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一级建筑师辅导之建筑材料与构造(14)

更新时间:2009-10-19 15:27:29 来源:|0 浏览0收藏0

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  二、铝酸盐水泥一级建筑师

  铝酸盐水泥是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,代号 CA。根据需要也可在磨制Al2O3含量大于68%的水泥时掺加适量的a-Al2O3。按Al2O3含量百分数将铝酸盐水泥分为四类:

  CA-50 50%

  CA-60 60%

  CA-70 68%

  CA-80 77 %

  铝酸盐水泥的主要矿物成分为铝酸一钙(CaO?Al2O3),及其他的铝酸盐,如CaO?2Al2O3、2CaO ? Al2O3? SiO2(铝方柱石)、12CaO ? 7 Al2O3等,有时还含有很少量 2CaO ? SiOz等。

  (一)铝酸盐水泥的水化与硬化

  其水化反应随温度的不同而水化产物不相同。

  当温度小于20°C时,其反应:

  CaO ? Al2O3+ 10HzO一→CaO ? Al2O3? 10HzO 当温度在20-30°C时,其反应:

  2(CaO ? Al2O3)十11HzO一→2CaO ? Al2O3? 8HzO+ Al2O3? 3HzO 当温度大于30°C时,其反应:

  3(CaO?Al2O3) + 12HzO一→3CaO ? Al2O3? 6HzO十2CAl2O3? 3HzO)

  在一般条件下, CAH10和C2AH8同时形成,一起共存,其相对比例则随温度的提高 而减少。但在较高温度(300C以上)下,水化产物主要为C3AH6。

  铝酸盐水泥中CAz的水化与CA基本相同,但水化速度较慢。C1zA7的水化作用很 快,也生成CzAHs。而CzAS与水作用则极为微弱,可视为惰性矿物。CzS则生成C-S-H 凝胶。

  水化物CAH10或CzAH8都属六方晶系,具有细长的针状和板状结构,能互相结成竖 固的结晶连生体,形成晶体骨架。析出的氢氧化铝凝胶难溶于水,填充于晶体骨架的空隙 中,形成较密实的水泥石结构。同时水化5~7d后,水化铝酸盐结晶连生体的大小很少改 变,故铝酸盐水泥初期强度增长很快,而以后强度增长不显著。随着时间的推移CAH10 和CzAH8会逐渐转化为C3AH6,后期水泥强度降低。硅酸二钙的数量少,在硬化过程中 不起很大作用。

  铝酸盐水泥在普通硬化条件下,水泥石中不含铝酸三钙和氢氧化钙,同时密实度也较 大,因此对矿物水和硫酸盐的侵蚀作用具有很高的抵抗能力。

  (二)铝酸盐水泥的技术要求

  铝酸盐水化常为黄或褐色,也有呈灰色的,国家标准《铝酸盐水泥)) (GB 201 2000)规定,其细度要求0.045mm筛余不大于20%或其表面积不小于300m2/kg,凝结时间(胶砂)应符合表1-13要求。各类型铝酸盐水泥各龄期强度值得附于表1-14数值。

凝结时间    表1-13

水泥类型
初凝时间不得早于(min) 
终凝时间不得迟于( h)
CA~50、CA-70、CA-80
30
6
CA-60
60
18

 
水泥胶砂强度          表1-14

水泥类型
抗压强度(MPa)
抗折强度(MPa)
6h
1d
3d
28d
6h
1d
3d
28d
CA-50
201
10
50
 
3. 01
5. 5
6. 5
 
CA-60
 
20
15
85
 
2. 5
5. 0
10.0
CA-70
 
30
40
 
 
5.0
6. 0
 
CA-80
 
25
30
 
 
4.0
5. 0
 

注:1)当用户需要时,生产厂应提供结果。

  (三)铝酸盐水泥的特'性

  (1)快凝早强, 1d强度可达最高度的80%以上。

  (2)水化热大,且放热量集中, 1d内放出水化热总量的70%~80%,使混凝土内部 温度上升,故即使在100C下施工,水化也很快。

  (3)抗硫酸盐性能很强,因其水化后无Ca(OH)2生成,但抗碱性极差。

  (4)长期强度要降低,一般降低40%~50%。

  关于铝酸盐水泥长期强度降低的原因,国内外存在许多说法,但比较多的看法认为: 一是铝酸盐水泥中水泥主要水化产物CAH10和CzAH8为亚稳晶体结构,经一定时间后,特别是在较高温度及高湿度环境中,易转变成稳定的呈立方体结构的C3AH6。立方体晶 体相互搭接差,使骨架强度降低。二是在晶形转化的同时,固相体积将减缩约50% ,使 孔隙率增加。三是在晶形转变过程中析出大量游离水,进一步降低了水泥石的密度,从而 使强度下降。

  (四)铝酸盐水泥的应用及施工注意事项

  铝酸盐水泥不能用于长期承重的结构及高温高湿环境中的工程,适用于紧急军事工程 (筑路、桥) ,抢修工程(堵漏等)、临时性工程,以及配制耐热混凝土,如高温窑炉炉衬等。

  配制铝酸盐水泥混凝土时应采用低水灰比。实践证明,当W/C<0.4时,晶形转化 后的强度尚能较高。不能在高温季节施工,铝酸盐水泥施工适宜温度为15°C,应控制在 不大于25°C。也不能进行蒸汽养护。不经过试验,铝酸盐水泥不得与硅酸盐水泥或石灰 相混,以免引起闪凝和强度下降。

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