《建筑材料》第十次课(第四章)

《建筑材料》教案第四章水泥混合材料矿渣硅酸盐水泥(P.S)火山灰质硅酸盐水泥(P.P)粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)复合硅酸盐水泥(P.C)4.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥4.2掺大量混合材料的硅酸盐水泥定义：在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加入的人工或天然的矿物材料。按性能分非活性混合材料(填充性混合材料)活性混合材料(水硬性混合材料)按性能分为两类:活性混合材料(水硬性混合材料)非活性混合材料（填充性混合材料）4.2.1混合材料的分类（1）活性混合材料磨细后加水不水化但掺加石灰后发生二次水化反应生成水硬性胶凝产物火山灰活性：在常温和有水的情况下可与石灰反应生成具有水硬性胶凝能力的产物。水化反应硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥水化一次水化二次水化虽然活性混合材料不是水泥熟料的组成材料.但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥的性能二次水化反应的特性温度敏感性:常温反应速度慢高温反应速度快消耗Ca(OH)2改善孔隙构造SiO2+mH2O+xCa(OH)2xCaO·SiO2·nH2OAl2O3+aH2O+yCa(OH)2yCaO·Al2O3·bH2O活性混合材料消耗Ca(OH)2水硬性胶凝产物火山灰活性掺活性混合材料的作用提高产量降低成本改善水泥的性能调整强度等级降低水化热减少碱骨料反应的发生扩大应用范围充分利用工业废渣保护环境常用活性混合材料粒化高炉矿渣是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。粉煤灰是一种发电厂燃料废渣。活性混合材料和石灰、石膏共同混合磨细可制成无熟料水泥。生产工艺简单，成本低，可用于调制砂浆或低强度等级的混凝土，用于一些小型、次要工程。知识点2）、非活性混合材料特点磨成细粉与石灰加水拌和后，不能或很少生成具有胶凝性质的水化产物常用品种•石英•粘土•慢冷矿渣凡有硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣水泥。粒化矿渣掺量为20～70%。水硬性胶凝材料熟料粒化高炉矿渣石膏磨细P.S4.2.1、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥1定义、代号（1）矿渣硅酸盐水泥凡有硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏其同磨细制成的水硬性胶凝材料。其中混合材料的掺量为20～50%。(2)火山灰质硅酸盐水泥水硬性胶凝材料熟料火山灰质混合材料石膏磨细P.P凡有硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。粉煤灰掺量为20～40%。(3)粉煤灰硅酸盐水泥水硬性胶凝材料熟料粉煤灰石膏磨细P.F2.技术性质技术性质:分为6个强度等级:32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R（表3.3.2）其它技术性质与普通水泥相同强度等级抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3天28天3天28天32.532.5R42.542.5R52.552.5R10.015.015.019.021.023.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.04.55.55.56.56.57.07.0表3.3.2P.S、P.P、P.F的强度要求3.特性与应用三种水泥的共性（1）早期强度低、后期强度发展高。其原因是这三种水泥的熟料含量少且二次水化反应（即活性混合材料的水化）慢，故早期（3d、7d）强度低。后期由于二次水化反应的不断进行和水泥熟料的不断水化，水化产物不断增多，强度可赶上或超过同标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。活性混合材料的掺量越多，早期强度越低，但后期强度增长越多。这三种水泥不适合用于早期强度要求高的混凝土工程，如冬季施工现浇工程等。（2）对温度敏感，适合高温养护。这三种水泥在低温下水化明显减慢，强度较低。采用高温养护可大大加速活性混合材料的水化，并可加速熟料的水化，故可大大提高早期强度，且不影响常温下后期强度的发展。（3）耐腐蚀性好。这三种水泥的熟料数量相对较少，水化硬化后水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙的数量少，且活性混合材料的二次水化反应使水泥石中氢氧化钙的数量进一步降低，因此耐腐蚀性好，适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等侵蚀作用的环境，如水工、海港、码头等混凝土工程。但当侵蚀介质的浓度较高或耐腐蚀性要求高时，仍不宜使用。（4）水化热小。三种水泥中的熟料含量少，因而水化放热量少，尤其是早期放热速度慢，放热量少，适合用于大体积混凝土工程。（5）抗冻性较差。矿渣和粉煤灰易泌水形成连通孔隙，火山灰一般需水量较大，会增加内部的孔隙含量，故这三种水泥的抗冻性均较差。（6）抗碳化性较差。由于这三种水泥在水化硬化后，水泥石中的氢氧化钙的数量少，故抵抗碳化的能力差。因而不适合用于二氧化碳浓度含量高的工业厂房，如铸造、翻砂车间等。三种水泥的特性（1）矿渣硅酸盐水泥①耐热性好适用于有耐热要求的混凝土工程。②干缩大，抗渗性差。由于混合材料掺量大，而且高炉矿渣有尖锐棱角，拌和用水量大，保水性差，易产生泌水通道，故其抗渗性差，不适用于有抗渗要求的混凝土工程。（2）火山灰质硅酸盐水泥①在潮湿环境或水中养护时抗渗性好。因为细而多孔的火山灰材料适用于有抗渗要求工程,发生膨胀胶化作用，生成较多的水化硅酸钙，使水泥石的结构密实。②在干燥环境中使用易裂纹、起粉。因为上述水化反应在干燥的环境中不能进行，强度不发展；且以生成的水化硅酸钙凝胶也会失水收缩，产生裂纹，所以不适用于干热地区的地上建筑。（3）粉煤灰硅酸盐水泥①早期强度低，因为粉煤灰球形玻璃体表面密实，1～3个月后表面活性物质才发生二次水化作用，适应于承重迟缓的工程。②干缩小，抗裂性好：表面结构密实，吸水量少。③泌水性大（快）易产生失水裂纹，抗渗性差。五种常用水泥的主要性能特性品种P.ⅠP.ⅡP.OP.SP.PP.F水化热高低凝结时间快较快较慢，低温下尤甚强度发展早期强度高早期强度较高早期强度低，但后期强度可等于同标号硅酸盐水泥抗硫酸腐蚀较差较强当SiO2多时，抗硫酸盐腐蚀性好当AlO3多时，抗硫酸盐腐蚀性差抗冻性好较差干缩性小较大大较小保水性较好差好差蒸养适应性不宜高于60～80℃好4.3.3复合硅酸盐水泥P.C在硅酸盐水泥熟料中掺入2种或2种以上的混合材料制备而成的硅酸盐水泥。性质32.5～52.5R6个强度等级。其它性质介于P.O与三种混合材料硅酸盐水泥相同。复合水泥的强度要求强度等级fc(MPa)fm(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.55.2522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0Back水泥的包装与存储国标规定包装袋两侧应根据水泥的品种采用不同的颜色印刷水泥名称和强度等级，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色，矿渣硅酸盐水泥采用绿色，其他三个品种水泥采用黑色或蓝色。4.4其他品种水泥1.道路硅酸盐水泥定义：以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分和较多量的铁铝酸钙的硅酸盐熟料称为道路硅酸盐水泥熟料。特性与应用：道路水泥是一种强度高、特别是抗折强度高、耐磨性好、干缩性小、抗冲击性好、抗冻性和抗硫酸性比较好的专用水泥。它适用于道路路面、机场跑道道面、城市广场等工程。由于道路水泥具有干缩性小、耐磨、抗冲击等特性，可减少水泥混凝土路面的裂缝和磨耗等病害，减少维修、延长路面使用年限。2.快硬硅酸盐水泥定义：凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。3.白色硅酸盐水泥定义：凡以适当成分的生料烧至部分溶融，所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量很少的白色硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）。4.膨胀水泥及自应力水泥硬化过程中不产生收缩而具有一定膨胀性能的水泥。在路桥工程中，膨胀水泥常用于水泥混凝土路面、机场道面或桥梁结构中修补混凝土。练习题•1、活性混合材料均含有___和___成分。它们能与水泥水化产物_作用，生成___和___。•2、常用的六大水泥包括：___、___、___、___、___及___。•3、矿渣水泥与硅酸盐水泥相比，其早期强度___，后期强度___，水化热___，抗蚀性___，抗冻性___。•4、因为水泥是水硬性胶凝材料，故运输和储存时不怕受潮和淋湿。（）•5、用沸煮法可以全面检验硅酸盐水泥的体积安定性是否良好。（）•6、生产水泥时掺入石膏的目的是为了延缓凝结时间，掺量越大，作用越大。（）•7、粉煤灰水泥适用于冬季施工的混凝土工程。（）•8、体积安定性不合格的水泥在空气中放置一段时间后，安定性可能合格了。（）•9、对早期强度要求比较高的工程一般使用矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。（）•10、硅酸盐水泥熟料矿物组成中，以下哪种熟料矿物不是主要成分?___。•A.硅酸二钙B.硅酸三钙•C.铁铝酸四钙和铝酸三钙D.游离氧化钙•11、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥比较，二者___不同。•A.抗冻性B.水化热C.耐热性D.强度发展•12、以下工程适合使用硅酸盐水泥的是____。A.大体积的混凝土工程B.受化学及海水侵蚀的工程C.耐热混凝土工程D.早期强度要求较高的工程•13、某住宅工程工期较短，现有强度等级同为42.5硅酸盐水泥和矿渣水泥可选用。从有利于完成工期的角度来看，选用哪种水泥更为有利？•答：相同强度等级的硅酸盐水泥与矿渣水泥其28天强度指标是相同的，但3天的强度指标是不同的。矿渣水泥的3天抗压强度、抗折强度低于同强度等级的硅酸盐水泥，硅酸盐水泥早期强度高，若其它性能均可满足需要，从缩短工程工期来看选用硅酸盐水泥更为有利。TheendofthisPart.Thanks!