《水泥的物理性能》PPT課件.ppt

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生產(chǎn)人員培訓(xùn)教程,HuaxinCem,MWFT-黃石公司Speaker:周亮,,水泥的物理性能,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,本次課的目的,初步了解水泥物理性能的一些基本知識(shí),MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,本次課的內(nèi)容,密度與容積密度需水性（稠度、流動(dòng)度）凝結(jié)時(shí)間水泥體積安定性水泥強(qiáng)度保水性和泌水性抗?jié)B性干縮性■耐熱性水化熱■抗凍性,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,一、水泥密度與容積密度,1、水泥密度：水泥在絕對(duì)緊密（沒有空隙）的狀態(tài)下，單位容積所具有的質(zhì)量。以kg/m3或g/cm3表示。2、容積密度：水泥在疏松或緊密狀態(tài)下，單位容積所具有的質(zhì)量。以kg/m3或g/cm3表示。3、硅酸鹽水泥在疏松狀態(tài)的容積密度為0.9-1.3g/cm3，在緊密狀態(tài)的容積密度為1.4-1.7g/cm3。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥密度為3.1-3.2g/cm3；礦渣硅酸鹽水泥密度為3.0-3.1g/cm3；火山灰水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥密為2.7-3.1g/cm3。4、可以看出，摻入混合材的水泥密度都只有3.0左右，由此可間接地識(shí)別產(chǎn)硅酸鹽水泥或是火山灰、粉煤灰、礦渣水泥。5、影響水泥密度的因素：熟料礦物組成、熟料鍛燒程度、水泥的貯存時(shí)間和條件、以及混合材摻加量和種類等。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,二、需水性（稠度、流動(dòng)度）,1、需水性：在用水泥制得凈漿、砂漿或者拌制混凝土?xí)r，都需加入必需量的水分，一方面使其凝結(jié)硬化；另一方面使其具有一定的流動(dòng)性以便于施工時(shí)澆灌模型。2、稠度和流動(dòng)度是表示水泥需水性大小的參數(shù)，前者用于水泥凈漿，后者用于水泥砂漿和混凝土。3、標(biāo)準(zhǔn)稠度：為了使水泥凝結(jié)時(shí)間、體積安定性的測(cè)定具有準(zhǔn)確的可比性，規(guī)定水泥凈漿處于一種特定的可塑狀態(tài)。而標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量是指使水泥凈漿達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)稠度時(shí)所需要拌和的水量，以占水泥質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示。4、流動(dòng)度：是規(guī)定水泥砂漿和混凝土處于一種特定的和易狀態(tài)。砂漿流動(dòng)度是用跳桌儀器來測(cè)定，常用mm表示其大小。混凝土是以坍落度或干硬度表示。5、一般來說，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為：硅酸鹽水泥21-28%；普通水泥23-28%；礦渣水泥24-30%；火山灰、粉煤灰水泥26-32%6、影響需水量的因素：很多，其中最主要是細(xì)度、礦物組成及混合材,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,三、凝結(jié)時(shí)間,1、水泥從加水開始到失去流動(dòng)性，即從流體狀態(tài)發(fā)展到較致密的固體狀態(tài)，這個(gè)過程所需要的時(shí)間稱為凝結(jié)時(shí)間。分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。2、初凝為水泥從加水開始到水泥漿開始失去可塑性的時(shí)間。終凝為水泥從加水開始到水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)間。3、國(guó)標(biāo)規(guī)定：六大通用水泥的初凝不得早于45min，I型硅酸鹽水泥的終凝時(shí)間不得遲于6.5h；普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及復(fù)合水泥的終凝不得遲于10h。4、影響因素：多方面，如f-CaO、K2O、Na2O含量，熟料礦物組成、混合材摻加量，粉磨細(xì)度，水泥用水量及水泥的貯存時(shí)間等,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,四、水泥體積安定積,1、水泥體積安定性：簡(jiǎn)稱安定性，是指水泥加水后體積變化均勻性2、如果在水泥硬化以后產(chǎn)生了劇烈的不均勻的體積變化，也就是所謂的安定性不良，會(huì)使混凝土構(gòu)件、建筑物等產(chǎn)生變形、裂紋、甚至崩潰，造成嚴(yán)重的質(zhì)量事故。3、安定性直接反應(yīng)水泥質(zhì)量的好壞，是水泥質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。世界各國(guó)在控制水泥質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，十分重視安定性指標(biāo)。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定水泥的安定性不合格應(yīng)嚴(yán)禁出廠。4、安定性不良的原因：一般是由于熟料中所含的游離氧化鈣、游離氧化鎂或石膏摻入量過多造成。游離氧化鈣是影響安定性的主要因素。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,五、水泥強(qiáng)度,1、水泥強(qiáng)度：是水泥重要的物理力學(xué)性能之一。它是硬化的水泥石能夠承受外力破壞的能力。根據(jù)受力的形式不同水泥強(qiáng)度通常分抗壓、抗折兩種。以MPa表示。2、抗壓強(qiáng)度：水泥膠砂硬化試體承受壓縮破壞時(shí)的應(yīng)力。3、抗折強(qiáng)度：水泥膠砂硬化試體承受彎曲破壞時(shí)的最大應(yīng)力。4、表示水泥強(qiáng)度等級(jí)的指標(biāo)即為水泥強(qiáng)度。檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度一方面可以確定水泥的強(qiáng)度等級(jí)，對(duì)比水泥質(zhì)量的好壞；另一方面可以根據(jù)水泥實(shí)際強(qiáng)度設(shè)計(jì)混凝土，合理地使用水泥，保證工程質(zhì)量。這是檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度的重要意義。5、我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)方法采用國(guó)際ISO法。對(duì)每一個(gè)品種的水泥也都制定了強(qiáng)度品質(zhì)指標(biāo)。6、影響水泥強(qiáng)度的因素：熟料的礦物組成、煅燒程度、冷卻速度、水泥細(xì)度、用水量、環(huán)境溫度、濕度、外加劑、以及貯存時(shí)間和條件等。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,六、保水性和泌水性,泌水性（或析水性）：新拌水泥漿在靜止時(shí)析出水分的性能。保水性：水泥漿保留水分的性能泌水性是與保水性相反的現(xiàn)象，對(duì)制造均質(zhì)混凝土是有害的，因?yàn)閺幕炷林忻诔龅乃?huì)聚集在澆灌面層，使前后兩次澆灌的混凝土之間產(chǎn)生出一層含水較高的間層，將妨礙混凝土層與層間的結(jié)合。另外泌出水還會(huì)聚集在粗集料和鋼筋下面，這樣不僅會(huì)使混凝土和鋼筋握裹力大為減弱而且還會(huì)因這些水分的蒸發(fā)而遺留許多微小的孔隙，因而降低混凝土強(qiáng)度和抗水性。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,七、抗?jié)B性,水泥混凝土抵抗水的滲透作用的性能稱為抗?jié)B性。由于水工混凝土往往要承受較高的水壓，因此抗?jié)B性是水工用水泥的一個(gè)重要性能?；炷僚c耐久性有著密切關(guān)系。如果混凝土的抗?jié)B性很差，透過混凝土的水就可以把石灰浸析出來，而有時(shí)還會(huì)把有害的浸蝕物質(zhì)帶入混凝土內(nèi)部，使混凝土強(qiáng)度降低，甚至遭到破壞?；炷恋目?jié)B性主要與它的密實(shí)性有關(guān)，影響密實(shí)性的因素很多，如所用集料的致密程度、集料的級(jí)配、水泥中摻入混合材的性能、水泥用量以及混凝土澆灌時(shí)的搗實(shí)方法等。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,八、干縮性,水泥混凝土在硬化過程中必然會(huì)同時(shí)發(fā)生體積變化。在干燥環(huán)境中，混凝土的體積一般是收縮的。這種性能即為收縮性。收縮過大而引起混凝土體積的較大變形是一種不良現(xiàn)象，因?yàn)樗苁够炷羶?nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫而破壞，所以干縮是影響混凝土耐久性的重要因素之一。影響因素：很多，如單位體積混凝土的水泥用量、水灰比、集料的性質(zhì)和級(jí)配、混凝土硬化時(shí)間、硬化時(shí)周圍溫度和水泥質(zhì)量等。但主要因素是水泥質(zhì)量，水泥質(zhì)量包括水泥熟料的礦物組成、混合材的種類和摻加量以及粉磨細(xì)度等。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,九、耐熱性,水泥石受熱后，在一定溫度下其內(nèi)部的水化物和碳酸鹽等就會(huì)發(fā)生脫水作用。這些水化物受熱后分解成游離氧化鈣，在空氣中遇到水，又發(fā)生二次水化作用，生在成氫氧化鈣膨脹，從而破壞了水泥石的結(jié)構(gòu)水泥石中各成分脫水和分解溫度如下：水化硅酸鈣為160～300℃；水化鋁酸鈣為275～370℃；氫氧化鈣為400～590℃；碳酸鈣為810～870℃；當(dāng)硬化水泥石加熱到100～250℃時(shí)，由于凝膠體的脫水與部分氫氧化鈣產(chǎn)生的加速結(jié)晶對(duì)水泥石有增進(jìn)密度的作用，這時(shí)水泥石的強(qiáng)度不會(huì)降低，反而會(huì)有所提高。但當(dāng)加熱到250～300℃時(shí)，則由于水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽開始脫水，此時(shí)，水泥石的強(qiáng)度就降低。當(dāng)加熱到400～1000℃時(shí)碳酸鈣分解乘余的水分全部失去，使水泥石的強(qiáng)度降低得更快，甚至完全破壞。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,十、水化熱,水泥水化時(shí)，會(huì)有放熱現(xiàn)象。水化過程中所放出的熱量，稱為水化熱從水化熱對(duì)混凝土的危害性來看既需考慮放熱的數(shù)量，也需考慮放熱的速度。如果非常迅速放出大量的熱，那么對(duì)大體積混凝土就會(huì)造成不良后果。當(dāng)建筑物結(jié)構(gòu)斷面較小時(shí)，水泥水化時(shí)所放出的熱量通常會(huì)很迅速地散失到周圍的空間，不致引起混凝土溫度的顯著升高。然而在斷面大的結(jié)構(gòu)物中，由于混凝土的熱傳導(dǎo)率低，熱量就長(zhǎng)時(shí)間地存在于混凝土的內(nèi)部，致使混凝土內(nèi)部的溫度升高。由于內(nèi)外溫差明顯，產(chǎn)生有害內(nèi)應(yīng)力，嚴(yán)重?fù)p害混凝土結(jié)構(gòu)。因此降低混凝土內(nèi)部發(fā)熱量，是保證大體積混凝土質(zhì)量的重要因素。水化熱是大壩水泥主要技術(shù)要求之一。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,十一、抗凍性,在嚴(yán)寒地區(qū)使用水泥時(shí)，抗凍性是水泥石的重要性能之一。而水泥石的耐久性很大程度上也取決于它抵抗凍融循環(huán)的能力。水在結(jié)冰過程中體積增加9%，水在水泥石的毛細(xì)孔隙中結(jié)冰時(shí)由于冰的體積膨脹將使孔隙中多余的水從孔中壓出，如果此水能順利流入附近孔的孔隙，則水壓就此消除。但事實(shí)上由于孔徑很小，如果再有冰晶堵塞了通路，水的運(yùn)動(dòng)就很困難。加之水泥石附近如果又沒有空的孔隙容納多余的水，則水的壓力必然要增大。當(dāng)壓力大到超過水泥的抗壓強(qiáng)度，就會(huì)在水泥中產(chǎn)生微細(xì)裂縫。當(dāng)冰融化裂縫被水充満，再次冰凍時(shí)，裂縫又?jǐn)U大。如此經(jīng)過反復(fù)凍融循環(huán)，裂縫越來越大，以致水泥石破壞實(shí)踐證明，在被水飽和的硬化水泥石中，在-4℃時(shí)約有60%的毛細(xì)孔水變成冰，在-12℃時(shí)有80%以上變成冰，而到-30℃毛細(xì)孔水就完全結(jié)成冰。一般認(rèn)為硅酸鹽水泥從摻混合材的水泥的抗凍性要好些。增加熟料礦物中C3S含量，水泥的抗凍性要好些。,MWFT—水泥的物理性能--黃石公司,結(jié)束,謝謝大家！,