水泥的作用与分类及构造做法培训讲义

4水泥

本章主要讲述了硅酸盐水泥的生产、矿物组成、凝结硬化、技术性质、性能及适用范围等；在硅酸盐水泥的基础上，讲述了普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥的组成、性能及选用等；概要介绍了其他品种水泥。

本章提要按其主要成分分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硫铝酸盐类水泥和磷酸盐类水泥。按水泥的用途和性能又可分为通用水泥(如硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等)、专用水泥(如中、低热水泥等)及特性水泥(如快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥等)。本章内容4.1

硅酸盐水泥4.2

掺混合材料的硅酸盐水泥4.3

其他品种水泥及水泥的运输和保管4.1硅酸盐水泥

硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、0~5%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。硅酸盐水泥分两种类型：不掺混合材的称Ⅰ型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅰ；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的称Ⅱ型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅱ

。硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6个强度等级。

硅酸盐水泥是以石灰质原料(如石灰石等)与粘土质原料(如粘土、页岩等)为主，有时加入少量铁矿粉等，按一定比例配合，磨细成生料粉(干法生产)或生料浆(湿法生产)，经均化后送入回转窑或立窑中煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，再与适量石膏共同磨细，即可得到P·Ⅰ型硅酸盐水泥。其生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)如图4.1所示。4.1.1硅酸盐水泥的生产及矿物组成

矿物组成主要是：

（1）硅酸三钙(3CaO·SiO2，简写为C3S，占37%~60%)

（2）硅酸二钙(2CaO·SiO2，简写成C2S，占15%~37%)

（3）铝酸三钙(3CaO·Al2O3，简写成C3A，占7%~15%)

（4）铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3，简写为C4AF，占10%~18%)。图4.1硅酸盐水泥生产工艺流程示意图水泥毕加水屯拌和棵后，蒜成为收可塑绸性浆转体，总随后敞，水响泥浆卷逐渐置变稠纹而失骡去塑纽奉性，待但尚行不具忽有强余度的浙过程利，称矮为水泥酿的凝呀结。凝结独过后贪，水暖泥浆亿产生呈明显拿的强翻度并冰逐渐拥发展瞎成为寺坚硬湖的固俗体，袋这一练过程向称为水泥撇的硬与化。其化爸学反氏应式松有：4.川1.滨2硅酸雪盐水摸泥的重凝结佣硬化为了糖调节击水泥危的凝障结时勺间，粉掺入拌适量甘石膏红，这释些石付膏与端反应楚最快糠的铝丧酸三捎钙的甩水化品产物蔽作用挺生成焰难溶征的水周化硫合铝酸壤钙，代覆盖棚于未孝水化秋的铝讲酸三晨钙周贷围，晋阻止命其继仁续快永速水仇化。其反词应式冬为：综上态所述，硅名酸盐筝水泥倘与水剩作用烧后，例主要透水化番产物剃有水灵化硅不酸钙垦和水夸化铁衡酸钙楚凝胶咏、氢将氧化喷钙、科水化松铝酸女钙和罗水化坏硫铝天酸钙抖晶体椅。硬化容后的更水泥堂石是被由胶腥体粒说子、电晶体浓粒子宇、凝搞胶孔愈、毛广细孔痛及未历水化节的水祖泥颗按粒所艰组成阶。其结兰构如图4.绣2所示。图4.族2硬化球水泥专石结遗构4.屑1.穿3.容1密度违、堆址积密贡度、凯细度硅酸跨盐水乌泥的密度约为3.尤10摘g/弦cm3。其摆松散强状态卫下的堆积烂密度为10暗00嘱~1泰20均0k进g/星m3，紧密糖堆积伍密度达16第00给kg招/m3。细度是指并水泥中颗粒汽的粗片细程旋度，抵是影吧响水销泥性黄能的是重要层指标竟。国家比标准GB浸1御75遇—9杏9规定，硅矿酸盐生水泥恰比表刑面积劫应大膊于30灭0m2/k吸g。4.给1.誓3硅酸肌盐水棍泥的扑主要腔技术禾性质为了置测定亦水泥甜的凝兔结时接间及冻体积省安定志性等荒性能小，应膨该使撕水泥筋净浆台在一快个规康定的狡稠度赵下进须行，荒这个胆规定匹的稠霉度称爷为标准斜稠度。达到丈标准应稠度台时的示用水瞒量称湖为标准嘉稠度忌用水躬量，以愈水与园水泥涂质量领之比垃的百架分数扁表示祖，按《水泥渡标准漏稠度物用水洲量、刻凝结耍时间箭、安疾定性惊检验内方法》(佩GB穿1尿34请6—名20矩01开)规定低的方探法测兴定。4.艺1.裳3.请2标准锄稠度阶用水房诚量凝结格时间痒分初凝和终凝。初凝箱时间是指坊从水嗓泥全全部加谢入水永中到泻水泥爬开始套失去拴可塑趋性所迫需的犯时间菊；终凝忘时间是指粥从水驻泥全柱部加充入水槐中到酱水泥厅完全想失去碎可塑已性开兵始产到生强卡度所削需的域时间(图4.婚3)。水泥季的凝陷结时朴间是亩按《水泥沫标准春稠度碌用水误量、布凝结好时间凝、安宇定性烂检验才方法》(细GB雕1铺34鞠6—薄20摔01津)规定勉的方甜法测唉定的联。4.名1.买3.怠3凝结拍时间图4.阔3水泥扬凝结馒时间软示意甲图水泥寨体积聪安定遭性简称水泥释安定察性，是差指水动泥浆捎硬化谈后体叮积变局化是钻否均吓匀的据性质并。当水蕉泥浆当体在减硬化仓过程啦中或粗硬化匙后发抓生不寇均匀疮的体泡积膨钢胀，扮会导躺致水偿泥石陪开裂阴、翘名曲等环现象欠，称疼为体积批安定叛性不箩良。引起答水泥杆体积陕安定撕性不浮良的郑原因主要善有熟曲料中蓄含有泪过量济的游肺离氧竿化钙(f－Ca驰O)、游弱离氧榜化镁(f－Mg笋O)或掺脑入的忽石膏且过多奋。4.石1.协3.缸4体积起安定堆性水泥牌强度是表搁示水恰泥力士学性为能的仰一项肤重要耍指标舍，是每评定搞水泥郑强度驾等级慈的依蒙据。根据GB线/T谷1抽75帐—9继9规定，硅尘酸盐叛水泥胁分为42腐.5、42俱.5掉R、52随.5、52音.5家R、62乔.5、62洁.5雁R等6个强东度等布级，各坑强度兰等级能水泥亡在各市龄期境的强没度值令不得灭低于表4.趴1中的抚数值节。4.附1.滩3.鸟5强度帆与强励度等缘瑞级表4.责1硅酸疗盐水悄泥的签强度谣指标视（依顺据GB得17绞5—唐99）强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d283d2842.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.52352.54.07.052.5R2752.55.07.062.52862.55.08.062.5R3262.55.58.0水化级热是指个水泥损与水柱发生蜓水化诸反应偶时放给出的楚热量请，通厦常用J/循kg表示斤。水化宰热的顶大小喂主要杏与水销泥的仿细度信及矿灶物组被成有嘉关。担颗粒缓愈细究，水肺化热翁愈大炉；不遍同的粒矿物咽成分蜓，其衔放热杀量不罪一样(见表4.蜓2)，矿给物中C3虑S、C3螺A含量庭愈多碌，水覆化热猎愈大误。4.刺1.制3.冈6水化品热表4.柜2水泥惧熟料详单矿峡物水贝化时抹特征名称硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙凝结硬化速度28d水化放热量强度快多高慢少早期低，后期高最快最多低快中低水泥闲石在打正常强使用邻条件否下，板具有糠较好央的耐笨久性筐，但铜在某也些腐总蚀性钩介质槽作用侍下，鬼水泥胆石的役结构完逐渐疏遭到燥破坏鸦，强猎度下屯降以伏致全做部溃等裂，桥这种音现象煌叫水泥兴石的葛腐蚀。主要限原因触有：(1敏)淡水篇腐蚀(2深)硫酸乎盐腐峡蚀(3板)溶解敌性化晓学腐师蚀4.粉1.蚀4水泥叙石的批腐蚀恢和防厅止措净施根据第产生猾腐蚀居的原宝因，可采蒜取如眠下防律止措根施：①根据缴工程熊所处象环境行，选欣用适泽当品篮种的袄水泥②增加呆水泥迟制品茫的密狂实度良，减兴少侵果蚀介阻质的腥渗透居。③加做洽保护凤层。4.给2掺混演合材践料的阳硅酸全盐水硬泥凡在永硅酸混盐水除泥熟惧料中栏，掺不入一讨定量采的混随合材讨料和斥适量境石膏啊共同筹磨细添制成苏的水庸硬性塌胶凝墙材料辛，均踢属掺宁混合暂材料黎的硅读酸盐毙水泥法。按所震掺混凡合材答料的寒品种控和数幼量可分抛为普通喇硅酸箭盐水鄙泥、疯矿渣棵硅酸弄盐水铃泥、闸火山角灰质穴硅酸径盐水蒙泥及阅粉煤省灰硅母酸盐杏水泥。混合找材料一般条为天驶然的狼矿物颠材料仪或工掩业废摆料。根据纪其性蛙能可分妄为活性聪混合尿材料和非活晋性混掘合材陷料。4.鸦2.惊1混合恒材料常用壤的活粗性混朗合材袭料有粒化肥高炉退矿渣、火山撑灰质腔混合顿材料和粉煤咬灰等。(1联)粒化鲜高炉含矿渣将炼快铁高花炉中挥的熔相融矿墙渣经背水淬批等方姿式急爱速冷余却而旬形成惜的松巨软颗蚁粒，脆称为粒化翁高炉末矿渣，又冬称水淬槐高炉续矿渣，其哪主要拾的化展学成读分是Ca未O、Si恳O2和Al2O3，占90淹%以上问。4.大2.雷1.溉1活性裳混合编材料(2规)火山踩灰质绸混合泥材料凡是吨天然辜的或纱人工完的以也活性秋氧化想硅和吴活性瞎三氧地化二仿铝为令主要症成分杜，具展有火伐山灰赵活性境的矿刻物质位材料墙，都般称为火山拦灰质错混合造材料。(3律)粉煤诱灰粉煤津灰是铁发电颈厂燃恩煤锅互炉排近出的牧烟道肿灰，健其颗骄粒直葱径一坐般为0.嘴00游1~筋0.坊05纽奉mm，呈枕玻璃狡态实纲心或蛮空心育的球撤状颗图粒，杜表面科比较忧致密味。粉症煤灰住的成峡分主款要是配活性锋氧化问硅和棋活性烤三氧衔化二僻铝。活性坚混合号材料凭的矿牵物成百分主炕要是棵活性根二氧续化硅抬和活秃性三扁氧化氧二铝舱，它偿们与祖水泥城熟料柄的水闭化产府物——氢氧架化钙劲发生启反应陵，生围成水羽化硅僻酸钙凑和水些化铝境酸钙超，称钻为二次脖水化雾反应。Ca奶(O责H)2是易乡丰受腐碑蚀的尼成分冷。活颈性氧岁化硅扔与活知性氧皇化铝亏与Ca使(O陵H)2作用雹后，饺减少所了水伪泥水怪化产沙物氢吊氧化则钙的砌含量支，相季应提稠高了吓水泥舟石的第抗腐鱼蚀性趴能。这类渡材料押又称填充造材料，它粘与水幕泥矿睬物成哥分或爽水化斥产物调不起盲化学艘反应睁。掺耗入水枝泥中宵主要便起调柜节水桨泥强堪度等勾级、酸增加蛙水泥繁产量欺、降驼低水茎化热铸等作需用。常用材的有磨细绑石英途砂、死石灰描石粉呆、粘冰土及肉磨细业的块暑状高泄炉矿凑渣与兼炉灰等。4.给2.绍1.北2非活滚性混叔合材龟料4.砍2.鸦2.愉1普通烈硅酸帽盐水伸泥普通泛硅酸厕盐水窗泥简称普通葵水泥(P犁·O恨)，是消由硅福酸盐溪水泥丧熟料惧、6%车~1改5%混合墨材料权、适脊量石趁膏磨参细制调成的廉水硬津性胶肯凝材葬料。虫掺活民性混臭合材逝料时菠，最迁大掺服量不志得超枝过15释%。普通语水泥厕分为32阵.5、32虾.5晓R、42楚.5、42苹.5克R、52耻.5、52确.5仍R等6个强茄度等简级。各攻强度抵等级躺水泥诸在各捏龄期朱强度竭要求雨见表4.产3。4.叠2.老2掺混息合材飘料的迁硅酸踩盐水青泥强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.51132.52.55.532.5R1632.53.55.542.51642.53.56.542.5R2142.54.06.552.52252.54.07.052.5R2652.55.07.0表4.络3普通靠硅酸粒盐水刷泥的皂强度煮要求(G纷B呢17俗5—乱99出)矿渣冰硅酸暴盐水翠泥简称矿渣斗水泥(P象·S滴)，是匠由硅楚酸盐垃水泥即熟料会和粒灭化高躁炉矿骆渣、芒适量袜石膏动磨细劳制成灵的水疼硬性纪胶凝颗材料躺。其执中粒抗化高较炉矿择渣掺执量按糠质量罢百分校比计赤为20悠%~铲70横%。允仪许用纲石灰月石、煌窑灰犹、火坚山灰室质混殿合材访料中帆的一年种代拾替矿棵渣，茄但代播替量亦不得始超过裹水泥贸质量便的8%。4.版2.盛2.乒2矿渣能硅酸滔盐水掠泥火山涨灰质棍硅酸特盐水辨泥简称火山厕灰水戏泥(P秒·P郊)，是扒由硅需酸盐剩水泥卧熟料洪和火罢山灰驼质混犯合材刚料、混适量角石膏拾磨细傍制成蜜的水碎硬性渐胶凝绪材料多。其筝中火傍山灰喇质混驱合材奖料掺两量按膛质量摧百分她比计结为20鄙%~轧50鹿%。4.渔2.虚2.速3火山胸灰质文硅酸无盐水洒泥粉煤两灰硅爬酸盐悔水泥简称粉煤锯灰水代泥(P奴·F粉)，是夜由硅陶酸盐岭水泥咏熟料英、粉尊煤灰妄、适栗量石献膏磨嚼细制骄成的森水硬脱性胶迫凝材始料。灿其中顷粉煤尾灰掺赖量按珠质量恼百分才比计淋为20喜%~职40挺%。矿渣艇水泥宪、火踪蝶山灰辆水泥踪蝶、粉狸煤灰训水泥株分为32瓶.5、32垄.5蚁R、42和.5、42绿.5领R、52晋.5、52爽.5拨R等6个强脚度等淹级。蜘各龄偶期强搜度要渗求见表4.伯4。4.碍2.际2.耐4粉煤贱灰硅临酸盐悉水泥强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0表4.隔4矿渣冒水泥搏、火色山灰堂水泥捧及粉蠢煤灰填水泥星的强毕度要里求(G斩B份13绞44碗—9罗9)复合饺硅酸猎盐水屑泥简称复合袄水泥，是僻由硅岔酸盐行水泥危熟料血、两掉种或溉两种厌以上周规定昨的混捷合材欠料、邪适量著石膏慈磨细和制成笑的水幅硬性骑胶凝期材料童。复合晴水泥恋的细箩度、码凝结弹时间剖和体春积安添定性译要求订与普坑通水输泥相召同，戏按规晓定龄连期的恭抗压糕强度牧和抗周折强禽度分死为32与.5、32墓.5垒R、42揉.5、42辱.5落R、52款.5、52旧.5搬R等6个强弃度等宜级，某各强幅度等亦级水秧泥在活各龄壁期强典度要躲求见表4.枣5。4.嘴2.绑2.有5复合乱硅酸钉盐水早泥表4.拘5复合痒硅酸夺盐水羡泥的它强度服要求(G永B文12拳95您8—沸19君99抖)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.04.漏2.忙3常用庙水泥纤的选猴用硅酸认盐水兰泥、典普通湾水泥容、矿否渣水键泥、眯火山确灰水批泥、眼粉煤活灰水凤泥及参复合浅水泥忍是工腊程中趟常用饲的通追用水滤泥，种其技异术性谈质的孔比较见表4.扯6(详见P3润4)，特盖性及期适用次范围见表4.兆7（详杠见P3瞎5）。4.辉3其他么品种朗水泥虎及水董泥的浩运输遭和保棉管凡以赢硅酸绵盐水亦泥熟挎料和伪适量兄石膏筑磨细鼓制成将的，贪以3d抗压劝强度央表示星强度户等级罗的水子硬性贵胶凝品材料射称为快硬砖硅酸傅盐水娘泥(简称快硬另水泥)。快硬嫂水泥帝分32数.5、37盐.5、42楚.5等强纠度等唱级，愚不同幼强度伏等级级水泥稻各龄席期强氧度不倦得低慈于表4.趴8数值鼠。4.抄3.此1其他灵品种熟水泥4.鼓3.毒1.泄1快硬州硅酸婆盐水猪泥强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)1d3d28d1d3d28d32.515.032.552.53.55.07.237.517.037.557.54.06.07.642.519.042.562.54.56.48.0表4.锄8快硬熊水泥重各龄锤期强饿度(G扔B扰19俩9—收90槽)由白滥色硅陡酸盐璃水泥喂熟料级加入剧适量须石膏锐，磨折细制颠成的别水硬漂性胶历凝材摩料，肢称为白色赵硅酸乒盐水泻泥(简称白水靠泥)。白水奴泥按场其强缓度分淡为32哗.5、42技.5、52传.5、62爬.5四个苍强度蓬等级捏。各纳龄期垦强度墨值见表4.斥9。白度或是白泼水泥四的一恳个重两要指悔标。丹我国扁白水粪泥的纳白度押分为4个等递级。狼根据轿白度温及强迁度等毒级，值又分绍为优址等品赴、一塑等品碰和合己格品(详见表4.逗10)。4.碗3.输1.君2白色监硅酸铲盐水痰泥表4.无9白水况泥各胁龄期震强度(G究B范20歇15活—9先1)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d7d28d3d7d28d32.514.020.532.52.53.55.542.518.026.542.53.54.56.552.523.033.552.54.05.57.062.528.042.062.55.06.08.0白水泥产品等级白度等级白度(%)白水泥强度等级优等品特级8662.5

52.5一等品一级8452.5

42.5二级8052.5

42.5合格品二级8032.5三级7542.532.5表4.漫10白水汗泥等闹级划怒分(G劳B诵20蜻15辅—9咽1)凡以撑铝酸导钙为张主的内铝酸爷盐水沟泥熟遭料，戒磨细朱制成疲的水浓硬性筋胶凝汇材料严称为铝酸日盐水蠢泥，代策号为CA。铝酸舍盐水拼泥按Al2O3含量倾百分隐数分赚为4类：再

CA－5050挑%≤乘Al2O3＜60鹊%CA－6060皮%≤析Al2O3＜68镰%CA－7068尊%≤示Al2O3＜77版%CA－8077惭%≤妹Al2O3

4.特3.龄1.倍3铝酸蛮盐水结泥铝酸斥盐水腊泥熟融料的丧主要刷矿物售成分袖为铝篮酸一浸钙(C蜡aO乖·A课l2O3，简哥写CA岩)，此码外，悄还有河少量扬硅酸觉二钙(C2S)和其掌他铝邮酸盐多。(1瞧)铝酸俩盐水剥泥的虾技术走性质①细度②凝结游时间表4.酬11③强度表4.估12(2夏)铝酸仅盐水争泥的们主要秒性能展及应稼用①快硬偶早强滔，后姓期强趋度下芒降②耐高稻温③抗渗价性及余耐腐孤蚀性锅强④水化森热高转，放答热快表4.擦11铝酸连盐水色泥的袜凝结失时间(G泊B脸20暮1—视20惩00提)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-80306CA-606018表4.责12铝酸很盐水恐泥胶估砂强摊度(G薯B灭20班1—斥20寸00蒸)水泥类型抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)6h1d3d28d6h1d3d28dCA-50204050－3.05.56.5－CA-60－204585－2.55.010.0CA-70－3040－－5.06.0－CA-80－2530－－4.05.0－