建筑材料-水硬性胶凝材料.ppt

能与水发生化学反应凝结和硬化,且在水下也能够凝结和硬化并保持和发展其强度的胶凝材料。水泥是一种典型的水硬性胶凝材料。
水硬性胶凝材料
水泥历史
1756年,:要获得水硬性石灰,必须采用含有粘土的石灰石来烧制;用于水下建筑的砌筑砂浆,最理想的成分是由水硬性石灰和火山灰配成。这个重要的发现为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础。
1796年,,外观呈棕色,很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物,命名为罗马水泥。因为它是采用天然泥灰岩作原料,不经配料直接烧制而成的,故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性,特别适用于与水接触的工程。
1813年,法国的土木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。
1824年,英国建筑工人约瑟夫·阿斯谱丁(Joseph Aspdin)发明了水泥并取得了波特兰水泥的专利权。他用石灰石和粘土为原料,按一定比例配合后,在类似于烧石灰的立窑内煅烧成熟料,再经磨细制成水泥。因水泥硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似,被命名为波特兰水泥。它具有优良的建筑性能,在水泥史上具有划时代意义。
水泥的特点和适用范围
水泥的特点
水泥是一种粉末状材料,加水后拌合均匀形成的浆体,不仅能够在干燥环境中凝结硬化,而且能更好地在水中硬化,保持或发展其强度,形成具有堆聚结构的人造石材。
水泥适用范围
不仅适合用于干燥环境中的工程部位,而且也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。
水泥的分类
按性能和用途分
粉煤灰硅酸盐水泥
火山灰质硅酸盐水泥
水泥
通用水泥
专用水泥
特性水泥
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
矿渣硅酸盐水泥
复合硅酸盐水泥
石灰石硅酸盐水泥
如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等
如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等
水泥的分类
按主要水硬性物质分
水泥种类
主要水硬性物质
主要品种
硅酸盐水泥
硅酸钙
绝大多数通用水泥、专用水泥和特性水泥
铝酸盐水泥
铝酸钙
高铝水泥、自应力铝酸盐水泥、快硬高强铝酸盐水泥等。
硫铝酸盐水泥
无水硫铝酸钙
硅酸二钙
有自应力硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥等
铁铝酸盐水泥
铁相、无水硫铝酸钙、硅酸二钙
有自应力铁铝酸盐水泥、膨胀铁铝酸盐水泥、快硬铁铝酸盐水泥等
氟铝酸盐水泥
氟铝酸钙、硅酸二钙
氟铝酸盐水泥等
以火山灰或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥
活性二氧化硅
活性氧化铝
石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、低热钢渣矿渣水泥等
第一节硅酸盐水泥
6
一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
硅酸盐水泥的原材料
生产硅酸盐水泥熟料的原材料
石灰质原料天然石灰石。也可采用与天然石灰石化学成分相似的材料如白垩、石灰石石等。
粘土质原料主要为粘土,其主要化学成分为SiO2,其次为Al2O3和少量Fe2O3。
铁矿粉采用赤铁矿,化学成分为Fe2O3。
石膏主要为天然石膏矿、无水硫酸钙等。
混合材料包括活性混合材料(粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等)和非活性混合材料(石灰石粉、磨细石英砂等)。
硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺
生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种;
硅酸盐水泥分为:Ⅰ型硅酸盐水泥(不掺混合材料)和Ⅱ型硅酸盐水泥(掺不超过5%混合材料)。
一、硅酸盐水泥的原材料和生产工艺
石灰石
粘土
铁矿粉
生料
石膏
硅酸盐水泥
混合材料
熟料
按比例混合
磨细
1350℃~1450℃
煅烧
磨细
二、熟料的矿物组成及其特性
熟料的矿物组成
水泥熟料矿物
硅酸二钙
铁铝酸四钙
游离氧化钙和氧化镁
铝酸三钙
硅酸三钙
碱类及杂质
2CaO•SiO2,C2S
4CaO•Al2O3•Fe2O3,C4AF
f-CaO和f-MgO
3CaO•Al2O3,C3A
3CaO•SiO2,C3S
化学式及简写
二、熟料的矿物组成及其特性
水泥熟料矿物的主要特性
熟料矿物磨细加水,均能单独与水发生化学反应,其特点见上表。
矿物名称
硅酸三钙
硅酸二钙
铝酸三钙
铁铝酸四钙
含量范围(质量%)
37~67
15~30
7~15
10~18
水化反应速度
快
慢
最快
快
强度
高
早期低,后期高
低
低(含量多时对抗折强度有利)
水化热
较高
低
最高
中