资源简介

土木工程学院教案用纸
课程章节名称 项目三 认识水泥
教学目的、要求 ●掌握硅酸盐水泥的矿物组成、凝结硬化机理。 ●理解硅酸盐水泥的生产过程。 ●掌握不同种类水泥和特点的区分。 ●掌握硅酸盐水泥的基本技术性质。 ●掌握水泥运输、储存和验收的方法。 ●了解硅酸盐水泥的应用场合。
重点 难点 硅酸盐水泥的矿物组成、凝结硬化机理 不同种类水泥和特点的区分。 硅酸盐水泥的基本技术性质
教学环节时间分配 7课时
教学手段、教学方法和实施步骤 多媒体、实物展示
授课内容: 水泥的概念 水泥，是指一种细磨材料，加入适量水后可制成塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。 水泥的分类 通用硅酸盐水泥 1　通用硅酸盐水泥的定义 国家标准GB 175—2007规定：以硅酸盐水泥熟料、和适量石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。 2　通用硅酸盐水泥的分类 国家标准GB 175—2007规定，通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量分为： 硅酸盐水泥；普通硅酸盐水泥；矿渣硅酸盐水泥；火山灰质硅酸盐水泥；粉煤灰硅酸盐水泥；复合硅酸盐水泥。 3 　通用硅酸盐水泥组成材料 通用硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料等组成。 4　通用硅酸盐水泥的生产 硅酸盐水泥的生产工艺，可以概括为“两磨一烧”，即生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程。 5　通用硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的主要矿物有以下四种： 硅酸三钙（3CaO·SiO2，简写为C3S）； 硅酸二钙（2CaO·SiO2，简写为C2S）； 铝酸三钙（3CaO·Al2O3，简写为C3A）； 铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3，简写为C4AF）。 6　通用硅酸盐水泥的水化 （1）　硅酸三钙与水反应，生成水化硅酸钙并析出氢氧化钙： 2（3CaO·SiO2）＋6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O＋3Ca（OH）2 （2）　硅酸二钙与水反应，生成水化硅酸钙并析出少量氢氧化钙： 2（2CaO·SiO2）＋4H2O=3CaO·2SiO2·2H2O＋Ca（OH）2 （3）　铝酸三钙与水反应，生成水化铝酸钙： 3CaO·Al2O3＋6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O （4）　铁铝酸四钙与水反应，生成水化铝酸钙及水化铁酸钙： 4CaO·Al2O3·Fe2O3＋7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O＋CaO·Fe2O3·H2O 7　通用硅酸盐水泥的凝结硬化 水泥水化后，生成各种水化产物，随着时间的推迟，水泥浆逐渐失去塑性，而成为具有一定强度的固体，这一过程称为水泥的凝结硬化。关于水泥的凝结硬化，整个硬化过程大体经历三个阶段。 认识其他水泥 1.铝酸盐水泥 凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为铝酸盐水泥（高铝水泥），代号CA。 2.快硬硅酸盐水泥 凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，均称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。 3.白色硅酸盐水泥 由白色硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）。 4.彩色水泥 彩色水泥的生产方法有两种，一种是直烧制法，在水泥生料中掺入适量着色物质，煅烧成彩色熟料，然后磨制成彩色硅酸盐水泥。另一种是用混合法制造彩色水泥，它是在白水泥中或硅酸盐水泥中掺入适量的着色物质，粉磨成彩色水泥。 5.膨胀水泥 在水化硬化过程中产生体积膨胀的水泥，属膨胀类水泥。根据在约束条件下所产生的膨胀量（自应力值）和用途，可分为收缩补偿型膨胀水泥（简称膨胀水泥）及自应力型膨胀水泥（简称自应力水泥）两大类。 五、通用硅酸盐水泥的技术要求 1．化学指标 2.碱含量 根据GB 175—2007规定，碱含量为选择性指标，水泥中碱含量按Na2O＋0.658K2O计算值表示。若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量应不大于0.60％或由买卖双方确定。 3.物理指标 （1）　水泥密度与堆积密度。 硅酸盐水泥的密度，一般为3100～3200kg／m3。松散状态时的堆积密度，一般为900～1300kg／m3，紧密状态时，堆积密度可达1400～1700kg／m3。 （2）　细度。 细度是指水泥颗粒的粗细程度。 3）　标准稠度用水量。 这个规定的稠度称为标准稠度，水泥净浆达到标准稠度时，所需的用水量占水泥质量的百分数，即标准稠度用水量。 （4）　凝结时间。 水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。 自水泥加水至水泥浆开始失去塑性所经历的时间，为水泥的初凝时间。 自水泥加水至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所经历的时间，为水泥的终凝时间。 （5）　安定性。 水泥浆体在凝结硬化过程中，体积均匀变化的性质称为体积安定性。体积安定性不良的水泥，硬化时会由于局部膨胀而产生裂缝。 （6）　强度及强度等级。 水泥的强度是指水泥胶结能力的大小，是水泥力学性质的重要指标，用硬化一定龄期的水泥胶砂试件的强度表示。根据水泥胶砂的抗压、抗折强度划分水泥的强度等级。 （7）　水化热。 水泥在水化过程中放出的热量，称为水泥的水化热，单位为焦耳／千克（J／kg）。 通用硅酸盐水泥质量评定 根据国家标准GB 175—2007的要求： 化学指标、凝结时间、安定性、强度等检验结果符合GB 175—2007规定的为合格品。 化学指标、凝结时间、安定性、强度等检验结果中的任一项技术不符合GB 175—2007标准规定的为不合格品。 七、水泥石的腐蚀与防治 1　溶出型侵蚀（软水侵蚀） 水泥石中的水化产物，必须在一定浓度的石灰溶液中才能稳定存在，如溶液中的石灰浓度低于该水化产物的极限石灰浓度，该水化产物就会被溶解或分解。 2　碳酸性侵蚀 当水中CO2浓度较高时，CO2与水泥石中的Ca（OH）2发生反应，对水泥石产生侵蚀。 3　一般酸性侵蚀 地下水或工业废水中常含有有机酸或无机酸，这些酸类与水泥石中的 Ca（OH）2发生反应 4　硫酸盐侵蚀 海水、盐沼水等矿化水中，常含有硫酸盐，如硫酸镁、硫酸钠、硫酸钙等，它们对水泥都会产生侵蚀。 5　镁盐侵蚀 海水、地下水等矿化水中，常含有镁盐，如硫酸镁、氯化镁。这些镁盐与水泥石中的Ca（OH）2发生反应，生成物中CaCl2易溶于水，CaSO4·2H2O会进一步发生硫酸盐侵蚀，Mg（OH）2松软无胶结力，而且使水泥石中的石灰浓度降低，都将使水泥石结构破坏。 八、水泥的选用 在土木建筑工程中，水泥主要用于各种混凝土及钢筋混凝土结构。拌制水泥砂浆及混合砂浆，用于砖、石、砌体、抹灰及地基处理等。 九、水泥的运输及保管 水泥在运输与贮存时不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥应分别贮运，不得混杂。
课堂讨论 特定环境下水泥的选用
课外思考、练 习及作业题 课后习题

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