水泥的品种及各自的特性.doc

水泥的品种及各自的特性 作者：胡锋 2012级土建1班 2012301550042 论文摘要：本文从总体上阐述当今常用的水泥品种及其特性，从不同的角度探索水泥工作的原理，从而得到了新的感悟。 关键词：水泥，特性，应用1、 水泥的概况 细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，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，通称为水泥。早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。 当今中国水泥业情况是照这样的，从全国水泥行业整体情况看，2010年全国水泥产量为18.68亿吨，同比增长15.5%。2011年预计新增产能约9000万吨，淘汰落后产能约1亿吨，总产能比2010年略减一些，约为22.5亿吨。从需求上看，在2011年，“4万亿刺激政策”对水泥向上的推动效应已大大减弱，但其大多数工程仍然在建，对水泥需求的支撑作用还在，而水利、高铁等建设的兴起也使水泥需求得到了一定保障。 硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法（包括半干法）与湿法（包括半湿法）两种。干法生产。将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。湿法生产。将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法，称为半湿法，仍属湿法生产之一种。 生产水泥的原材料有：（）石灰石质原料（主要成份为碳酸钙，提供氧化钙），如石灰岩、泥灰岩、白垩、贝壳等（）粘土质原料（提供氧化硅和氧化铝及部分氧化铁），如黄土、粘土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等（）少量校正原料（铁质校正原料和硅质校正原料，提供氧化铁和氧化硅），铁质校正原料如低品位铁矿石、炼铁厂尾矿以及硫酸厂工业废渣硫酸渣（硫铁矿渣）等；硅质校正原料如砂岩、河砂、粉砂岩等。 二、常用水泥的基本特征与用途 常用水泥有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合水泥、白色硅酸盐水泥等。 硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料、05的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，早期强度及后期强度都较高，在低温下强度增长比其他种类的水泥快。抗冻、耐磨性都好，但水化热较高抗腐蚀性较差。适用于普通或者干燥气候环境中。 普通硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料、615的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，除早期强度比硅酸盐水泥稍低，其他性能接于硅酸盐水泥。适用于普通或者干燥气候环境，严寒地区的露天混凝土、寒冷地区的处在水位升降范围内的混凝土。 矿渣硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料和2070粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，但后期强度增长较快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，耐热性较好，但干缩变形较大，析水性较大，耐磨性较差。用于在高湿度环境中或永远处在水下的混凝土。 火山灰质硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料和2050火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成，早期强度较低在低温环境中强度增长较慢，在高温潮湿环境中(如蒸汽养护)强度增长较快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，但干缩变形较大，析水性较大，耐磨性较差。用于厚大体积的混凝土。 三、特种水泥的组成与主要性能 抗硫酸盐硅酸盐水泥：抗硫酸盐硅酸盐水泥按其抗硫酸盐侵蚀程度分为中抗硫酸盐硅酸盐水泥（C3A5%,C3S55%）高抗硫酸盐硅酸盐水泥（C3A3%,C3S55%）两类。以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥。其主要组成是限制C3A,C3S的含量，抗硫酸盐侵蚀能力强，同时具有较强的抗冻性及较低的水化热，适用于同时受硫酸盐侵蚀，冻融和干湿作用的海港工程、水利工程及地下工程。 快硬硅酸盐水泥：其硅酸盐水泥熟料矿物组成中，C3S,C3A的含量较多，且粉末细度较细，快硬水泥可用来配置早强、高标号混凝土，适用于紧急抢修工程、低温施工工程和高标号混凝土预制件等。快硬水泥凝结时间正常，而且中凝和初凝之间的时间间隔很短，早期强度发展很快，后期强度持续增长。用快硬水泥可以配置高早强混凝土。该水泥还适用于制作蒸养条件下的混凝土制品，快硬水泥得其他性能，如干缩、与钢筋粘结等与硅酸盐水泥相似。与使用普通水泥相比，可加快施工进度，加快模板周转，提高工程和制品质量，具有较好的技术经济效益和社会效益。 因水化放热比较集中，不宜用于大体积混凝土工程。 低热微膨胀水泥：凡以粒化高炉矿渣为主要组分，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成的具有低水化热和微膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为低热微膨胀水泥。顾名思义，该水泥具有低水化热和微膨胀性的特性，主要适用于要求较低水化热和要求补偿收缩的混凝土、大体积混凝土，也适用于要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。 膨胀水泥：膨胀水泥是指在水化和硬化过程中产生体积膨胀的水泥，一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，体积会发生收缩。收缩会使水泥石结构产生微裂缝，降低水泥石结构的密实性，影响结构的抗渗、抗冻、抗腐蚀等。膨胀水泥在硬化过程中体积不会发生收缩，还略有膨胀，可以解决由于收缩带来的不利后果。膨胀水泥由胶凝物质和膨胀剂混合而成，在硬化过程中，形成较密实的水泥石结构，抗渗性能较高，适用于收缩混凝土结构工程、防渗层及防渗混凝土，构建的接缝及管道接口。 砌筑水泥：砌筑水泥是由一种或一种以上活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料。这种水泥的强度较低，不能用于钢筋混凝土或结构混凝土，主要用于工业与民用建筑的砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等。 铝酸盐水泥：铝酸盐水泥是以铝矾土和石灰石为原料，经煅烧制得的以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约50%的熟料，再磨制成的水硬性胶凝材料。铝酸盐水泥常为黄或褐色，也有呈灰色的。铝酸盐水泥的主要矿物成为铝酸一钙（CaOAl2O3，简写CA）及其他的铝酸盐，以及少量的硅酸二钙（2CaOSiO2）等。铝酸盐水泥凝结硬化速度快。1d强度可达最高强度的80%以上，主要用于工期紧急的工程，如国防、道路和特殊抢修工程等。铝酸盐水泥水化热大，且放热量集中。1d内放出的水化热为总量的70%80%，使混凝土内部温度上升较高，即使在10下施工，铝酸盐水泥也能很快凝结硬化，可用于冬季施工的工程。铝酸盐水泥在普通硬化条件下，由于水泥石中不含铝酸三钙和氢氧化钙，且密度较大，因此具有很强的抗硫酸盐腐蚀作用。铝酸盐水泥具有较高的耐热性。如采用耐火粗细骨料（如铬铁矿等）可制成使用温度达13001400的耐热混凝土。但铝酸盐水泥的长期强度及其他性能有降低的趋势，长期强度约降低40%50%左右，因此铝酸盐水泥不宜用于长期承重的结构及处在高温高湿环境的工程中，它只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等。另外，铝酸盐水泥与硅酸盐水泥或石灰相混不但产生闪凝，而且由于生成高碱性的水化铝酸钙，使混凝土开裂，甚至破坏。因此施工时除不得与石灰或硅酸盐水泥混合外，也不得与未硬化的硅酸盐水泥接触使用。4、 总结及结论 水泥是国民经济建设的重要原材料，目前国内外尚无一种材料可以代替它的地位，了解水泥特性，及其作用原理，我们才能更好