道路材料講義要點

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,水泥的發(fā)展歷史,國內(nèi)水泥發(fā)展簡介,第一頁，共四十頁。,概述,硅酸鹽水泥；,普通硅酸鹽水泥；,礦渣硅酸鹽水泥；,火山灰硅酸鹽水泥；,粉煤灰硅酸鹽水泥。,水泥,細(xì)磨成粉末狀，加適量水后成為可塑性的漿體，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化，并能將砂石等材料膠結(jié)成具有一定強(qiáng)度的整體的水硬性膠凝材料。,路橋工程中常用的水泥,第二頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的定義,都是通過適當(dāng)改變其礦物成分的含量或在硅酸,鹽水泥熟料中加入一定量的混合材料制成的。,由硅酸鹽水泥熟料、,05%,石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為硅酸鹽水泥，國外通稱,波特蘭水泥,。,硅酸鹽水泥分兩種類型,型 不摻加混合材料 代號：,P,型 摻加不超過水泥質(zhì)量,5%,的石灰石或?；郀t礦渣混合材料 代號：,P,其它品種的硅酸鹽水泥,第三頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝,生料制備與磨細(xì)；,生料煅燒；,熟料磨細(xì)；,工藝流程,。,石灰質(zhì)原料,粘土質(zhì)原料,校正原料,石 膏,生 料,熟 料,水泥成品,按比例配 合磨細(xì),煅燒,磨細(xì),第四頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥學(xué)習(xí)內(nèi)容,硅酸鹽水泥的熟料礦物組成,硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化機(jī)理,硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì),硅酸鹽水泥的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用,硅酸鹽水泥的腐蝕及防止,硅酸鹽水泥的出廠儲存和運輸,普通硅酸鹽水泥,第五頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的礦物組成與特性,水化放熱量,水泥熟料礦物的強(qiáng)度,硅酸鹽水泥的礦物組成,硅酸鹽水泥礦物組成的主要特性,水化反應(yīng)速度,第六頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的礦物組成,第七頁，共四十頁。,礦物名稱,硅酸三鈣,硅酸二鈣,鋁酸三鈣,鐵鋁酸四鈣,水化速度,快,慢,最快,快,水化放熱量,大,小,最大,中,強(qiáng)度,高,早期低,后期高,低,低,硅酸鹽水泥礦物成分的特性,練習(xí),第八頁，共四十頁。,水化放熱量,第九頁，共四十頁。,水泥熟料礦物的強(qiáng)度,第十頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的凝結(jié)與硬化,水泥的水化作用,水泥的凝結(jié)和硬化,水泥水,可塑性漿體,水泥石,水化反應(yīng),凝結(jié)硬化,第十一頁，共四十頁。,水泥的水化作用,第十二頁，共四十頁。,觀看動畫,水泥的凝結(jié)和硬化,水泥的凝結(jié)硬化過程,影響水泥凝結(jié)硬化的因素,第十三頁，共四十頁。,水泥與水拌和后，熟料礦物發(fā)生水化反應(yīng)，生,成各種水化產(chǎn)物，形成具有可塑性的水泥漿，隨著,時間的推移，水泥漿逐漸失去塑性，形成堅硬的水,泥石，這個轉(zhuǎn)變過程稱為水泥漿的凝結(jié)硬化過程，,這個過程分為四步：,初始反應(yīng)期；,潛伏期；,凝結(jié)期；,硬化期。,水泥的凝結(jié)硬化過程,觀看動畫,第十四頁，共四十頁。,影響水泥凝結(jié)硬化的因素,水泥熟料礦物組成的影響；,水泥細(xì)度的影響；,環(huán)境溫度、濕度的影響；,加水量的影響；,齡期的影響；,石膏摻量的影響；,摻合料的影響；,外加劑的影響。,第十五頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì),化學(xué)性質(zhì),相對密度,細(xì)度,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,凝結(jié)時間,體積安定性,強(qiáng)度與強(qiáng)度等級,第十六頁，共四十頁。,相對密度,硅酸鹽水泥的相對密度:,3.103.20,硅酸鹽水泥四種熟料礦物的相對密度,：,C,2,S,3.28,C,3,S,3.15,C,3,A,3.04,C,4,AF,3.77,第十七頁，共四十頁。,細(xì)度,負(fù)壓篩法,水篩法,干篩法,比表面積法,細(xì)度概念,水泥顆粒的粗細(xì)程度。,細(xì)度對水泥性質(zhì)的影響,水泥顆粒越細(xì)，水化速度越快，早期強(qiáng)度越高。,水泥顆粒太細(xì)，硬化后收縮變形大，不宜存放，且增加生產(chǎn)成本。,水泥細(xì)度檢驗方法,觀看動畫,第十八頁，共四十頁。,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,標(biāo)準(zhǔn)法(試桿法)；,代用法(試錐法)。,測定目的,使水泥的凝結(jié)時間和安定性具有可比較性。,標(biāo)準(zhǔn)稠度規(guī)定,標(biāo)準(zhǔn)維卡儀的試桿沉入凈漿并距底板的距離為,61mm,時凈漿的稠度為標(biāo)準(zhǔn)稠度。,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時所需的拌和水量。,測試方法,觀看錄像,觀看動畫,第十九頁，共四十頁。,凝結(jié)時間,概念,水泥從加水開始，到水泥漿失去可塑性所需的時間。,初凝時間,終凝時間,塑性流動漿體,稠硬不流動漿體,剛性固體隨,時間增強(qiáng),加水,初凝,終凝,誘導(dǎo)期,初凝時間,終凝時間,凝結(jié),硬化,觀看錄像,第二十頁，共四十頁。,用凝結(jié)時間測定儀。,國家標(biāo)準(zhǔn)對凝結(jié)時間的規(guī)定,硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于,45min；,終凝時間不得遲于,390min。,凝結(jié)時間測定方法,凝結(jié)時間,水泥凝結(jié)時間對施工的意義,初凝時間不能太短；終凝時間不能太長。初凝時間太短，會影響混凝土混合料的運輸和澆灌；終凝時間太長，則影響混凝土工程的施工進(jìn)度。,觀看動畫,第二十一頁，共四十頁。,體積安定性,雷氏法(標(biāo)準(zhǔn)法)；,試餅法(代用法,)。,概念,體積安定性表征水泥在硬化過程中體積變化的,均勻性。,引起水泥體積安定性不良的原因,水泥中含有過量的游離氧化鈣；,水泥中含有過量的游離氧化鎂；,水泥中石膏摻量過多。,測定方法,觀看錄像,第二十二頁，共四十頁。,強(qiáng)度與強(qiáng)度等級,分普通型和早強(qiáng)型兩種。,強(qiáng)度反映水泥的質(zhì)量水平和使用價值，水泥的強(qiáng)度越高，其膠結(jié)力越大。,強(qiáng)度測定,采用,ISO,法測定：以,1：3,的水泥和標(biāo)準(zhǔn)砂，加入規(guī)定數(shù)量的水(水灰比為,0.5,)，制成,4416cm,的標(biāo)準(zhǔn)試件，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，測其規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度。,強(qiáng)度等級,硅酸鹽水泥根據(jù)其28天的強(qiáng)度分為六個強(qiáng)度等,級：,42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R。,水泥型號,觀看錄像,第二十三頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的技術(shù)要求,序號,技術(shù)品質(zhì),指標(biāo),1,不溶物,型不得超過,0.75%,型不得超過,1.50%,2,氧化鎂,不得超過,5.0%,若經(jīng)過壓蒸安定性試驗合格,容許放寬到6%,3,三氧化硫,不得超過,3.5%,4,燒失量,型不得超過,3.0%,型不得超過,3.5%,普通水泥不得大于,5.0%,5,細(xì)度,硅酸鹽水泥比表面積大于,300m,2,/kg,普通水泥80um方孔篩篩余不得超過,10.0%,6,凝結(jié)時間,硅酸鹽水泥,初凝不得早于,45min,終凝不得遲于,380min,普通水泥,初凝不得早于,45min,終凝不得遲于,10h,7,安定性沸煮檢驗,合格,8,強(qiáng)度：各齡期強(qiáng)度不得低于表38數(shù)值,9,堿：水泥中堿含量按Na,2,O+0.658K,2,O計算值來表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.065,或供需雙方商定,第二十四頁，共四十頁。,水泥石的腐蝕及防止,水泥石的腐蝕,根據(jù)環(huán)境特點合理選擇水泥品種；,提高水泥石的密實度；,敷設(shè)耐蝕保護(hù)層。,水泥石腐蝕的防治措施,觀看動畫,第二十五頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用,凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度高；,水化放熱量大；,抗凍性好；,耐熱性差；,抗?jié)B性較好。,硅酸鹽水泥的特性,硅酸鹽水泥的應(yīng)用,第二十六頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的應(yīng)用,適用于地上、地下及水中重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝,土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土工程。,適用于要求早期強(qiáng)度高、冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū),遭受反復(fù)冰凍的工程。,不宜用于淡水、海水及工業(yè)污水環(huán)境中的混凝,土工程。,不宜用于有耐熱要求的工程。,第二十七頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥的運輸和保管,水泥在儲運過程中要防潮、防水以免水泥吸收,空氣中的水分，使表面顆粒水化，喪失膠結(jié)能力，,使強(qiáng)度降低。,水泥倉庫應(yīng)通風(fēng)，水泥袋要在20 30cm的木,板上碼放。,不同品種、不同強(qiáng)度及不同出廠日期的水泥應(yīng),分別貯存，不得混雜。,水泥的貯存期不宜超過3個月，過期水泥或有,受潮結(jié)塊現(xiàn)象的水泥應(yīng)重新檢驗強(qiáng)度。,第二十八頁，共四十頁。,普通硅酸鹽水泥,分為,32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R,六個強(qiáng),度等級。,定義,性能與用途,普通硅酸鹽水泥是在硅酸鹽水泥熟料中摻入少,量混合材料制成的，由于混合材料的摻量較小，所,以普通硅酸鹽水泥的性能和用途與硅酸鹽水泥基本,相同。,強(qiáng)度等級,第二十九頁，共四十頁。,由硅酸鹽水泥熟料、,615,混合材料與適量石膏共同磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥。,(,簡稱普通水泥,),代號：,P.O,混合材料的最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的,15%,，,其中容許用不超過水泥質(zhì)量,5%,的窯灰或不超過水泥質(zhì)量,10%,的非活性混合材料來代替。,非活性混合材料的最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的,10%。,普通硅酸鹽水泥的定義,第三十頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求（GB175-1999）,序號,技術(shù)品質(zhì),指標(biāo),1,不溶物,型不得超過,0.75%,型不得超過,1.50%,2,氧化鎂,不得超過,5.0%,若經(jīng)過壓蒸安定性試驗合格，容許放寬到6%,3,三氧化硫,不得超過,3.5%,4,燒失量,型不得大于,3.0%,型不得大于,3.5%,普通水泥不得大于,5.0%,5,細(xì)度,硅酸鹽水泥比表面積大于,300/kg,普通水泥80m方孔篩篩余不得超過,10.0%,6,凝結(jié)時間,硅酸鹽,水泥,初凝不得早于,45min,終凝不得遲于,390min,普通,水泥,初凝不得早于,45min,終凝不得遲于,10h,7,安定性沸煮檢驗,合格,8,強(qiáng)度各齡期強(qiáng)度不得低于規(guī)定數(shù)值,9,堿：水泥中堿含量按Na,2,O+0.658K,2,O計算值來表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.06%，或供需雙方商定,第三十一頁，共四十頁。,硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥各齡期強(qiáng)度,（GB175-1999）,品種,強(qiáng)度,等級,抗壓強(qiáng)度,（MPa）,抗折強(qiáng)度,（MPa）,品種,強(qiáng)度,等級,抗壓強(qiáng)度,（MPa）,抗折強(qiáng)度,（MPa）,3d,28d,3d,28d,3d,28d,3d,28d,硅,酸,鹽,水,泥,42.5,17.0,42.5,3.5,6.5,普,通,水,泥,32.5,11.0,32.5,2.5,5.5,42.5R,22.0,42.5,4.0,6.5,32.5R,16.0,32.5,3.5,5.5,52.5,23.0,52.5,4.0,7.0,42.5,16.0,42.5,3.5,6.5,52.5R,27.0,52.5,5.0,7.0,42.5R,21.0,42.5,4.0,6.5,62.5,28.0,62.5,5.0,8.0,52.5,22.0,52.5,4.0,7.0,62.5R,32.0,62.5,5.5,8.0,52.5R,26.0,52.5,5.0,7.0,第三十二頁，共四十頁。,練習(xí),現(xiàn)有甲乙兩廠生產(chǎn)的水泥，其熟料礦物組成如下，試比較兩種水泥的差異。,礦物組成%）,生產(chǎn)廠,C,3,S,C,2,S,C,3,A,C,4,AF,甲,45,30,15,10,乙,40,35,10,15,第三十三頁，共四十頁。,小 結(jié),硅酸鹽水泥是水硬性膠凝材料，是水泥混凝土,路面和橋梁的主要膠結(jié)材料。,水泥與水拌和后，發(fā)生水化硬化反應(yīng)，由可塑,性的漿體逐步凝結(jié)硬化成具有一定強(qiáng)度的水泥石。,水泥的技術(shù)性質(zhì)主要為細(xì)度、凝結(jié)時間、安定,性和強(qiáng)度。強(qiáng)度是水泥要求中最基本的指標(biāo)。,水泥分普通型和早強(qiáng)型兩種型號，水泥混凝土,路面為縮短養(yǎng)護(hù)期，提前通車，供應(yīng)條件許可時，,應(yīng)優(yōu)先選用早強(qiáng)型水泥。,第三十四頁，共四十頁。,JJ-5新標(biāo)準(zhǔn)水泥膠砂攪拌機(jī),ZJ-96新標(biāo)準(zhǔn)水泥膠砂震實臺,第三十五頁，共四十頁。,水泥的化學(xué)性質(zhì),水泥的化學(xué)指標(biāo)主要是控制水泥中有害化學(xué)成分的含量，要求其不超過一定的限量。若超過最大允許限量，水泥性能和質(zhì)量可能產(chǎn)生有害或潛在的影響。,氧化鎂含量,水泥熟料中的游離氧化鎂常在水泥硬化后才開始水化，產(chǎn)生體積膨脹，可導(dǎo)致水泥石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫甚至破壞，是引起水泥體積安定性不良的原因之一。,不溶物,水泥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，硅