第二篇 混凝土 硅酸盐水泥原料和生产,熟料矿物组成和水化特点.doc

第一篇 混凝土 内容： 水泥在现代土木工程中的地位、发展概况及分类，硅酸盐水泥的生产简介，熟料矿物组成和凝结硬化，水泥的技术要求，水泥石腐蚀与防止，水泥的性质及应用。混合材料的种类和作用，掺混合材料的硅酸盐水泥及技术要求、性质和应用。铝酸盐水泥的组成、性质和应用，其它水泥简介。 基本要求： 1．了解硅酸盐水泥的生产过程。[3] 2．理解硅酸盐水泥熟料的矿物组成与性能间关系。[2] 3．掌握硅酸盐水泥的技术性质及应用。[1] 4．根据实际工程能正确选择水泥品种。[2] 重点：硅酸盐水泥的技术性质及特性、应用，掺混合材硅酸盐水泥的特性。 难点：水泥凝结硬化机理，混合材料的二次反应。 概 述 目前砼是当今世界使用量最大的材料。 “混凝土”源于拉丁文“concretus”,原意是共同生长的意思。 胶凝材料 ＋ 骨料 ＋ 水 ＝ 砼 无机、有机、复合 颗粒、纤维 水泥 ＋ 天然砂、石 ＋ 水 ＝ 普通砼 混凝土在宏观上是颗粒状骨料均匀分散于水泥浆体中的分散体系，在细观上是不连续的非匀质体系，在微观上是多孔、多相（界面相）、高度无序的非均质材料。 第一章 胶凝材料――水泥 概 述 1．胶凝材料 （1）定义： 与水或水溶液拌合后，经一系列的物理、化学作用，能逐渐凝结硬化并形成具有一定强度的石状体。 （2）分类： 按硬化条件的不同，将无机胶凝材料分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。 ① 气硬性胶凝材料：只适用于地上或干燥环境，不适宜于潮湿环境，更不适宜于水中，只能在空气中凝结硬化，发展并保持强度。 ② 水硬性胶凝材料：不仅适用于地上工程而且适用于水中或潮湿环境中的工程，既可以在空气中又可以在水中凝结硬化、发展并保持强度。 （3）发展： ① 石膏－石灰时期 公元前2000～3000年开始 金字塔、长城 ② 石灰－火山灰时期 公元初～18世纪 古罗马圣庙建筑 ③ 水泥时期 1796年“罗马水泥” 1824年波特兰水泥 2．水泥的分类 （1）按矿物组成： ① 硅酸盐水泥② 铝酸盐水泥③ 硫铝酸盐水泥④ 铁铝酸盐水泥 （2）按用途和性质： ① 通用水泥： 硅酸盐水泥 P.Ⅰ 0% P.Ⅱ 5% 普通硅酸盐水泥 P.O 5～15％ 矿渣硅酸盐水泥 P.S 20～70％ 火山灰硅酸盐水泥 P.P 20～50％ 粉煤灰硅酸盐水泥 P.F 20～40％ 复合硅酸盐水泥 P.C 15～50％ ② 专用水泥： 道路水泥、砌筑水泥、油井水泥、大坝水泥… ③ 特种水泥： 膨胀水泥、快硬水泥、防辐射水泥、抗硫酸盐水泥、白色硅酸盐水泥… 第一节 硅酸盐水泥 定义：凡由硅酸盐水泥熟料，0～5％石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨成细粉制成的水硬性胶凝材料，成为硅酸盐水泥，并按掺合料的多少分为P.I和P.Ⅱ型。 硅酸盐水泥熟料：指以适当成分的生料烧制部分熔融，所得的以硅酸钙为主要成分的产物，简称熟料。 一．硅酸盐水泥的原料及生产 1．原材料 ① 石灰质：有石灰岩、白垩、凝灰岩等，主要提供CaO； ② 粘土质：有各种粘土、黄土等，主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3。 ③ 校正原料：铁矿粉、硅质原料、铝矾土等。 2．生产工序 简称“两磨一烧”。 （1）按生料的制备方法分：湿法和干法。 ① 湿法是将原料配好后，加水湿磨成含水约35％～40％的生料浆，经校正成分，搅拌后入窑煅烧。该法的优点是生料成分均匀，控制精确，产品质量高；缺点是能耗大。 ② 干法是将原料烘干，配制后研磨成生料粉入窑煅烧。由于干法比湿法产量高，且节约能源，所以是目前的常用方法。（窑外预分解） （2）按煅烧水泥所用的窑的类型分：回转窑和立窑。现立窑已经被限制使用。 3．煅烧过程 （1）经历干燥、预热、分解、烧成、冷却阶段，产生一系列物理－化学变化。 （2）温度的重要性：当温度从1300℃升到1450℃，再降至1300 二．硅酸盐水泥熟料的矿物组成及矿物成分的水化反应 水泥的质量主要取决于熟料的质量，优质的熟料应具有合适的矿物组成和岩相结构。 1．矿物组成： ① 硅酸三钙，C3S;② 硅酸二钙，C2S;③ 铝酸三钙，C3A;④ 铁铝酸四钙；C4AF;⑤ 还有少量的CaO、MgO、SO3及碱（K2O，Na2O）等有害成分。 2．矿物成分的水化反应 C3S＋H2O→C-S-H(C3S2H3)＋Ca(OH)2 C2S＋H2O→C-S-H＋Ca(OH)2 C3A＋H2O→C3AH6 C4AF＋H2O→C3AH6(水化铝酸钙)＋CFH(水化铁酸钙) 在上述水化反应进行