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1、水 泥定义：水泥是一种多级分的人造矿物粉料，与水拌和后成为塑性胶体，即能在空气中硬化，也能在水中硬化，并能将砂石等材料的结成具有一定强度的整体，水泥是水硬性胶凝拌料。第1页/共37页概 述 胶凝材料定义：能够通过自身的物理化学作用将松散材料（砂、石）胶结合成为具有一定强度的整体结构的材料，统称为胶凝材料。分类 1、按化学成分 有机胶凝材料：如沥青类、橡胶类等；无机胶凝材料：如石灰、石膏、水泥等。无机胶凝材料按硬化条件 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。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。第2页/共37页水 泥按
2、其化学成分:硅酸盐类水泥铝酸盐类水泥 铁铝酸盐类水泥 氟铝酸盐类水泥分类:按用途和性能:通用水泥 专用水泥 特性水泥第3页/共37页硅酸盐水泥的生产工艺 石灰石粘 土铁矿石生料硅酸盐水泥煅烧石膏熟料石灰石或粒化高炉矿渣按比例混合 磨 细第4页/共37页硅酸盐水泥定义：由硅酸盐水泥熟料、05%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。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型型硅硅酸酸盐盐水水泥泥，代代号号；在在硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料粉粉磨磨时时掺加不超过质量石灰石或粒化高炉矿渣混合材掺加不超过质量石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称料的称
3、型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号。第5页/共37页硅酸盐水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥五大品种水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥水泥的分类水泥的分类 第6页/共37页硅酸盐水泥的特性及应用1.凝结硬化速度快，耐冻性和耐磨好，适用于早期强度要求高、凝结速度快、冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。2.标号较高，主要用于高强混凝土和预应力混凝土。3.有较多的Ca(OH)2，抗淡水侵蚀和化学侵蚀较差，故不宜用于经常与淡水接触及有水压作用的工程，也不宜用于受海水、矿物水作用的工程。4.温度较高时，水化物脱水，强度降低。不
4、适用于耐热要求较高的工程，更不能用于耐热混凝土。5.水化热大，冬季混凝土施工有益；不宜用于大体积混凝土结构中。第7页/共37页其他水泥的特性及应用1.道路硅酸盐水泥：铁铝酸四钙含量高2.高铝水泥：强度增长快，24h达到极限强度80%，宜用于紧急抢修工程和早期强度要求较高的工程。也适用于寒冷地区冬季施工工程。放热快，不宜用于大体积工程。3.快硬水泥：适用于机场跑道、桥梁、隧道和涵洞紧急抢修，以及冬季施工、堵漏等工程。4.矿渣硅酸盐水泥：不宜用于有早强要求的工程，耐热性强，适于制作受热构件（温度不高于200）5.火山灰质硅酸盐水泥：宜用于水中及地下混凝土工程，大体积工程，不宜用于干燥地区和高温结构
5、中。6.粉煤灰硅酸盐水泥：适用于大体积水工建筑及水中结构和海港工程第8页/共37页高湿度或水下混凝土：矿渣临时抢修：高铝和早强干燥环境:硅酸盐厚大体积：矿渣、火山灰、粉煤灰要求快硬:硅酸盐严寒地区：普通、硅酸盐抗渗：硅酸盐、火山灰耐磨：硅酸盐不同环境下水泥的选择第9页/共37页项次混凝土结构环境条件或特殊要求优先使用可以使用不得使用1地面以上不接触水流的普通环境中硅酸盐水泥 普通水泥矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥2干燥环境中硅酸盐水泥 普通水泥矿渣水泥火山灰水泥 粉煤灰水泥3高湿度或水下混凝土矿渣水泥硅酸盐水泥 普通水泥火山灰水泥 粉煤灰水泥4受水流冲刷或冰冻硅酸盐水泥 普通水泥矿渣水泥火山
6、灰水泥 粉煤灰水泥5处于河床最低冲刷线以下矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥硅酸盐水泥 普通水泥6严寒地区露天或寒冷地区水位升降范围内硅酸盐水泥 普通水泥矿渣水泥（强度等级32.5）火山灰水泥 粉煤灰水泥7严寒地区水位升降范围内硅酸盐水泥 普通水泥（强度等级42.5）矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥第10页/共37页项次混凝土结构环境条件或特殊要求优先使用可以使用不得使用8厚大体积结构施工时要求水化热低矿渣水泥 粉煤灰水泥普通水泥 火山灰水泥硅酸盐水泥 快硬水泥9要求快速脱模硅酸盐水泥 快硬水泥普通水泥10低温环境施工要求早强硅酸盐水泥 快硬水泥普通水泥11蒸汽养护矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水
7、泥硅酸盐水泥 普通水泥12要求抗渗普通水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥硅酸盐水泥矿渣水泥13要求耐磨硅酸盐水泥 普通水泥矿渣水泥（强度等级42.5）快硬水泥火山灰水泥 粉煤灰水泥14接触侵蚀性环境中根据侵蚀介质种类、浓度等具体条件，按有关规定或通过试验选用第11页/共37页水泥厂排出CO、SO3、HCl、Hg等重金属还有大量的“温室气体”CO2：1吨水泥的熟料，排出几乎等量CO2CaCO3CaO+CO2水泥生产的特点 第12页/共37页我国水泥产量简介：50年代300万T；80年代亿T；85年代亿T；95年代亿T；96年代亿T，2008年亿T。水泥生产的特点 权威经济部门的统计表明，目前我国水泥年
8、产量位居世界第一位。到2010年，地球大气中由水泥工业而增加CO2为150亿t！第13页/共37页硅酸盐水泥的矿物组成名称名称分子式分子式简写简写大致含量大致含量（%）硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO3CaOSiO2 2C C3 3S S35-6535-65硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2CaOSiO2 2C C2 2S S10-4010-40铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl3CaOAl2 2O O3 3C C3 3A A0-150-15铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl4CaOAl2 2O O3 3FeFe2 2O O3 3C C4 4AFAF5-155-15第14页/共37页硅酸盐水泥熟料矿物组成
9、和特性矿物组成矿物组成C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF与水反应速度与水反应速度快快慢慢最快最快中中水化放热量热水化放热量热高高低低最高最高中中对早期强度的影响对早期强度的影响高高低低中中低低对后期强度的影响对后期强度的影响高高高高低低中中耐化学侵蚀耐化学侵蚀中中中中差差好好干缩性干缩性中中小小大大中中第15页/共37页硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 1.密度：3100kg/m3 3200kg/m3第16页/共37页硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 2.细度 细度是指水泥颗粒粗细的程度。细度愈细，水泥与水起反应的面积愈大，水化速度愈快并较完全。实践表明，细
10、度提高，可使水泥混凝土的强度提高，工作性得到改善。但是，水泥细度提高，在空气中的硬化收缩也较大，使水泥发生裂缝的可能性增加。因此，对水泥细度必须予以合理控制。第17页/共37页硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 测定方法负压筛（标准方法）负压筛（标准方法）水筛法水筛法第18页/共37页水泥过筛：筛孔尺寸：80负压力：40006000Pa试样质量:25g筛析时间：2分钟国标规定：10%第19页/共37页硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 3.水泥标准稠度用水量为使水泥凝结时间和安定性的测定结果具有可比性，在此两项测定时必须采用标准稠度的水泥净浆。我国国标规定，水泥净浆稠度是采用标准维卡仪测定的，以试杆沉
11、入净浆距底板时的稠度为“标准稠度”，此时的用水量为标准稠度用水量。第20页/共37页维卡仪试杆质量:300g1g水泥质量：500g搅拌时间：低速120s 停15s 高速120s 操作时间：1.5 min读数时间：试杆停止下沉或释放30s达到标准稠度标志：试杆距底板6mm1mm第21页/共37页4、凝结时间 凝结时间是水泥从加水开始，到水泥浆失去可塑性所需的时间。凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间是从水泥加水到水泥浆开始失去塑性的时间；终凝时间是水泥加水到水泥浆完全失去塑性并开始产生强度的时间。硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 第22页/共37页第23页/共37页起始时间：加水开始第一次测定
12、时间：加水后30min临近初凝测定频率:每隔5min测一次初凝标志:试针距底板4mm1mm临近终凝测定频率：每隔15min测一次终凝标志：试针沉入试件，即环形附件开 始不能留下痕迹。国标规定：硅酸盐水泥 初凝不早于45min 终凝 不迟于6.5h 普通硅酸盐初凝不早于45min 终凝 不迟于10h 第24页/共37页水泥的凝结时间对水泥混凝土的施工有重要意义。如果凝结过快，混凝土会很快失去流动性，以致无法浇筑，所以初凝时间不宜过短，以便有足够的时间在初凝之前完成混凝土各工序（搅拌、运输和浇注）的施工操作；但终凝时间又不宜太迟，以便混凝土在浇捣完毕后，尽早完成凝结硬化，加快施工进度，提高模具周转
13、率。我国现行国标（JTG E30-2005）规定，硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min；终凝时间不得迟于。普通硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。水泥的凝结时间对水泥混凝土的施工有什么重要意义水泥的凝结时间对水泥混凝土的施工有什么重要意义第25页/共37页硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 5.体积安定性水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性。影响因素：游离氧化钙过多 游离氧化镁过多 掺入的石膏过多测定方法:雷氏法（标准方法）沸煮法第26页/共37页第27页/共37页雷氏夹校准:砝码质量300g指针增加距离加热方法：30min5min内将水加热至沸腾恒沸3h5min
14、结果判别：两个试件煮沸后增加距离（C-A）的平均值不大于5mm时，安定性合格；两个试件的(C-A)值相差超过4mm时，应立即重做试验，再如此，认为安定性不合格。指针朝上，试件之间互不交叉不需中途添补试验用水第28页/共37页 6.强度 我国现行国家标准公路工程水泥及水泥混凝土试验规程（JTG E302005）简称ISO法规定：以1:3的水泥和标准砂,采用的水灰比，用标准制作方法制成40mm40mm160mm的标准试件，在标准养护条件下养护到规定龄期（3d或28d），分别测定其抗压和抗折强度，根据强调确定其强度等级。硅酸盐水泥的技术性质和技术标准 第29页/共37页下压板上压板FFl=100mm
15、F (N)50mm第30页/共37页试件尺寸：4040160 mm材料用量:水泥4502g,标准砂13505g,水2251mL 用量比例:水泥:标准砂=1:3:水灰比搅拌方式:低速搅拌30s加砂低速搅拌30s高速搅拌30s高速搅拌60s停90s第31页/共37页强度试验试体龄期从水泥加水搅拌开始试验时算起，不同龄期强度试验在下列时间里进行：24h 24h15min；48h 48h30min；72h 72h45min；7d 7d2h；28d 28d8h。成型方式：分两层装入试模，每层振动60次。第32页/共37页抗折强度加载速率：50N/s10N/s结果处理:平均值的10%抗压强度加载速率：24
16、00N/s200N/s结果处理:平均值的10%计算公式:计算公式:第33页/共37页水泥试验共同特点1.实验室温度：202，相对湿度大于50。2.湿气养护箱：应使温度控制在201，相对 湿度大于90。3.水泥搅拌：先加水，再加水泥。4.取样标准：每1/10编号从一袋中取至少6kg5.保存期:3个月第34页/共37页品种强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d硅酸盐水泥42.517.0 42.5 3.5 6.5 42.5R22.0 42.5 4.0 6.5 52.523.0 52.5 4.0 7.0 52.5R27.0 52.5 5.0 7.0 62.528.0 62.5 5.0 8.0 62.5R32.0 62.5 5.5 8.0 普通硅酸盐水泥32.511.0 32.5 2.5 5.5 32.5R16.0 32.5 3.5 5.5 42.516.0 42.5 3.5 6.5 42.5R21.0 42.5 4.0 6.5 52.522.0 52.5 4.0 7.0 52.5R26.0 52.5 5.0 7.0 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的强度指标第35页/共37页作业 1.硅酸盐水泥的主要技术性质及测定方法？2.如何确定水泥的强度等级？第36页/共37页感谢您的观看！第37页/共37页