCl2CaCl2+2H2O+2H2Ouu 溶解溶解uuCa(OH)2+H2SO4Ca(OH)2+H2SO4Ca SO4Ca SO4+2H2O+2H2Ouu结晶膨胀结晶膨胀uu（3 3）碳酸水的腐蚀）碳酸水的腐蚀uuCa(OH)2+CO2+H2OCa(OH)2+CO2+H2OCaCO3CaCO3+2H2O+2H2OuuCaCO3CaCO3+CO2+H2O+CO2+H2OCaCa（HCO3HCO3）2 2uu（4 4）盐类腐蚀）盐类腐蚀uuCa(OH)2+Na2SO4+2H2OCa(OH)2+Na2SO4+2H2OCa

47、SO4+2H2OCa SO4+2H2O+NaOH+NaOHuu又与又与CAHCAH起反应生成起反应生成CA3HCA3HuuCa(OH)2+MgSO4+2H2OCa(OH)2+MgSO4+2H2OCa SO4Ca SO42H2O+2H2O+Mg(OH)2Mg(OH)2uu无胶凝能力无胶凝能力uu由上可见：水泥腐蚀的内因是水泥中的由上可见：水泥腐蚀的内因是水泥中的Ca(OH)2Ca(OH)2和和C3AH6C3AH6；外因是环境中含有腐蚀性介质。外因是环境中含有腐蚀性介质。uu2 2、及治措施、及治措施uu（1 1）合理选用水泥品种；）合理选用水泥品种；uu（2 2）提高水泥石的密实度（控制）提高水

48、泥石的密实度（控制W/CW/C）；）；uu（3 3）敷设耐蚀防护层。）敷设耐蚀防护层。uu（五）硅酸盐水（五）硅酸盐水uu宜用于：要求早期强度高、冬季施工及严寒地区宜用于：要求早期强度高、冬季施工及严寒地区遭受反复冰冻的工程。遭受反复冰冻的工程。uu不宜用于：大体积混凝土工程、耐热工程。泥的不宜用于：大体积混凝土工程、耐热工程。泥的应用应用uu（六）硅酸盐水泥的运输和保管（六）硅酸盐水泥的运输和保管uu储存运输时要防潮、防水；储存运输时要防潮、防水；uu保管时要（保管时要（1 1）通风、防潮（）通风、防潮（2 2）存期不要超过）存期不要超过3 3个月，过期水泥应重新标号（个月，过期水泥应重新标

49、号（3 3）不同标号、不同）不同标号、不同品种的水泥应分开堆放。品种的水泥应分开堆放。uu（七）普通硅酸盐水泥（七）普通硅酸盐水泥uu凡由硅酸盐水泥熟料掺入凡由硅酸盐水泥熟料掺入6-15%6-15%混合材料与适量混合材料与适量石膏共同磨细生成的水硬性胶凝材料，称为普通石膏共同磨细生成的水硬性胶凝材料，称为普通水泥，代号水泥，代号POPO。uu强度等级有：强度等级有：32.532.5、32.5R 42.532.5R 42.5、42.5R42.5R、52.552.5、52.5R52.5R、共六级。、共六级。uu课后小结：水泥是水硬性胶凝材料，被广泛地应用于各个领域的工程建设中，正确认识水泥的腐蚀，

50、有效地采取相应的预防及补救措施。n n课题课题:掺混合料的硅酸盐水泥掺混合料的硅酸盐水泥 教具用品教具用品:无无 n n教学目的教学目的:了解各种混合料的类型、品种特了解各种混合料的类型、品种特征及用途征及用途 n n重点难点重点难点:不同混合水泥之间的区别及选用不同混合水泥之间的区别及选用原理原理 n n二、掺混合料的硅酸盐水泥二、掺混合料的硅酸盐水泥n n（一）定义：为改善硅酸盐水泥水泥的某些性能，（一）定义：为改善硅酸盐水泥水泥的某些性能，增加水泥品种，扩大水泥使用范围，并达到降低增加水泥品种，扩大水泥使用范围，并达到降低成本，增加产量的目的，可以在硬硅酸盐水泥熟成本，增加产量的目的，可