土木工程材料3_石灰水泥PPT课件

1、第4章 无机胶凝材料 胶凝材料（结合料） 经物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结为整体的材料 。 无机胶凝材料无机胶凝材料（以无机化合物为基本成分）（以无机化合物为基本成分） 有机胶凝材料有机胶凝材料 （天然的或合成的有机（天然的或合成的有机高分子化合物为基本成分）高分子化合物为基本成分）按凝结硬化条按凝结硬化条件分类件分类 气硬性胶凝材料气硬性胶凝材料只在空气中硬化只在空气中硬化 （石灰、石膏）（石灰、石膏） 水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料空气、水中皆可硬化空气、水中皆可硬化（水泥）（水泥） （沥青（沥青、树脂）树脂） 石灰 原料 碳酸盐类岩石（石灰石、白云石、白垩、贝壳）。 CaCO3

2、CaO+CO2 生石灰呈块状，也称块灰。 钙质石灰：氧化镁含量5% 镁质石灰：氧化镁含量5%9001000石灰 欠火石灰 温度过低、时间不够、原料尺寸过大 石灰石不能充分煅烧，存有硬心 过火石灰 温度过高、时间过长石灰表面有玻璃状外壳，颜色黑、褐石灰的熟化与硬化 生石灰加水进行水化、称为熟化或消解，其反应如下： CaO+H2O=Ca（OH）2 注意：消解安全 过火石灰的陈伏 制备工艺与产品石灰石10001200C磨细生石灰粉生石灰水喷淋熟石灰粉(水)化灰池石灰浆浓缩石灰膏陈伏煅烧温度较低，时间较短时， 欠火石灰煅烧温度较高，时间较长时， 过火石灰减轻或消除过火石灰的危害石灰 石灰石： CaCO

3、3 块状生石灰：煅烧直接获得， CaO 生石灰粉：块状生石灰磨细， CaO 消石灰：生石灰消解， Ca(OH)2 石灰浆：生石灰+过量水，Ca(OH)2 石灰的熟化与硬化 干燥结晶硬化 形成两种强度： 附加强度 结晶强度 碳化硬化 a(OH)2+CO2+nH2O=CaCO3+(n+1) H2O石灰浆体 氢氧化钙晶体 碳酸钙晶体石灰凝胶体石灰碳化体水孔隙水分损失碳化三、石灰的硬化v结晶作用结晶作用生石灰或熟石灰水成为生石灰或熟石灰水成为Ca(OH)2浆体；浆体；浆体中游离水的不断损失，导致浆体中游离水的不断损失，导致Ca(OH)2结晶；结晶；晶粒长大、交错堆聚成晶粒结构网晶粒长大、交错堆聚成晶粒

4、结构网硬化。硬化。v碳化作用碳化作用Ca(OH)2与空气中的与空气中的CO2气体反应，在表面形成气体反应，在表面形成CaCO3膜层。膜层。提高耐久性。提高耐久性。石灰的特性 保水性好 凝结硬化慢，强度低 耐水性差 体积收缩大 石灰的质量要求与应用 石灰的品质要求 生石灰的质量是以石灰中活性氧化钙和氧化镁、过火和欠火石及其它杂质含量多少作为主要指标。 熟石灰的品质指标，除上述两项外，还要检验其细度大小及含水率。石灰的质量要求 有效氧化钙和氧化镁含量 评价石灰质量的主要指标 EDTA(乙二胺四乙酸)滴定试验 利用盐酸溶解石灰，并加入指示剂与Ca2+、Mg2+形成络合物，再用EDTA进行滴定，分别测

5、得Ca2+、Mg2+所消耗的EDTA总量和Ca2+所消耗的EDTA量，从而得到Mg2+所消耗的EDTA量。 石灰的质量要求 生石灰产浆量 单位质量(1kg)生石灰经消化后，所产生石灰浆体的体积(L) 未消化残渣含量 生石灰消化后，未能消化而留存在5mm圆筛孔上的残渣占试样的百分率 CO2 含量 控制欠火石灰量石灰的质量要求 消石灰粉游离水含量 化学结合水以外的含水量 减少使用前的碳化 细度 0.9mm和0.125mm筛余百分率 控制“过烧”石灰颗粒、大颗粒钙盐颗粒、欠火石灰、未燃尽的煤渣石灰的应用1.1.石灰乳、涂料2. 2. 石灰砂浆、石灰水泥混合砂浆3.3.石灰土和二灰土石灰粘土 石灰土(

6、 (灰土) )：用于道路的底基层、基层 拌和拌和 按比例按比例5%5%12% 12% 石灰粉煤灰土二灰土水泥 水泥是一种应用广泛的胶凝材料，它不仅能在空气中硬化，而且在水中能更好地硬化，保持并继续增长其强度，因此称为水硬性胶凝材料。 水泥分类v硅酸盐水泥v铝酸盐水泥v硫酸盐水泥v铁铝酸盐水泥(2) (2) 按性能和用途分类v通用水泥v专用水泥v特种水泥 按化学成分硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥硅酸盐水泥 1. 1. 硅酸盐水泥的生产工艺概述 2. 2. 硅酸盐水泥的组成材料 3. 3. 硅酸盐水泥的水化和硬化 4. 4. 硅酸盐水泥的技术性质

7、5. 5. 硅酸盐水泥的技术标准 6. 6. 硅酸盐水泥石的腐蚀与防止 1. 1. 硅酸盐水泥的生产工艺概述 原原 料：料：硅质：粘土，硅质：粘土，(SiO2、Al2O3)， 占占1/3 钙质：石灰石、白垩等，钙质：石灰石、白垩等，(CaO)，占占2/3调节原料：铁矿与砂调节原料：铁矿与砂，调节与补充，调节与补充Fe2O3 与与SiO2 制造工艺：制造工艺：原料经原料经粉磨粉磨混合后得到混合后得到水泥生料水泥生料生料经窑内生料经窑内煅烧煅烧得到得到水泥熟料水泥熟料水泥熟料石膏水泥熟料石膏(或再混合材）一起经或再混合材）一起经粉磨粉磨混合后得到混合后得到水泥水泥“两磨一烧”水泥制造厂全貌水泥生料

8、煅烧回转窑回转窑尾14501500C2. 2. 硅酸盐水泥的组成材料 （1 1）硅酸盐水泥熟料（主要胶凝物质，能水化硬化） （2 2）石膏（调节水泥的凝结时间）； （3 3）混合材料（调节水泥的强度等级）不掺混合材料的I I型硅酸盐水泥，P PI I。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5 5的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的IIII型硅酸盐水泥，P PIIII掺加超过水泥质量5 5的混合材料的硅酸盐水泥矿物名称英文名称缩写分子式矿 物 式硅酸三钙AliteC3SCa3SiO53CaOSiO2硅酸二钙BeliteC2SCa2SiO42CaOSiO2铝酸三钙AluminateC3ACa3Al2O6

9、3CaOAl2O3铁铝酸四钙FerriteC4AFCa2(Al,Fe)2O54CaOAl2O3Fe2O3含 量(mass%)376015377151018v化学组成：化学组成：主要成分：主要成分：CaO(=C)，SiO2(=S)， Al2O3(=A)， Fe2O3(=F)少量杂质：少量杂质：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等。等。v矿物组成：矿物组成： 硅酸盐水泥熟料主要含有四种矿物：硅酸盐水泥熟料主要含有四种矿物：硅酸盐水泥熟料的组成注 意 水泥中的其它成分：v 原因：MgOCaO 和游离33MgCOCaCO和23COCaOCaCOv 煅烧水泥中反应：23COMgOMgCOv危害：

10、影响水泥体积安定性石灰石质原料富含潜在危害非常严重硅酸盐水泥熟料矿物水泥熟料矿物在不同龄期的抗压强度水泥熟料矿物在不同龄期的释热量v 2 2）硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性矿物组成矿物组成 硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙 铁铝酸四钙铁铝酸四钙 C3SC2SC3AC4AF含量含量 /% /% 37376060 最多最多15153737次之次之 7 715 15 少少 101018 18 少少 水化速度水化速度 较快较快慢慢快快较快较快水化热水化热 较大较大低低高高中中强度强度 高高早期低后期高早期低后期高低低中中（抗折强度）（抗折强度）耐化学侵蚀耐化学侵蚀 中中良良差差优优干

11、缩性干缩性 中中小小大大小小实实 例例快硬水泥：3 3d d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。 适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。 C4AF、C2S含量高。 适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：简称中热水泥适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，C2S含量高， C3A含量低石 膏 作用：缓凝剂 水泥熟料磨成细粉与水相遇会很快凝结，无法施工。加入适量的石膏会延缓凝结时间，同时还有利于提高水泥早期强度、降低干缩变形等性能。 石膏品种：主要采用天然石膏、工业副产石膏。3. 硅

12、酸盐水泥的水化反应与凝结硬化 水泥加水拌合后，最初形成具有可塑性又有流动性的浆体，经过一定时间，水泥浆体逐渐变稠失去塑性，这一过程称为凝结。 水泥加水拌合后，随时间继续增长产生强度，强度逐渐提高，并变成坚硬的石状物体水泥石，这一过程称为硬化。 3. 3.硅酸盐水泥的水化硬化 （1）水 化 223)(OHCHSCOHSCa 6323AHCOHAC水化速度快水化速度快 t22463AFOHCaSOAHC 水化铁铝酸钙水化硫铝酸钙OHAFC24纤维状纤维状六方板结晶缓凝机理：缓凝机理：SC2同上针状结晶针状结晶 立方板状结晶立方板状结晶 AFm当石膏耗尽时，转化为水泥硬化研究理论 水化过程在不同的情

13、况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不完全相同。（2 2）水泥的硬化 第一阶段： 大约在水泥拌水起至初凝时止，石膏和C C3 3A A反应生成钙矾石晶体。 C C3 3S S迅速反应生成Ca(OH)Ca(OH)2 2。 水泥浆呈塑性状态。第二阶段： 大约从初凝起至6h6h左右，水泥水化加速，生成较多的Ca(OH)Ca(OH)2 2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。 水化产物大量生成，水泥凝结。第三阶段： 指6h6h以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。（2 2）水泥的硬化影响水泥凝结硬化的主要因素 细度 石膏掺量 养护时间 温度和湿度

14、 4 4、硅酸盐水泥的技术性质 （1）化学性质 氧化镁 22)(OHMgOHMgO水化慢、体积膨胀水化慢、体积膨胀,影响安定性影响安定性 三氧化硫三氧化硫 碱碱限制发生碱限制发生碱- -集料反应，按（集料反应，按（NaNa2 2O+0.658 KO+0.658 K2 2O O）值计。值计。 AFtAHCSO633（2）物理力学性质 细度 0.080.08mmmm方孔筛筛余量: %: % 负压筛法（适用于其它水泥）比表面积：m m2 2/kg/kg，cmcm2 2/g/g勃氏法（适用于硅酸盐水泥）a.a.指标 凝结时间 a.a.定义：水泥加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的时间, , 称为凝结时间

15、。初凝状态：水泥加水起至水泥浆刚刚失去可塑性 所需的时间初凝时间。终凝状态：水泥加水起至水泥浆完全失去可塑性 所需的时间终凝时间。c.c.凝结时间的测定：b.b.两种状态（1）采用凝结时间测定仪（维卡仪）；（2）采用水泥标准稠度净浆。水泥标准稠度净浆1.1.目的：试验结果具有可比性， 用于测定凝结时间和安定性。 2.2.测定： 试验仪器：维卡仪 试验方法：标准法/ /调整水量法3.3.标准稠度净浆标准: : 试杆距底板距离为 6 6mmmm1mm1mm。4.4.标准稠度用水量: : 达到标准稠度净浆时的用水量。 初凝时间： 试杆距底板距离为4 4mmmm1mm1mm。 终凝时间： 当试针沉入试

16、体0.50.5mmmm时，即 环形附件开始不能在试体上 留下痕迹时。凝结时间测定 安定性 a. a.定义: :指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。 b. b.安全性不良的因素： （1 1）MgOMgO过量；（2 2）石膏掺量过多；（3 3）水泥中游离过多CaOCaO。 c.c.试验方法: :试饼法雷氏法发生争议以雷氏法为主d.雷氏法（1 1）雷氏夹试件的成型： 标准稠度水泥净浆。（2 2）测量 A A 取下试件，测量雷氏夹指针尖端间的距离A A。（3 3）沸煮（4 4）测量 C C 沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏夹指针尖端的距离C C。（5 5）结果判定 当两个试件煮后增加距离C-AC-A

17、平均值 5.0 5.0mmmm时，安定性合格； 当两个试件C-AC-A值相差超过4.04.0mmmm时，应重做一次试验。再如此，则认为该水泥安定性不合格。雷氏夹 强度 a. a.检验方法（ISOISO法） 水泥: :标准砂: :水=1:3:0.5=1:3:0.5，制成4040mmmm40mm40mm160mm160mm棱柱体试件, , 标准养护3 3d d、28d28d，分别测定抗折强度、抗压强度。 b.b.强度等级fce,kfce,k(1)(1)以水泥2828d d抗压强度确定(2)(2)为强度范围的下限(3)(3)水泥实际强度 fce=cfce=cfce,kfce,k c c水泥富裕系数，

18、1.01.01.51.5c.c.分类：普通型、早强型 5. 硅酸盐水泥的技术标准凝凝 结结 时时 间间/ /m mi in n 不不 溶溶 物物 / /% % 烧烧 失失 量量 / /% % 技技 术术 性性 质质 细细度度 比比表表面面积积 m m2 2 k kg g- -1 1 初初 凝凝 终终 凝凝 安安 定定性性 沸沸煮煮法法 型型 型型 M Mg gO O含含 量量/ /% % S SO O3 3 含含 量量/ /% % 型型 型型 碱碱 含含 量量 / /% % 指指 标标 3 30 00 0 4 45 5 3 39 90 0 必必须须 合合格格 0 0. .7 75 5 1 1.

19、 .5 50 0 5 5. .0 0 3 3. .5 5 3 3. .0 0 3 3. .5 5 0 0. .6 60 0 抗抗 压压 强强 度度 / /M MP Pa a 抗抗 折折 强强 度度 / /M MP Pa a 强强 度度 等等 级级 3 3 天天 2 28 8 天天 3 3 天天 2 28 8 天天 4 42 2. .5 5 1 17 7. .0 0 4 42 2. .5 5 3 3. .5 5 6 6. .5 5 4 42 2. .5 5R R 2 22 2. .0 0 4 42 2. .5 5 4 4. .0 0 6 6. .5 5 5 52 2. .5 5 2 23 3.

20、.0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .0 0 7 7. .0 0 5 52 2. .5 5R R 2 27 7. .0 0 5 52 2. .5 5 5 5. .0 0 7 7. .0 0 6 62 2. .5 5 2 28 8. .0 0 6 62 2. .5 5 5 5. .0 0 8 8. .0 0 6 62 2. .5 5R R 3 32 2. .0 0 6 62 2. .5 5 5 5. .5 5 8 8. .0 0 （1 1）技术标准（2 2）废品水泥和不合格水泥 GB175-1999 GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥规定： 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安

21、定性中任一项不符合 本标准规定时，均为废品。 凡细度、终凝时间中任一项不符合本标准规定或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。 水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。6.6.硅酸盐水泥石的腐蚀与防止 基本概念：基本概念： 在使用环境中，硅酸盐水泥石受某些腐蚀性介质的作用，在使用环境中，硅酸盐水泥石受某些腐蚀性介质的作用，其组成和结构会逐渐发生变化或受到损害，导致性能改变、其组成和结构会逐渐发生变化或受到损害，导致性能改变、强度下降等。水泥石抵抗这种作用、而保持不变的能力称为强度下降等。水泥石抵抗这种作用、而保持不变的能力称为其

22、其耐腐蚀性耐腐蚀性。 导致水泥石腐蚀性破坏的原因 外因：外因： 环境中的腐蚀性介质，如：软水；酸、碱、盐的水溶液等。 内因：内因：水泥石内存在原始裂缝和孔隙，为腐蚀性介质侵入提供了通道；水泥石内有在某些腐蚀性介质下不稳定的组分，如：Ca(OH)2，水化铝酸钙等；腐蚀与毛细孔通道的共同作用加剧水泥石结构的破坏。 软水侵蚀（溶出性侵蚀） 机理：机理：当水泥石处在软水中，软水能使水泥石中的当水泥石处在软水中，软水能使水泥石中的Ca(OH)2溶解，并溶出水泥石，溶解，并溶出水泥石，留下孔隙；留下孔隙；另一方面，水泥石中游离的钙离子的减少，使钙离子的浓度低于水化物的另一方面，水泥石中游离的钙离子的减少，

23、使钙离子的浓度低于水化物的溶度积，导致水化物分解、溶失和转变，产生大量孔隙。尤其是处于压力溶度积，导致水化物分解、溶失和转变，产生大量孔隙。尤其是处于压力水或流水条件下，腐蚀越快。水或流水条件下，腐蚀越快。 破坏形式：破坏形式： 水化物水化物的分解、溶失，造成水泥石密实度下降，孔缝增多、强度降低，直至的分解、溶失，造成水泥石密实度下降，孔缝增多、强度降低，直至整体破坏。整体破坏。 盐类腐蚀 硫酸盐的腐蚀硫酸盐的腐蚀 腐蚀机理：腐蚀机理：硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石中未硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石中未水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其

24、体积增加，引起水泥石的破坏。水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其体积增加，引起水泥石的破坏。当硫酸钙浓度高时，他们可直接结晶，造成膨胀压力，引起破坏。当硫酸钙浓度高时，他们可直接结晶，造成膨胀压力，引起破坏。 镁盐的腐蚀镁盐的腐蚀 腐蚀机理：腐蚀机理： 主要是硫酸镁和氯化镁，他们与氢氧化钙反应，生成氢氧化镁和硫酸钙或氯主要是硫酸镁和氯化镁，他们与氢氧化钙反应，生成氢氧化镁和硫酸钙或氯化钙，造成双重腐蚀作用。化钙，造成双重腐蚀作用。 钙矾石钙矾石水泥石受硫酸盐侵蚀后，内部形成膨胀性水泥石受硫酸盐侵蚀后，内部形成膨胀性结晶产物结晶产物水泥石受硫酸盐侵蚀后，因膨胀性结晶产物引水泥石受硫酸盐侵蚀后，因膨胀

25、性结晶产物引起的开裂起的开裂酸类腐蚀 腐蚀机理：腐蚀机理：水泥石中的水化物都是碱性化合物，与碳酸、盐酸、硫酸、水泥石中的水化物都是碱性化合物，与碳酸、盐酸、硫酸、醋酸、蚁酸等酸反应生成可溶性盐。醋酸、蚁酸等酸反应生成可溶性盐。另一方面，氢氧化钙浓度的降低，会导致水泥石中其它水另一方面，氢氧化钙浓度的降低，会导致水泥石中其它水化物的分解，使腐蚀作用加剧。化物的分解，使腐蚀作用加剧。 破坏形式破坏形式： 溶失性破坏，组成与结构发生很大改变。溶失性破坏，组成与结构发生很大改变。 水泥石受酸腐蚀后，表面溶失、脱落水泥石受酸腐蚀后，表面溶失、脱落强碱腐蚀 腐蚀机理：氢氧化钠、氢氧化钾等强碱可与水泥石中的

26、铝酸钙腐蚀机理：氢氧化钠、氢氧化钾等强碱可与水泥石中的铝酸钙矿物或水化物反应，生成可溶性铝酸盐。当介质中强碱浓度较矿物或水化物反应，生成可溶性铝酸盐。当介质中强碱浓度较高时，会造成水泥石的严重破坏。高时，会造成水泥石的严重破坏。 防止水泥石腐蚀的措施 主要针对引起腐蚀破坏的原因采取措施，主要针对引起腐蚀破坏的原因采取措施， 根据使用环境条件，选用水泥品种，降低水泥石中不稳定组分的含量；根据使用环境条件，选用水泥品种，降低水泥石中不稳定组分的含量； 提高水泥石的密实度，减少腐蚀性介质的通道，如降低水灰比、掺加外加剂等；提高水泥石的密实度，减少腐蚀性介质的通道，如降低水灰比、掺加外加剂等； 表面防

27、护处理，堵塞通道如：防腐涂层。表面防护处理，堵塞通道如：防腐涂层。 硅酸盐水泥的特性与应用 强度等级高、强度发展快 28d：42.562.5MPa(石灰0.20.5MPa） 抗冻性好 耐腐蚀性差 3Ca（OH）2 3CaOAl2O36H2O 耐热性较差 水化热高 C3S、C3A7.7.其他通用水泥l（1 1）硅酸盐水泥熟料l （2 2）石膏l （3 3）混合材料不掺混合材料的I I型硅酸盐水泥，P PI I。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5 5的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的IIII型硅酸盐水泥，P PIIII掺加超过水泥质量5 5的混合材料的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥品种硅酸盐水泥

28、熟料石膏 615%混合材普通硅酸盐水泥2070%矿 渣矿渣硅酸盐水泥2050%火山灰火山灰硅酸盐水泥2040%粉煤灰粉煤灰硅酸盐水泥1650%两种混合材复合硅酸盐水泥 掺混合材硅酸盐水泥的凝结硬化和性能与所掺混合材的种类与掺量密切相关！掺混合材水泥的代号 水泥品种水泥品种 组成特点组成特点 代号代号普通水泥普通水泥 615的混合材的混合材 P O矿渣水泥矿渣水泥 2070矿渣矿渣 P S火山灰水泥火山灰水泥 2050火山灰火山灰 P P粉煤灰水泥粉煤灰水泥 2040粉煤灰粉煤灰 P F复合水泥复合水泥 1550两种混合材两种混合材 P C水泥混合材 定义：定义： 在水泥生产过程中，为改善性能、

29、调节强度等级所加入的天然或人工矿物材在水泥生产过程中，为改善性能、调节强度等级所加入的天然或人工矿物材料，均称为水泥混合材料。料，均称为水泥混合材料。 种类：种类：活性活性非活性两类非活性两类 作用：作用： 在水泥中主要其填充作用，调节强度等级、节省能源、降低成本、增加产量、在水泥中主要其填充作用，调节强度等级、节省能源、降低成本、增加产量、降低水化热等。降低水化热等。1).非活性混合材 定义：定义： 与水泥矿物成分或水化产物不发生化学反应或化学反应很弱与水泥矿物成分或水化产物不发生化学反应或化学反应很弱的混合材，为非活性混合材。的混合材，为非活性混合材。 常见的有：常见的有：磨细石英砂磨细石

30、英砂石灰石粉石灰石粉粘土粘土慢冷矿渣慢冷矿渣2). 活性混合材 定义定义具有水化活性的混合材。具有水化活性的混合材。 活性组分：活性组分：SiO2、Al2O3 常用品种：常用品种：粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣炼钢铁的废料炼钢铁的废料 火山灰质粉末火山灰质粉末天然岩石和人工煅烧物天然岩石和人工煅烧物粉煤灰粉煤灰火电厂的废料火电厂的废料3). 活性混合材的作用 火山灰反应：火山灰反应： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O = xCaO SiO2 nH2O xCa(OH)2 + Al2O3 + mH2O = xCaO Al2O3 nH2O 稀释作用稀释作用减少水泥中熟料矿物含量，降低水化热；减

31、少水泥中熟料矿物含量，降低水化热；减少水泥石中减少水泥石中Ca(OH)2的含量的含量。 超细粉末的密实填充效应超细粉末的密实填充效应3d7d49d182d掺加粉煤灰的水泥的水化热掺加粉煤灰的水泥石中Ca(OH)2的含量矿渣掺量对硬化水泥浆中Ca(OH)2的影响掺加粉煤灰的水泥强度发展早期强度增长减慢，但掺量小于20时，后期强度也有较多增长矿渣掺量对矿渣水泥抗压强度的影响4). 活性混合材水泥的共性 密度较小密度较小 2.703.10。 早期强度较低，后期强度增长率高。早期强度较低，后期强度增长率高。 对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。 水化热较小。水化热较小。 耐

32、腐蚀性较好。耐腐蚀性较好。 抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。5). 活性混合材水泥的特性 矿渣水泥：矿渣水泥： 保水性差，泌水性大，干缩较大，耐热性较好。保水性差，泌水性大，干缩较大，耐热性较好。 火山灰水泥：火山灰水泥： 易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。盐能力较差。 粉煤灰水泥：粉煤灰水泥： 吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。 复合水泥：

33、复合水泥： 取决于所掺的混合材种类。取决于所掺的混合材种类。技术标准（1 1）普通水泥的技术标准凝凝 结结 时时 间间 技技 术术 性性 质质 细细 度度 8 80 0 m m 方方 孔孔 筛筛筛筛 余余 量量 / /% % 初初 凝凝 / /m mi in n 终终 凝凝 / /h h 安安 定定 性性 ( (沸沸 煮煮 法法 ) ) M Mg gO O 含含 量量 / /% % S SO O3 3 含含 量量 / /% % 烧烧 失失 量量 / /% % 碱碱 含含 量量 / /% % 指指 标标 1 10 0. .0 0 4 45 5 1 10 0 必必 须须 合合 格格 5 5. .0

34、 0 3 3. .5 5 5 5. .0 0 0 0. .6 60 0 抗抗 压压 强强 度度 / /M MP Pa a 抗抗 折折 强强 度度 / /M MP Pa a 强强 度度 等等 级级 3 3 天天 2 28 8 天天 3 3 天天 2 28 8 天天 3 32 2. .5 5 1 11 1. .0 0 3 32 2. .5 5 2 2. .5 5 5 5. .5 5 3 32 2. .5 5R R 1 16 6. .0 0 3 32 2. .5 5 3 3. .5 5 5 5. .5 5 4 42 2. .5 5 1 16 6. .0 0 4 42 2. .5 5 3 3. .5

35、5 6 6. .5 5 4 42 2. .5 5R R 2 21 1. .0 0 4 42 2. .5 5 4 4. .0 0 6 6. .5 5 5 52 2. .5 5 2 22 2. .0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .0 0 7 7. .0 0 5 52 2. .5 5R R 2 26 6. .0 0 5 52 2. .5 5 5 5. .0 0 7 7. .0 0 技术标准（2 2）矿查水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥的技术标准凝凝 结结 时时 间间 S SO O3 3含含 量量 / /% % 技技 术术 性性 质质 细细 度度 8 80 0 m m 方方 孔孔 筛筛筛筛 余

36、余 量量 / /% % 初初 凝凝 / /m mi in n 终终 凝凝 / /h h 安安 定定 性性 ( (沸沸 煮煮 法法 ) ) M Mg gO O 含含 量量 / /% % 火火 山山 灰灰 水水 泥泥粉粉 煤煤 灰灰 水水 泥泥 矿矿 渣渣 水水 泥泥 碱碱 含含 量量 % % 指指 标标 1 10 0. .0 0 4 45 5 1 10 0 必必 须须 合合 格格 5 5. .0 0 3 3. .5 5 4 4. .0 0 供供 需需 双双 方方商商 定定 抗抗 压压 强强 度度 / /M MP Pa a 抗抗 折折 强强 度度 / /M MP Pa a 强强 度度 等等 级级

37、3 3 天天 2 28 8 天天 3 3 天天 2 28 8 天天 3 32 2. .5 5 1 10 0. .0 0 3 32 2. .5 5 2 2. .5 5 5 5. .5 5 3 32 2. .5 5R R 1 15 5. .0 0 3 32 2. .5 5 3 3. .5 5 5 5. .5 5 4 42 2. .5 5 1 15 5. .0 0 4 42 2. .5 5 3 3. .5 5 6 6. .5 5 4 42 2. .5 5R R 1 19 9. .0 0 4 42 2. .5 5 4 4. .0 0 6 6. .5 5 5 52 2. .5 5 2 21 1. .0

38、0 5 52 2. .5 5 4 4. .0 0 7 7. .0 0 5 52 2. .5 5R R 2 28 8. .0 0 5 52 2. .5 5 4 4. .5 5 7 7. .0 0 1) 道路硅酸盐水泥 组成特点：组成特点：水泥熟料主要矿物水泥熟料主要矿物硅酸钙和铁铝酸钙硅酸钙和铁铝酸钙铁铝酸四钙高，铁铝酸四钙高，C4AF的含量的含量16.0。 性能特点：性能特点：初凝时间较长，初凝时间较长，1h；抗折强度高；抗折强度高；耐磨性好，磨损率耐磨性好，磨损率3.60kg/m2；抗裂性好，抗裂性好，28d干缩率干缩率 0.10%； 使用特点：使用特点： 主要用于混凝土路面工程。主要用于混

39、凝土路面工程。8.其它品种水泥2) 2) 白色硅酸盐水泥 组成特点：组成特点： 水泥中的氧化铁的含量低于水泥质量的水泥中的氧化铁的含量低于水泥质量的0.5%。 性能特点：性能特点： 外观为白色，按白度分为一级、二级和三级；技术要求与普通水泥同。外观为白色，按白度分为一级、二级和三级；技术要求与普通水泥同。 应用特点：应用特点： 白水泥熟料与颜料、石膏共同磨细可制得彩色水泥；主要用于建筑室内外白水泥熟料与颜料、石膏共同磨细可制得彩色水泥；主要用于建筑室内外装饰等。装饰等。3) 3) 快硬硅酸盐水泥 组成特点：组成特点： 熟料中熟料中C3S、C3A的含量较高，石膏的掺量略大（其中的含量较高，石膏的

40、掺量略大（其中SO34.0%）。）。 性能特点：性能特点： 水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度增进率高。水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度增进率高。 应用特点：应用特点： 早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程和高标号混凝土预制构件等。早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程和高标号混凝土预制构件等。4) 4) 中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥 组成特点：组成特点： 熟料中熟料中C3S、C3A的含量较低，后一种掺加的含量较低，后一种掺加2060%的粒化高炉矿渣的粒化高炉矿渣 。 性能特点：性能特点： 水化热低，凝结时间较长，中热水泥抗冻性和耐磨性较好。水化热低，凝结时间较长，中热水泥抗冻性

41、和耐磨性较好。 应用特点：应用特点： 适用于大体积混凝土，如大坝水利工程；和要求低水化热、高抗冻性和耐磨性适用于大体积混凝土，如大坝水利工程；和要求低水化热、高抗冻性和耐磨性的工程。的工程。5) 5) 抗硫酸盐水泥 组成特点：组成特点： C3S、C3A的含量低，要求的含量低，要求C3S的含量低于的含量低于50.055.0%；C3A的含量低于的含量低于5.03.0%。 （为什么？）（为什么？） 性能特点：性能特点： 具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀能力，抗蚀能力以抗硫酸盐腐蚀系数具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀能力，抗蚀能力以抗硫酸盐腐蚀系数F来评来评定。要求定。要求F0.8。 应用特点：应用特点：

42、 主要用于受硫酸盐腐蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁基础等主要用于受硫酸盐腐蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。工程。 抗硫酸盐腐蚀系数抗硫酸盐腐蚀系数F： 将水泥试件在人工配制的硫酸根离子浓度分别为将水泥试件在人工配制的硫酸根离子浓度分别为2500mg/L和和8000mg/L的硫酸钠溶的硫酸钠溶液中，浸泡液中，浸泡6个月后的强度与同时浸泡在饮用水中的试件的强度之比。个月后的强度与同时浸泡在饮用水中的试件的强度之比。 6) 6) 膨胀水泥和自应力水泥 组成特点：组成特点： 含有在水泥的凝结硬化过程中能产生适量体积膨胀的成分，如：氧化钙、氧化镁、含有在水泥的凝结硬

43、化过程中能产生适量体积膨胀的成分，如：氧化钙、氧化镁、硫铝酸钙、明矾石、石膏等。硫铝酸钙、明矾石、石膏等。 种类：种类： 硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型。硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型。 性能特点：性能特点： 凝结硬化过程中体积不收缩，而略有膨胀，提高密实性和抗渗性。凝结硬化过程中体积不收缩，而略有膨胀，提高密实性和抗渗性。 应用特点：应用特点： 可用于配制防水砂浆和防水混凝土、管道接头、堵缝和自应力钢筋混凝土结构工可用于配制防水砂浆和防水混凝土、管道接头、堵缝和自应力钢筋混凝土结构工程和构件等。程和构件等。 7) 7) 高 铝 水 泥 定义：定义： 高铝水泥（矾土水泥）是以铝矾土和石灰石为高

44、铝水泥（矾土水泥）是以铝矾土和石灰石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料，又称铝种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料，又称铝酸盐水泥。酸盐水泥。高铝水泥的矿物组成 主要矿物成分 铝酸一钙（CA） 二铝酸一钙（CA2） 少量硅酸二钙及其它铝酸盐。 铝酸一钙（CA） 具有很高的水硬活性，其特点是凝结正常，硬化迅速，是高铝水泥强度的主要来源。 二铝酸一钙（CA2） 早期强度低，但后期强度能不断增高。高铝水泥中增加CA2含量，水泥的耐热性提高，但含量过多，将影响其快硬性能。高铝水泥的水化和硬化 特点：特点：1.

45、高铝水泥的水化主要是铝酸一钙的水化和水化物的结晶；高铝水泥的水化主要是铝酸一钙的水化和水化物的结晶；2. 铝酸一钙的水化物组成与温度有关：铝酸一钙的水化物组成与温度有关： T20C CA + 10 H2O CAH10 20CT30C 2CA + 11 H2O C2AH8 30CT 3CA + 12 H2O C3AH6 + 2(Al2O3 3H2O) 3.水化反应集中在早期，而且，反应速度较快，因此，早期强度增长快；水化反应集中在早期，而且，反应速度较快，因此，早期强度增长快；4.水化物都是晶体，而且，稳定性较差，容易发生相互间的转化，因而引起强水化物都是晶体，而且，稳定性较差，容易发生相互间的转化，因而引起强度降低。度降低。 不同温度下铝酸盐水泥的水化物5 C下铝酸盐水泥稳定水化物CAH10(六方片状晶体）65 C下铝酸盐水泥稳定水化物C3AH6(立方晶体） 高铝水泥的技术性质 1. 外观：黄色或黄褐色或灰色；外观：黄色或黄褐色或灰色；2. 密度与堆积密度：与硅酸盐水泥相近；密度与堆积密度：与硅酸盐水泥相近；3. 细度：