建筑材料教案第四章水泥

版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第1页共16页教案序号授课班级授课时间节数08对口2班建筑教学课题教学重难点教学内容：第四章水泥《水泥命名原则》（GB4131-84）按性能及用途分三类：通用水泥、专用水泥、特性水泥。3.4.1硅酸盐水泥的生产与基本组成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（国外通称波特兰水泥）。不掺混合材料称Ⅰ型硅酸盐水泥（Ｐ·Ⅰ）；掺≤5%混合材料称Ⅱ型硅酸盐水泥（Ｐ·Ⅱ）。硅酸盐水泥主要矿物组成与特性版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第2页共16页性能指标熟料矿物C3SC2SC3AC4AF水泥凝结硬化速率快慢最快快28d水化热多少最多中强度早期高低低低后期高高低低3.4.2硅酸盐水泥的水化硬化1.硅酸盐水泥熟料的水化2.硅酸盐水泥的凝结硬化过程版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第3页共16页水化——膜层长厚连接（初凝）——失去可塑性产生强度（终凝）——水化加深具有强度（硬化）。为了控制水泥水化速度掺入适量石膏。3.4.3硅酸盐水泥的技术要求《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）规定如下：1细度细度是指水泥颗粒的粗细程度。2凝结时间国标规定：六大水泥的初凝＞45min；硅酸盐水泥的终凝＜6.5h，其它五类水泥终凝＜10h。3体积安定性水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。引起体积安定性不良的原因是：熟料含有过多f-CaO、f-MgO或石膏掺量过多。4.强度和强度等级版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第4页共16页水泥强度是选用水泥时的主要技术指标，也是划分水泥强度等级的依据。国标规定：采用（ISO法）测定水泥强度。据测定结果，按表3-7确定水泥的强度等级。国标规定：硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级；其它五种水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。5碱含量碱含量是指水泥中Na2O和K2O的含量。若水泥中碱含量过高，易产生碱-骨料反应，造成工程危害。3.4.4硅酸盐水泥的腐蚀与防止1.硅酸盐水泥的腐蚀（1）软水的侵蚀（2）硫酸盐的腐蚀3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+19H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O（3）镁盐的腐蚀MgSO4+Ca(OH)2+H2O=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2（4）一般酸的腐蚀(均会产生不同程度的腐蚀)版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第5页共16页（5）碳酸腐蚀Ca(OH)2+CO2+H2O=CaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2（6）强碱的腐蚀3CaO·Al2O3+6NaOH=3NaO·Al2O3+3Ca(OH)22.腐蚀的防止（1）根据环境特点，合理选用水泥品种（2）提高水泥石密度，改善孔结构（3）加做保护层3.5其他通用水泥3.5.1水泥混合材料1.活性混合材料（1）粒化高炉矿渣（2）粉煤灰（3）火山灰质混合材料2.非活性混合材料低于GB1596、GB2847、GB203要求的粉煤灰、火山灰质混合材料和粒化高炉矿渣以及石灰石和砂岩。3.窑灰3.5.2几种通用水泥的组成与技术要求版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第6页共16页1.普通硅酸盐水泥（1）组成凡由硅酸盐水泥熟料，6%-15%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥P·O）。（2）技术要求混合材料的掺量较少，其矿物组成和硅酸盐水泥相似，所以普通水泥的性能、应用范围与同强度等级的硅酸盐水泥相近。强度等级多了32.5和32.5R，少了62.5和62.5R。教案序号授课班级授课时间节数08对口2班建筑教学课题教学重难点教学内容：2.矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第7页共16页（1）组成凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥P·S）。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按重量百分比计为20%～70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥重量的8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥P·P）。水泥中火山灰质混合材料掺加量按重量百分比计为20%～50%。凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥P·F）。水泥中粉煤灰掺加量按重量百分比计为20%～40%。（2）技术要求《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》（GB1344—1999）规定的技术要求如下：1．氧化镁。熟料中氧化镁的含量不超过5.0%，如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。2．三氧化硫。矿渣水泥中不得超过4.0%。火山灰水泥、粉煤灰水泥中不得超过3.5%。版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第8页共16页3．细度。80μm方孔筛筛余不得超过10.0%。4．凝结时间。初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。5．安定性。用沸煮法检验必须合格。6．强度。水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分。三种水泥各强度等级、各龄期强度不得低于表3-9数值。7．碱。水泥中碱含量按NaO+0.658K2O计算值来表示，若使用活性骨料需限制水泥中碱含量时由供需双方商定。（3）从这三种水泥的组成可以看出，它们的区别仅在于掺加的活性混合材料的不同，而由于三种活性混合材料的化学组成和化学活性基本相同，其水泥的水化产物及凝结硬化速度相近，因此这三种水泥的大多数性质和应用相同或相近，即这三种水泥在许多情况下可替代使用。同时，又由于这三种活性混合材料的物理性质和表面特征及水化活性等有些差异，使得这三种水泥分别具有某些特性。总之，这三种水泥与硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥相比，具有以下特点：a)三种水泥的共性早期强度低、后期强度发展高。对温度敏感，适合高温养护。耐腐蚀性好。水化热小。抗冻性较差。抗碳化性较差b)三种水泥的特性版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第9页共16页矿渣硅酸盐水泥:由于粒化高炉矿渣玻璃体对水的吸附能力差，即对水分的保持能力差（保水性差），与水拌合时易产生泌水造成较多的连通孔隙，因此，矿渣硅酸盐水泥的抗渗性差，且干缩较大。矿渣本身耐热性好，且矿渣硅酸盐水泥水化后氢氧化钙的含量少，故矿渣硅酸盐水泥的耐热性较好。矿渣硅酸盐水泥适合用于有耐热要求的混凝土工程，不适合用于有抗渗要求的混凝土工程火山灰质硅酸盐水泥:火山灰质混合材料内部含有大量的微细孔隙，故火山灰质硅酸盐水泥的保水性高；火山灰质硅酸盐水泥水化后形成较多的水化硅酸钙凝胶，使水泥石结构致密，因而其抗渗性较好；火山灰质硅酸盐水泥的干缩大，水泥石易产生微细裂纹，且空气中的二氧化碳能使水化硅酸钙凝胶分解成为碳酸钙和氧化硅的混合物，使水泥石的表面产生起粉现象。火山灰质硅酸盐水泥的耐磨性也较差。火山灰质硅酸盐水泥适合用于有抗渗性要求的混凝土工程，不宜用于干燥环境中的地上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程。粉煤灰硅酸盐水泥：粉煤灰是表面致密的球形颗粒，其吸附水的能力较差，即保水性差、泌水性大，其在施工阶段易使制品表面因大量泌水产生收缩裂纹（又称失水裂纹），因而粉煤灰硅酸盐水泥抗渗性差；粉煤灰硅酸盐水泥的干缩较小，这是因为粉煤灰的版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第10页共16页比表面积小，拌合需水量小的缘故。粉煤灰硅酸盐水泥的耐磨性也较差。粉煤灰硅酸盐水泥适合用于承载较晚的混凝土工程，不宜用于有抗渗性要求的混凝土工程，且不宜用于干燥环境中的混凝土及有耐磨性要求的混凝土工程。3.6特性水泥和专用水泥3.6.1铝酸盐水泥凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为铝酸盐水泥（CA）。按Al2O3含量分为CA-50、CA-60、CA-70、CA-80四类。铝酸盐水泥是一种快硬、高强、耐腐蚀、耐热的水泥，又称高铝水泥。铝酸盐水泥的主要矿物成分是铝酸一钙（CaO·Al2O3简写式CA）和二铝酸一钙（CaO2·Al2O3简写式CA2），此外还有少量的其他铝酸盐和硅酸二钙。铝酸盐水泥的水化产物与温度密切相关，主要是十水铝酸一钙（（CaO·Al2O3·10H2O简写式CAH10）八水铝酸二钙（2CaO·Al2O3·8H2O，简写式C2AH8）和铝胶（Al2O3·3H2O）。CAH10和C2AH8为片状或针状的晶体，它们互相交错搭接，形成坚固的结晶连生体骨架，同时生成的铝胶填充于晶体骨架的版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第11页共16页空隙中，形成致密的水泥石结构，因此强度较高。水化5～7天后，水化物的数量很少增长，故铝酸盐水泥的早期强度增长很快，后期强度增进很小。特别需要指出的是，CAH10和C2AH8都是不稳定的，会逐步转化为C3AH6，温度升高转化加快，晶体转变的结果，使水泥石内析出了游离水，增大了孔隙率；同时也由于C2AH6本身强度较低，且相互搭接较差，所以水泥石的强度明显下降，后期强度可能比最高强度降低达40%以上。《铝酸盐水泥》GB201-2000规定其细度、凝结时间及强度应符合表3-11要求。与硅酸盐水泥相比，铝酸盐水泥具有以下特性及相应的应用：1．快硬早强。1d强度高，适用于紧急抢修工程。2．水化热大。放热量主要集中在早期，1d内即可放出水化总热量的70%～80%，因此，不宜用于大体积混凝土工程，但适用于寒冷地区冬季施工的混凝土工程。3．抗硫酸盐侵蚀性好。是因为铝酸盐水泥在水化后几乎不含有Ca(OH)2，且结构致密。适用于抗硫酸盐及海水侵蚀的工程。4．耐热性好。是因为不存在水化产物Ca(OH)2在较低温度下的分解，且在高温时水化产物之间发生固相反应，生成新的化合物。因此，铝酸盐水泥可作为耐热砂浆或耐热混凝土的胶结材料，能耐1300～1400℃高温。版权所有-中职教学资源网电话：[phone]Emil:[e-mail]欢迎投稿稿酬从优第12页共16页5．长期强度要降