建筑材料 第四章 水泥 教案

章节名称 第四章 水泥

授课目标

了解水泥的分类、矿物成分及性能

教学过程设计

新课教学要点

第一节硅酸碱水泥和普通水泥

硅酸盐水泥（波特兰水泥）定义及代号

熟料 →P •Ⅰ 组成 石膏

掺料 （0-5%）石灰石或粒化高炉矿渣→P •Ⅱ （6-15%）混合材料→P ·0

一、硅酸盐水泥的生产

石灰石 原料 粘 土 −−−−→安比例混合磨细

生料−−−→煅烧熟料−−−→磨细

水泥成品（二磨一烧） 铁矿石

石 膏

石灰石 CaO; 粘土Al 2O 3和SiO 2 ;铁矿石 Fe 2O 3 ;石膏 CaSO 4

水泥性能−−−

→取决熟料−−−→取决

矿物成分及含量比例 二、熟料的矿物成分及特性

水化 凝结 硬化 产生强度 发展强度 保护强度

水化热 初凝、终凝 护养：温度、湿度 水化速度 凝结硬化速度 强度发展速度 C 3A>C 3S>C 4AF>C 2S

水化热初凝、终凝早期、后期强度

性质C3S C2S C3A C4AF

凝结硬化速度快慢最快较快

水化时放热量高低最高中

高低高早期低、后期高低中强度

发展快慢快较快

水化速度：C3A>C4AF>C3S>C2S

三、凝结硬化过程

调节水泥凝结----适量石膏过少：起不到缓凝作用

过多：水泥腐蚀

水化产物：水化硅酸钙、水化铁酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。凝结标志着水泥浆市区流动性而具有一定的塑性强度，硬化则表示水泥浆固化后所建立的网状结构具有一定的机械强度。

四、技术性质

决定水泥能否使用的条件：合格品、不合格品、废品

含义、标准、意义（为什么、目的）

过细能耗大、硬化收缩大、易开裂可能性小

1.细度：粗细程度--- 适中不得大于某粒径

过粗能耗小、使用受影响可能性大

*细:表面积↑与水基础面积↑水化反应↑早期强度↑

*国标规定：硅酸盐水泥细度--比表面积大于300m2/kg;

普通水泥细度---0.08mm方孔筛筛余量不得超过10.0%

否则为不合格品

2.标准稠度用水量

--------指水泥拌制成特定的塑性状态（标准稠度）时所需的用水量（以占水泥重量的百分数表示）。

3.凝结时间初凝(不早于45min) 保证搅拌、运输、浇注所需时间；否则为废品。

终凝：决定拆模时间不宜过迟，否则为不合格品。

4.体积安定性：凝结硬化过程中体积变化的均匀性

国标规定：MgO<5.0%；蒸压检验合格，允许至6.0%

SO3<3.5% 否则为废品

5.强度：

6.水化热有利方面----冬季施工；不利方面----大体积混凝土

7.密度和堆积密度

硅酸盐水泥密度：3.1g/cm3；普通水泥:3.1g/cm3；堆积密度：1.3g/cm3。五、硅酸盐水泥的腐蚀及防护

淡水腐蚀：Ca(OH)2溶析内因：不密实硫酸盐腐蚀：C3A----呈针状晶体硫铝酸钙（水泥杆菌）；Ca(OH)2 Ca(OH)2 、C3A

镁盐腐蚀： Ca(OH)2------ 生成无胶凝能力的Mg(OH)2 外因：介质 碳酸腐蚀： Ca(OH)2 其他酸腐蚀：Ca(OH)2 强碱腐蚀： C 3A

1.合理选用水泥 采取的防护措施：※

2.提高水你的密实度

3.加做保护层 六、水泥性能的应用

凝结硬化快→快硬水泥； 早期强度高→现浇；抗冻性好→宜用冬季施工； 水化热大→大体积不宜；抗腐蚀性差的→不宜用于侵蚀性质作用的工程。

第二节 混合材料和掺混合材料的硅酸盐水泥

一、混合材料

活 性：粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰。与Ca(OH)2生成水硬性胶凝材料，改善硅酸盐水泥性能。

非活性：石英砂、石灰石、粘土、废渣。仅起填充作用。 二、掺混合材料水泥种类

硅酸盐水泥熟料 −−−−−

→粒化高炉矿渣

矿渣水泥 P •S 适 量 的 石 膏 −−−

→火山灰

火山灰水泥 P •P −−−

→粉煤灰粉煤灰泥 P •F 三、技术性质

共性（课本P28)

个性： P •S 耐热性好，干缩性大； P •P 抗渗性好，干缩性大。 P •F 干缩性小，抗裂性好。 四、复合硅酸盐水泥

1.定义及代号：P •C 熟+石+两种或两种以上规定的混合材料（15-50%） 常用水泥的特性（P29-表4-6）；常用水泥的选用（P29-表4-7）

2.选用、包装、标志、贮存

选用：环境条件 −−−

→按性能

合理选用：品种、等级 工程特点

验收：品种、数量、质量 贮运及保管

※ 1.防潮、防水

2.不同品种、等级分加贮存

3.贮存期3个月 第三节 其他品种水泥 一、快硬硅酸盐水泥

1.概念：熟料+适量水泥3d −−−−−

→以抗压强度

表示标号的水硬性胶凝材料

标号：325、375、425

2.技术要求：

（1）MgO<5.0%

（2）SO3<4%

（3）细度0.080mm方孔筛筛余<10%

（4）初凝时间不早于45min,终凝时间不迟于10h

（5）体积安定性要求沸煮法检验合格

3.特点：凝结硬化快，早期强度高；抗低温性能好；抗冻性好；与钢筋粘接力好，

对钢筋无侵蚀作用；抗硫酸侵蚀优于普通水泥，抗渗性、耐腐较好。

4.应用：适用于配制早强、高强混凝土；适用于紧急抢修工程、低温施工工程和

高强混凝土预制。

二、膨胀水泥

膨胀水泥比一般水泥多了一种膨胀组分（水化硫铝酸钙），在凝结硬化过程中，膨胀组分使水泥产生一定的膨胀值。克服了一般水泥产生的收缩。

应用：用于制造防水层和防水混凝土等

三、白色水泥

1.概念：以适当成分的生料烧到部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分、氧化铁含

量少的熟料加入适量的石膏，磨细制成的白色水硬性胶凝材料。

煅烧时用---天然气。（保持白度）

2.技术性质：

（1）细度--0.080mmf方孔筛筛余不得超过10%

（2）初凝>45min/终凝<12h

（3）体积安定性沸煮法必须合格

四、中热水泥和低热水泥

中热材料：C3A质量不得超过6%，C3A不得超过55%

低热材料：矿渣含量20--60%

五、高铝水泥

1.定义：以铝酸钙为主，氧化铝含量约为50%.

2.应用：水化热高，且集中在早起放出，适用于冬季施工；

水化时不析出Ca(OH)2，结构致密具有较好的抗硫酸盐腐蚀性能；

碱液对其腐蚀极强，不得与硅酸盐水泥、石灰的能析出Ca(OH)2的材料

混合使用，以免产生“闪凝”现象，导致无法施工。

课

后

反

思