土哥土木工程材料2019第二講

1、八 零 教 育2019年巖土道路專業(yè)基礎(chǔ)工程地質(zhì)Its土哥EightyEducation大綱考點(diǎn)巖土專業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)材料的組成化學(xué)組成礦物組成及其對(duì)材料性質(zhì)的影響化學(xué)組成礦物組成及其對(duì)材料性質(zhì)的影響材料的微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)材料性質(zhì)的影響原子結(jié)構(gòu)；離子鍵；金屬鍵；共價(jià)鍵和范德華力；晶體與無(wú)定形體(體)原子結(jié)構(gòu)；離子鍵；金屬鍵；共價(jià)鍵和范德華力；晶體與無(wú)定形體(體)材料的宏觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)材料性質(zhì)的影響材料的基本性質(zhì)：密度；表觀密度與堆積密度；孔隙與孔隙率材料的基本性質(zhì)：密度；表觀密度與堆積密度；孔隙與孔隙率大綱考點(diǎn)巖土專業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)材料的特征親水性與憎水性；吸水性與吸濕性；耐水性；抗?jié)B性；抗凍性；導(dǎo)熱性強(qiáng)度與

2、變形性能；脆性與韌性親水性與憎水性；吸水性與吸濕性；耐水性；抗?jié)B性；抗凍性；導(dǎo)熱性強(qiáng)度與變形性能；脆性與韌性無(wú)機(jī)膠凝材料氣硬性膠凝材料；石膏和石灰技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用氣硬性膠凝材料；石膏和石灰技術(shù)性質(zhì)與應(yīng)用水硬性膠凝材料水泥的組成；水化與凝結(jié)硬化機(jī)理；性能與應(yīng)用材料的基本性質(zhì)：密度；表觀密度與堆積密度；孔隙與孔隙率大綱考點(diǎn)巖土專業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)混凝土原材料技術(shù)要求；拌合物的和易性及影響因素；強(qiáng)度性能與變形性能；耐久 性抗?jié)B性、抗凍性、堿骨料反應(yīng)； 混凝土外加劑與配合比設(shè)計(jì) 瀝青及改性瀝青：組質(zhì)和應(yīng)用原材料技術(shù)要求；拌合物的和易性及影響因素；強(qiáng)度性能與變形性能；耐久 性抗?jié)B性、抗凍性、堿骨料反應(yīng)；混凝土外加

3、劑與配合比設(shè)計(jì) 瀝青及改性瀝青：組質(zhì)和應(yīng)用鋼材組成、組織與性能的關(guān)系； 處理及其對(duì)鋼材性能的影響； 鋼材和種類與選用組成、組織與性能的關(guān)系； 處理及其對(duì)鋼材性能的影響； 鋼材和種類與選用木材、石材和粘土組能與應(yīng)用組能與應(yīng)用土木工程材料大綱&考點(diǎn)分值分布年份考點(diǎn)2011201220132014201620172018合計(jì)材料的組成與特征11121118材料的宏觀、微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)材料性質(zhì)的影響111115無(wú)機(jī)膠凝材料112水硬性膠凝材料111115混凝土232222215鋼材1111116木材、石材、瀝青和粘土21111219八 零 教 育瀝青l(xiāng) 瀝青是一種有機(jī)膠凝材料，它是由十分復(fù)雜的高

4、碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘伲ㄑ酢⒌颍┑难苌锼M成的混合物。瀝青在常溫下一般呈固體或半固體，也有少數(shù)品種的瀝青呈粘性液體狀態(tài)，可溶于二硫化碳、四氯化碳、三氯甲烷和苯等為黑褐色或褐色，顏色瀝青八 零 教 育瀝青焦油瀝青地瀝青煤瀝青等石油瀝青天然瀝青粘稠石油瀝青液體石油瀝青瀝青八 零 教 育l 1密度瀝青品種克拉瑪依90 號(hào)歡喜嶺90 號(hào)新加坡殼牌伊朗相對(duì)密度0.97311.0041.0341.03瀝青八 零 教 育2粘滯性l 1）定義l 指瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移時(shí)抵抗剪切變形的能力。2）測(cè)定方法l 針入度試驗(yàn)l 標(biāo)準(zhǔn)粘度試驗(yàn)瀝青八 零 教 育h瀝青八 零 教 育瀝青八 零 教 育針

5、入度試驗(yàn)適用于測(cè)定粘稠石油瀝青稠度：針入度劃分瀝青標(biāo)號(hào)l 1.表示方法：PT,m ,tl P為針入度T為試驗(yàn)溫度 m為荷載重 t為貫入時(shí)間l 2.標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件：l T =5 15 25 30 （ ±0.1 ）l m = 100gt = 5sl P（ 25、100g、5S) = 讀數(shù)(0.1mm)瀝青八 零 教 育l 3.溫度穩(wěn)定性l （1）高溫敏感性軟化點(diǎn)測(cè)定方法：法軟化點(diǎn)儀ll （2）低溫抗裂性測(cè)定方法：弗拉斯脆點(diǎn)儀l瀝青八 零 教 育l 4.塑性l 測(cè)定方法:延度試驗(yàn)瀝青八 零 教 育5.耐久性測(cè)定方法薄膜加熱試驗(yàn)(TFOT)瀝青八 零 教 育1. 煤瀝青與石油瀝青技術(shù)性質(zhì)的差異

6、1.煤瀝青的溫度穩(wěn)定性差2. 煤瀝青的氣候穩(wěn)定性差3. 煤瀝青的塑性較差4. 與礦質(zhì)材料表面粘附性能好5. 煤瀝青防腐性能好瀝青八 零 教 育2.乳化瀝青是將粘稠石油瀝青加熱至狀態(tài)，經(jīng)高速離心、攪拌及剪切等機(jī)械作用，使瀝青形成細(xì)小的微粒（粒徑約為25左右），再使瀝青微粒均勻地溶于有乳化劑和穩(wěn)定劑水溶液之中，形成的水包油型（O/W）乳濁液瀝青八 零 教 育乳化瀝青的特點(diǎn)：1. 可冷態(tài)施工，節(jié)約能源。2. 可在潮濕的環(huán)境下使用3.可施工環(huán)境4. 穩(wěn)定性差5. 乳化瀝青修筑路面成型期較長(zhǎng)八 零 教 育水泥主要內(nèi)容：常用（硅酸鹽）水泥的生產(chǎn)工藝常用（硅酸鹽）水泥的特性影響常用水泥性能的因素重點(diǎn)內(nèi)容：硅

7、酸鹽水泥礦物成分特點(diǎn)硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化難要點(diǎn)：硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化求：掌握硅酸鹽水泥的礦物成分特點(diǎn)掌握硅酸鹽水泥凝結(jié)和硬化八 零 教 育水泥水泥，指加水拌和成塑性漿體后，能膠結(jié)砂、石等適當(dāng)材料并能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。 土木工程通常采用的水泥主要有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥稱為我國(guó)的五大水泥。l 硅酸鹽水泥分兩種類型，不摻加混合材料的稱型硅酸鹽水泥，代號(hào)·；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超過(guò)質(zhì)量石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱型硅酸鹽水泥，代號(hào)·。l 普通硅酸鹽水泥·l 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥

8、·l 粉煤灰硅酸鹽水泥·l 復(fù)合硅酸鹽水泥·礦渣硅酸鹽水泥·八 零 教 育水泥隨水泥比表面積增加，與相同高效減水劑的相容性變差，為減小度損失需要l增加更大摻量的高效減水劑。這樣不僅增加了施工費(fèi)用，而且可導(dǎo)致混凝土中水泥用量的增加，影響混凝土的耐久性。我國(guó)大多數(shù)水泥粉磨條件下，水泥磨得越細(xì)，其中的細(xì)顆粒越多。增加水泥的比表面積能提高水泥的水化速率，提高早期強(qiáng)度，但粒徑在1m以下的顆粒水化很快，幾乎對(duì)后期強(qiáng)度沒(méi)有任何貢獻(xiàn)，倒是對(duì)早期的水化熱、混凝土的自收縮和干燥收縮有貢l獻(xiàn)水化快的水泥顆粒水化熱起混凝土的自干燥收縮。得早；因水化快消耗混凝土內(nèi)部的水分較快，引

9、八 零 教 育水泥細(xì)顆粒容易水化充分，產(chǎn)生的易于干燥收縮的凝膠和其他水化物。粗顆粒l的減少，減少了穩(wěn)定體積的未水化顆粒，因而影響到混凝土的長(zhǎng)期性能。在美國(guó)1937年按特快硬水泥生產(chǎn)的水泥I與現(xiàn)今水泥的平均水平的組成和細(xì)度相當(dāng)，當(dāng)時(shí)采用這種快硬水泥的混凝土10年后強(qiáng)度倒縮了；而1923年使用粗水泥的混凝土，直到50年后強(qiáng)度還在增長(zhǎng)。水泥細(xì)度還會(huì)影響混凝土的抗凍性，細(xì)水泥的易裂性可能與其低抗拉強(qiáng)度有關(guān)。八 零 教 育水泥一般，凡是能提高混凝土早期強(qiáng)度的因素，都會(huì)影響混凝土后期強(qiáng)度的增長(zhǎng)，所以目前在配制混凝土?xí)r都有較大的強(qiáng)度富余，以期補(bǔ)償這種后期強(qiáng)度的損失，這無(wú)疑會(huì)造成很大的浪費(fèi)?，F(xiàn)在看來(lái)，問(wèn)題遠(yuǎn)比

10、此更嚴(yán)重，早期的高強(qiáng)度所帶來(lái)的后患是混凝土結(jié)構(gòu)物提早劣化。因此，除非工程有特殊需要，應(yīng)盡量避免使用早強(qiáng)水泥。l （2）混凝土早期高強(qiáng)度的需求促使了水泥向高C3S和高C3A、高比表面積發(fā)展，再加上低水灰比、高水泥用量、超細(xì)礦物摻合料的使用，造成在約束狀態(tài)下的混凝土因溫度收縮、自收縮、干燥收縮和較高的早期彈性模量而產(chǎn)生較大的內(nèi)部應(yīng)力，早期的低徐變無(wú)法緩解這種應(yīng)力而產(chǎn)生早期裂縫；內(nèi)部不可見的微裂縫在混凝土長(zhǎng)期使用過(guò)l程干燥環(huán)境中繼續(xù)發(fā)展，是混凝土提早劣化的主要。八 零 教 育水泥普通硅酸鹽水泥l(xiāng) 凡由硅酸鹽水泥熟料、6%-15%的混合材料及適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料， 稱為普通硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱

11、普通水泥。標(biāo)準(zhǔn)對(duì)普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求有：ll （1）細(xì)度篩孔為80µm的方孔篩的篩余不得超過(guò)10%，否則為不。l （2）凝結(jié)時(shí)間初凝時(shí)間不得早于45分鐘，終凝時(shí)間不得遲于10小時(shí)。l （3）標(biāo)號(hào)硅酸鹽水泥分個(gè)強(qiáng)度等級(jí)個(gè)類型，即、八 零 教 育水泥普通硅酸鹽水泥由于混合材料摻量較少，其性質(zhì)與硅酸鹽水泥基本相同，略有差異，主要表現(xiàn)為：l （1）早期強(qiáng)度略低l （2）耐腐蝕性稍好l （3）水化熱略低l （4）抗凍性和抗?jié)B性好l （5）抗炭化性略差l （6）耐磨性略差八 零 教 育水泥礦渣硅酸鹽水泥l(xiāng) 礦渣硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱礦渣水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-70%的?；郀t礦渣及適量石膏

12、組成。l 礦渣硅酸鹽水泥適合用于有耐熱要求的混凝土工程，不適合用于有抗凍性要求的混凝土工程八 零 教 育水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥l(xiāng) 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱火山灰水泥。它由硅酸鹽水泥熟料、20%-50%的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏組成。l 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥適合用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程，不適合用于干燥環(huán)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八 零 教 育水泥三種水泥的共性（1） 早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度發(fā)展高。這三種水泥不適合用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土工程，如冬季施工、現(xiàn)澆工程等。（2） 對(duì)溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù)。（3） 耐腐蝕性好。適合用于有硫酸鹽、鎂鹽、軟水等腐蝕作用的環(huán)境，

13、如水工、海港、碼頭等混凝土工程。（4） 水化熱少。適合用于大體積混凝土。（5） 抗凍性差。（6）抗炭化性較差。不適合用于含量高的工業(yè)廠房，如鑄造、翻砂車間。八 零 教 育水泥l(xiāng) 二.硅酸鹽水泥熟料的礦物組成l （）硅酸三鈣硅酸三鈣的化學(xué)成分為ll a·i2，其簡(jiǎn)寫為3S。它是硅酸鹽水泥熟料中最主要的礦物成分，約占水泥熟料總量的。硅酸三鈣遇水后能夠很快與水產(chǎn)生水化反應(yīng)，并產(chǎn)生較多的水化熱。它對(duì)促進(jìn)水泥的凝結(jié)硬化，特別是對(duì)水泥天內(nèi)的早期強(qiáng)度以及后期強(qiáng)度都起主要作用。八 零 教 育水泥l(xiāng) （）硅酸二鈣硅酸二鈣的化學(xué)成分為l 2a·i2，其簡(jiǎn)寫為C2S，約占水泥熟料總量的1537。

14、硅酸二鈣遇水后反應(yīng)較慢，水化熱也較低。它不影響水泥的凝結(jié)，對(duì)水泥的后期強(qiáng)度起主要作用。八 零 教 育水泥l(xiāng) （）鋁酸三鈣鋁酸三鈣的化學(xué)成分是CaO·Al2O3，其簡(jiǎn)寫為C3，約占水泥熟料總量的l715。鋁酸三鈣遇水后反應(yīng)極快，產(chǎn)生的熱量大而且很集中。鋁酸三鈣對(duì)水泥的凝結(jié)起主導(dǎo)作用，但其水化產(chǎn)物強(qiáng)度較低，主要對(duì)水泥的早期強(qiáng)度有所貢獻(xiàn)。八 零 教 育水泥l(xiāng) （）鐵鋁酸四鈣l 鐵鋁酸四鈣的化學(xué)成分為:l CaO·Al2O3·Fe2O3，其簡(jiǎn)寫為4AF，約占水泥熟料總量的1018。鐵鋁酸四鈣遇水時(shí)水化反應(yīng)也很快，水化熱較低，水化產(chǎn)物的強(qiáng)度不高，對(duì)水泥石的抗壓強(qiáng)度貢獻(xiàn)不大，

15、主要對(duì)抗折強(qiáng)度貢獻(xiàn)較大。八 零 教 育水泥l(xiāng) 3.硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥遇水后，水泥中的各種礦物l成分會(huì)很快發(fā)生水化反應(yīng)，生成各種水化物。2(3CaO × SiO2 ) + 6H2O = 3CaO × SiO2 ×3H2O + 3Ca(OH)2l 硅酸三鈣水水化硅酸鈣氫氧化鈣2(2CaO × SiO2 ) + 4H2O = 3CaO × 2SiO2 ×3H2O + 3Ca(OH)2l 硅酸二鈣水水化硅酸鈣氫氧化鈣3CaO × Al2O3 + 6H2O = 3CaO × Al2O3 × 6H2Ol 鋁酸

16、三鈣水水化鋁酸三鈣4CaO × Al2O3 × Fe2O3 + 7H2O = 3CaO × Al2O3 ×6H2O + CaO × Fe2O3 × H2O鐵鋁酸四鈣水水化鋁酸三鈣水化鐵酸鈣八 零 教 育l 水泥中的石膏也很快與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成難溶的水化硫鋁酸鈣針狀結(jié)晶體，也稱為鈣礬石晶體：3(CaSO4 × 2H2O) + 3CaO × Al2O3 × 6H2O +19H2O =3CaO × Al2O3 ×3CaSO4 ×31H2Ol水化硫鋁酸鈣（鈣礬石）l八 零 教 育水

17、泥l(xiāng) 4. 硅酸鹽水泥的凝結(jié)和硬化水泥加水拌合后的劇烈水化反應(yīng)，一方面使水泥漿中起潤(rùn)滑作用的自由水分l逐漸減少；另一方面，水化產(chǎn)物在溶液中很快達(dá)飽和或過(guò)飽和狀態(tài)而不斷析出，水泥顆粒表面的新生物厚度逐漸增大，使水泥漿中固體顆粒間的間距逐漸減小， 越來(lái)越多的顆粒相互連接形成了骨架結(jié)構(gòu)。此時(shí)，水泥漿便開始慢慢失去可塑性，表現(xiàn)為水泥的初凝。八 零 教 育水泥l(xiāng) 由于鋁酸三鈣水化極快，會(huì)使水泥很快凝結(jié)，為使工程使用時(shí)有足夠的操作時(shí)間，水泥中加入了適量的石膏。水泥加入石膏后，一旦鋁酸三鈣開始水化，石膏會(huì)與水化鋁酸三鈣反應(yīng)生成針狀的鈣礬石。鈣礬石很難溶解于水，可以形成一層保護(hù)膜覆蓋在水泥顆粒的表面，從而阻礙

18、了鋁酸三鈣的水化，了水泥顆粒表面水化產(chǎn)物的向外擴(kuò)散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝時(shí)間得以延緩。八 零 教 育水泥l(xiāng) 當(dāng)摻入水泥的石膏消耗殆盡時(shí)，水泥顆粒表面的鈣礬石覆蓋層一旦被水泥水化物的積聚物所，鋁酸三鈣等礦物的再次快速水化得以繼續(xù)進(jìn)行，水泥顆粒間逐漸相互靠近，直至連接形成骨架。水泥漿的塑性逐漸消失，直到終凝。八 零 教 育水泥l(xiāng) 隨著水泥水化的不斷進(jìn)行，水泥漿結(jié)構(gòu)內(nèi)部孔隙不斷被新生水化物填充和加固的過(guò)程，稱為水泥的“凝結(jié)”。隨后產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并逐漸變成堅(jiān)硬的人造石水泥石，這一過(guò)程稱為水泥的“硬化”。實(shí)際上，水泥的水化過(guò)程很慢，較粗水泥顆粒的內(nèi)部很難完全水化。l因此，硬化后的水泥石是由

19、晶體、膠體、未完全水化顆粒、游離水及氣孔等組成的不均。八 零 教 育水泥l(xiāng) 5.影響水泥凝結(jié)硬化的主要因素（）礦物組成不同礦物成分和水起反應(yīng)時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)是不同的，如C3A水化速率最快，ll放熱量最大而強(qiáng)度不高；l C2S水化速率最慢，放熱量最少，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)迅速等。因此，改變水泥的礦物組成，其凝結(jié)硬化情況將產(chǎn)生明顯變化。水泥的礦物組成是影響水泥凝結(jié)硬化的最重要的因素.八 零 教 育水泥l(xiāng) (）水泥漿的水灰比水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之比。當(dāng)水泥漿中加水較多時(shí)，l水灰比較大，此時(shí)水泥的初期水化反應(yīng)得以充分進(jìn)行；但是水泥顆粒間原來(lái)被水隔開的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接形

20、成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，所以水泥漿凝結(jié)較慢。l 水泥漿的水灰比較大時(shí)，多余的水分蒸發(fā)后形成的孔隙較多, 造成水泥石的強(qiáng)度較低，因此水泥漿的水灰比過(guò)大時(shí)，會(huì)明顯降低水泥石的強(qiáng)度。八 零 教 育水泥l(xiāng) （4）水泥的細(xì)度l 在礦物組成相同的條件下，水泥磨得愈細(xì)，水泥顆粒平均粒徑小，比表面積大， 水化時(shí)與水的接觸面大，水化速度快，相應(yīng)地水泥凝結(jié)硬化速度就快，早期強(qiáng)度就高。八 零 教 育水泥l(xiāng) （5）環(huán)境溫度和濕度l 在適當(dāng)溫度條件下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度較快。反應(yīng)產(chǎn)物增長(zhǎng)較快，凝結(jié)硬化，水化熱較多。相反，溫度降低，則水化反應(yīng)減慢，強(qiáng)度增長(zhǎng)變緩。但高溫養(yǎng)護(hù)往往導(dǎo)致水泥后期強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，甚至下降

21、。l 水的存在是水泥水化反應(yīng)的必要條件。當(dāng)環(huán)境濕度十分干燥時(shí)，水泥中的水分將很快蒸發(fā)，以致水泥不能充分水化，硬化也將停止；反之，水泥的水化將得以充分進(jìn)行，強(qiáng)度正常增長(zhǎng)。八 零 教 育水泥l(xiāng) （6）齡期（時(shí)間）l 水泥的凝結(jié)硬化是隨時(shí)間延長(zhǎng)而漸進(jìn)的過(guò)程，只要溫度、濕度適宜，水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)可持續(xù)若干年。八 零 教 育水泥l(xiāng) 6. 硅酸鹽水泥的技術(shù)要求l （）細(xì)度l 水泥顆粒的粗細(xì)程度對(duì)水泥的使用有重要影響。水泥顆粒粒徑一般在7200 m范圍內(nèi)。八 零 教 育水泥l(xiāng) （）標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量l 稠度是水泥漿達(dá)到一定度時(shí)的需水量。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定檢驗(yàn)水泥的凝結(jié)時(shí)間和體積安定性時(shí)需用“標(biāo)準(zhǔn)稠度”的水泥凈漿?！皹?biāo)準(zhǔn)稠度

22、”是人為規(guī)定的稠度，其用水量采用水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度測(cè)定儀測(cè)定。硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量一般在之間。l 為使水泥凝結(jié)時(shí)間和安定性的測(cè)定結(jié)果具有可比性，在此兩項(xiàng)測(cè)定時(shí)必須采用標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定，水泥凈漿稠度是采用標(biāo)準(zhǔn)維卡儀測(cè)定的，以試桿沉入凈漿距底板±時(shí)的稠度為“標(biāo)準(zhǔn)稠度”，此時(shí)的用水量為標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。八 零 教 育水泥l(xiāng) （3）凝結(jié)時(shí)間l 水泥從加水開始到失去其性，即從液體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)的過(guò)程稱為水泥的凝結(jié)過(guò)程。這個(gè)過(guò)程所需要的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間。l 凝結(jié)時(shí)間分初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間為水泥加水拌和至標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿完全失去可塑性所需的時(shí)間。終凝時(shí)間為水泥加水拌

23、和至標(biāo)準(zhǔn)稠度的凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥的凝結(jié)時(shí)間是以標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥凈漿，在規(guī)定溫度及濕度環(huán)l境下用水泥凈漿凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀測(cè)定。硅酸鹽水泥的初凝時(shí)間不得早于45min，終凝時(shí)間不得遲于6h 30min。八 零 教 育水泥l(xiāng) （）體積安定性l 水泥漿體硬化后體積變化的均勻性稱為水泥的體積安定性。即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性理，不得應(yīng)用于工程中，否則將導(dǎo)致嚴(yán)重后果。積安定性不良的水泥應(yīng)作廢品處八 零 教 育水泥l(xiāng) 導(dǎo)致水泥安定性不良的主要一般是由于熟料中的游離氧化鈣、游離氧化鎂或摻入石膏過(guò)多等造成的，其中游離氧化鈣是一種最為常見，影響也是

24、最嚴(yán)重的因素。熟料中所含游離氧化鈣或氧化鎂都是過(guò)燒的，結(jié)構(gòu)致密，水化很慢。加之被熟料中其它成分所包裹，使得其在水泥已經(jīng)硬化后才進(jìn)行熟化，生成六方板狀的Ca（OH）2晶體，這時(shí)體積膨脹以上，從而導(dǎo)致不均勻體積膨脹，使水l泥石開裂。l當(dāng)石膏摻量過(guò)多時(shí)，在水泥硬化后，殘余石膏與水化鋁酸鈣繼續(xù)反應(yīng)生成鈣礬石，體積增大約1.5倍，從而導(dǎo)致水泥石開裂。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定水泥的體積安定性用雷氏法或試餅沸煮法檢驗(yàn)。l八 零 教 育水泥l(xiāng) （5）強(qiáng)度l 強(qiáng)度是評(píng)價(jià)硅酸鹽水泥質(zhì)量的又一個(gè)重要指標(biāo)。水泥的強(qiáng)度是按照標(biāo)準(zhǔn)方作的水泥膠砂試件，在20±1°C溫度的水中，養(yǎng)護(hù)到規(guī)定齡期時(shí)檢測(cè)的強(qiáng)度值。其中標(biāo)準(zhǔn)試件

25、為4cm×4cm×16cm，膠砂中水泥與標(biāo)準(zhǔn)砂之比為 1：3 （W/C=0.5），標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)齡期分別為 d和28d分別檢驗(yàn)其抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。按照測(cè)定結(jié)果，將硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。八 零 教 育水泥l(xiāng) (6) 堿含量水泥中含有較多的強(qiáng)堿物Na2O或 K2O時(shí)， 容易發(fā)生不良反應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)造成危害。l因而標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥中的含堿量不得大于0.6%。l 高含堿量的水泥會(huì)生成抗裂性能差的凝膠，加重混凝土后期的干燥收縮，所以不論骨料是否有活性，都應(yīng)當(dāng)限制對(duì)水泥和混凝土中的含堿量。八 零 教 育水泥l(xiāng) 7. 水泥石的腐蝕

26、l 7.1 水泥石腐蝕的方式l （）軟水侵蝕水泥石長(zhǎng)期接觸軟水時(shí)，會(huì)使水泥石中的氫氧化鈣不斷被溶出，當(dāng)水l泥石中游離的氫氧化鈣減少到一定程度時(shí)，水泥石中的其它含鈣礦物也可能分解和溶出，從而導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度降低，甚至破壞。當(dāng)水泥石處于軟水環(huán)境時(shí)，特別是處于更快。的軟水環(huán)境中時(shí)，水泥被軟水侵蝕的速度水泥八 零 教 育l （）一般酸的腐蝕工程結(jié)構(gòu)處于各種酸性介質(zhì)中時(shí)，酸性介質(zhì)易與水泥石中的氫氧化l鈣反應(yīng)，其反應(yīng)產(chǎn)物可能溶于水中而流失，或發(fā)生體積膨脹造成結(jié)構(gòu)物的局部被脹裂，破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其基本化學(xué)反應(yīng)式為：+Ca(OH)2 + 2H® Ca+ + 2H O2八 零 教 育水泥l(xiāng) （

27、）碳酸的腐蝕l 雨水及水中常溶有較多的，形成了碳酸。碳酸水先與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸鈣，碳酸鈣再與碳酸反應(yīng)生成可溶性的碳酸氫鈣，并隨水流失，從而破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)。其腐蝕反應(yīng)過(guò)程為：Ca(OH)2 + CO2 + H2O = CaCO3 + 2H2OCO2 + H2O + CaCO3 Û Ca(HCO3 )2八 零 教 育水泥l(xiāng) （）硫酸鹽的腐蝕l 當(dāng)環(huán)境中含有硫酸鹽的水滲入到水泥石結(jié)構(gòu)中時(shí)，會(huì)與水泥石中的氫氧化鈣反應(yīng)生成石膏，石膏再與水泥石中的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成鈣礬石，產(chǎn)生1.5倍的體積膨脹，這種膨脹必然導(dǎo)致脆性水泥石結(jié)構(gòu)的開裂，甚至鈣礬石為微觀針狀

28、晶體，人們常稱其為水泥桿菌。由于4CaO × Al2 O3 ×12H2O + 3CaSO4 + 20H2O= 3CaO × Al2 O3 ×3CaSO4 ×31H2O + Ca(OH )2l 此外，有些其它物質(zhì)也能腐蝕水泥石，如鎂鹽、強(qiáng)堿、糖類、脂肪等。八 零 教 育水泥l(xiāng) 水泥用混合材料可按其活性的不同，分為活性混合材料和非活性混合材料。l 1.水泥混合材料l 混合材料磨成細(xì)粉并與石灰或石膏混合均勻，用水拌和后，在常溫下可生成具有水硬性的水化物，這種性質(zhì)稱為混合材料的火山灰活性?；旌喜牧戏譃榛钚曰旌喜牧虾头腔钚曰旌喜牧?。八 零 教 育水泥l(xiāng)

29、常用的活性混合材料有?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰等。其主要化學(xué)成分為活性氧化硅和活性氧化鋁。這些活性材料本身發(fā)生水化反應(yīng)，不產(chǎn)生膠凝性。但在氫氧化鈣或石膏等溶液中，它們卻能產(chǎn)生明顯的水化反應(yīng)，形成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O ® xCaO × SiO2 × nH2O xCa(OH)2 + Al2O3 + mH2O ® yCaO × Al2O3 × nH2O八 零 教 育水泥活性混合材料系指具有火山灰性或潛在水硬性的混合料。煉鋼廠冶煉生鐵時(shí)的副。l粒化高爐礦渣主要成分：CaO、Al2O

30、3、SiO2。具有較高的化學(xué)潛能，但穩(wěn)定性差。l 主要成分：Al2O3、SiO2。l 本身不硬化，+石灰+水起膠凝作用。ll火山灰質(zhì)混合材料l 火力發(fā)電廠煤粉排出的細(xì)顆粒廢渣。l 主要成分：較多的SiO2、Al2O3和少量的CaO，具有較高的活性。粉煤灰八 零 教 育水泥l(xiāng) 凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的水泥熟料加入61的混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱普通水泥），代號(hào)P.O.l 普通硅酸鹽水泥的主要性能特點(diǎn)如下：l （1）早期強(qiáng)度略低，后期強(qiáng)度高。l （2）水化熱略低。（3）抗?jié)B性好，抗凍性好，抗碳化能力強(qiáng)。l （4）抗侵蝕、抗腐蝕能力

31、稍好。l （5）耐磨性較好；耐熱性能較好。l 普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用范圍和硅酸鹽水泥相同。八 零 教 育水泥l(xiāng) 4.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥l(xiāng) 由硅酸鹽水泥熟料和的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱火山灰水泥），代號(hào)。l 火山灰水泥的主要性能特點(diǎn)如下：l （1）早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高。對(duì)溫度敏感，適宜于高溫養(yǎng)護(hù)。l （2）水化熱較低，放熱速度慢。（3）具有較強(qiáng)的抗侵蝕、抗腐蝕能力l （4）需水性大，干縮率較大。（5）抗?jié)B性好，抗凍性較差，抗碳化能力差， 耐磨性差。八 零 教 育水泥l(xiāng) 高 鋁 水 泥l(xiāng) 定義:高鋁酸水泥屬于鋁酸鹽類水泥,它是由綠礬土和石

32、灰石為原料,經(jīng)高溫熔融煅燒所得的以鋁酸鈣為主要成分的熟料,經(jīng)磨細(xì)而得的水硬性膠凝材料.l 高鋁水泥的應(yīng)用l 適于：l 緊急搶修的工程，臨時(shí)軍事工事；l 冬季施工的工程水化放熱量大且集中；l 有抗硫酸鹽腐蝕要求的工程f-CaO極少l 耐高溫（13001400）的工程高溫時(shí)，燒結(jié)結(jié)合代替了水化結(jié)合。八 零 教 育水泥l(xiāng) 高鋁水泥不適用于：l 長(zhǎng)期承重的結(jié)構(gòu)工程晶體轉(zhuǎn)變引起的強(qiáng)度倒縮；l 大體積工程溫度過(guò)高引起強(qiáng)度倒縮。l 與硅酸鹽水泥混用八 零 教 育水泥l(xiāng) 其它品種水泥l(xiāng) 1. 道路硅酸鹽水泥凡由適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分，并且鐵鋁l酸鈣含量較多的硅酸鹽水泥熟料，稱為道路

33、硅酸鹽水泥熟料。以道路硅酸鹽水泥熟料，活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的l水硬性膠凝材料稱為道路硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱道路水泥。八 零 教 育水泥l(xiāng) 道路硅酸鹽水泥強(qiáng)度較高，特別是抗折強(qiáng)度高、耐磨性好、干縮率低，抗沖擊性、抗凍性和抗硫酸鹽侵蝕能力比較好。因而特別適用于水泥混凝土路面、機(jī)場(chǎng)跑道、車站及公共廣場(chǎng)等工程的面層混凝土中應(yīng)用。八 零 教 育水泥l(xiāng) 膨脹水泥l(xiāng) 膨脹水泥是硬化過(guò)程中不產(chǎn)生收縮，而具有一定膨脹性能的水泥。工程應(yīng)用ll 在道橋工程中，膨脹水泥常用于水泥混凝土路面、機(jī)場(chǎng)道面或橋梁修補(bǔ)混凝土。此外用于防止?jié)B漏、修補(bǔ)裂縫及管道接頭等工程八 零 教 育水泥l(xiāng) 6. 白色硅酸鹽水泥、彩色硅酸鹽水

34、泥l(xiāng) 白色硅酸鹽水泥的組質(zhì)與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是在配料和生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格因而具有白色。著色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量，八 零 教 育水泥l(xiāng) 彩色硅酸鹽水泥簡(jiǎn)稱彩色水泥。它是用白水泥熟料，適量石膏和耐堿礦物顏料共同磨細(xì)而制成的。也可以在白水泥生料中加入適當(dāng)金屬氧化物作著色劑，在一定燃燒氣氛中直接燒成彩色水泥熟料。常用的有氧化鐵（紅、黃、褐、黑色）、氧化錳（褐、黑色）、氧化鉻（綠色）、群青（）、赭石（赭色）等。深色調(diào)的彩色水泥可在普通硅酸鹽水泥中摻入適當(dāng)顏料而制得。l 白水泥和彩色水泥廣泛地應(yīng)用于裝修中。如制作彩色水磨石、飾面磚、錦磚、馬賽克以及制作水刷石、

35、斬假石、水泥花磚等。八 零 教 育水泥l(xiāng) 硅酸鹽水泥熟料由那些礦物成分所組成？這些礦物成分對(duì)水泥的性質(zhì)有何影響？l 解 硅酸鹽水泥熟料的主要礦物成分有硅酸三鈣3S、硅酸二鈣C2S、鋁酸三鈣C3和鐵鋁酸四鈣4AF。這些礦物成分對(duì)水泥性質(zhì)產(chǎn)生的影響見下表：3SC2SC3C4AF凝結(jié)硬化速度快慢最快快28d水化熱大小最大中強(qiáng)度高早期低后期高低低耐腐蝕性差強(qiáng)中八 零 教 育水泥l(xiāng) 何謂水泥的體積安定性？水泥的體積安定性不良的的水泥應(yīng)如何處理？是什么？安定性不良l 解：水泥漿體硬化后體積變化的均勻性稱為水泥的體積安定性。即水泥硬化漿體能保持一定形狀，不開裂，不變形，不潰散的性質(zhì)。導(dǎo)致水泥安定性不良的主要是：l （1） 由于熟料中含有的的游離氧化鈣、游離氧化鎂過(guò)多；l （2）摻入石膏過(guò)多；八 零 教 育經(jīng)典考題安定性不的水泥（）。BA應(yīng)降低標(biāo)號(hào)使用不宜使用C摻入混合料后才能使用D使用時(shí)應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)八 零 教 育經(jīng)典考題與硫酸鹽接觸的混凝土工程中，不宜使用(A. 普通水泥)B.礦渣水泥C.粉煤灰水泥D.復(fù)合水泥八 零 教 育經(jīng)典考題成型條件 A.節(jié)省骨料B. 節(jié)省水泥C.提高和易性D.提高密實(shí)度時(shí)，盡量選用最大粒徑大的骨料，是為了(八 零 教 育經(jīng)典考題與硅酸鹽水泥比較，鋁