建筑材料 水泥范文

建筑材料建筑材料 水泥范文水泥范文 第五章水泥本章主要讲述硅酸盐水泥 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 泥以及其它品种水泥本章重点硅酸盐水泥熟料的矿物组成 熟料矿 物的水化及凝结硬化的特性 硅酸盐水泥的技术性质 水泥石的腐 蚀与防止 硅酸盐水泥的特性与应用以及掺混合材料硅酸盐水泥的 特性与应用本章难点硅酸盐水泥性能的评定 硅酸盐水泥的特性与 应用以及掺混合材料硅酸盐水泥的特性与应用本章要点硅酸盐水泥 熟料的矿物组成 熟料矿物的水化及凝结硬化的特性 硅酸盐水泥 的技术性质 水泥石的腐蚀与防止 硅酸盐水泥的特性与应用以及 掺混合材料硅酸盐水泥的特性与应用本章基本概念细度 水泥初凝 时间 水泥终凝时间 体积安定性 水泥石的腐蚀 活性混合材料 标准稠度用水量本章基本要求了解水泥的生产过程 凝结硬化机 理 掌握水泥熟料主要矿物成分 各自特性 掌握水泥的主要技术 性质 技术标准及应用 掌握水泥石的腐蚀与防止 本章学时安排共7学时本章基本内容水泥 是典型的水硬性胶凝材料 和上一章的石膏 石灰等有明显不同的性质 现代建筑中 混凝土 特别是钢筋混凝土是主要结构材料 广泛用 于建筑 道路 水利等工程 而水泥做为混凝土当中的主要组分 其性质 性能优劣对工程质量 影响很大 因而 我们通过本章的学习 希望能对水泥的品种 性质 工作机 理 防腐蚀等方面有比较清楚的了解 在1824年 英国人就取得了水泥生产的专利权 随着社会生产力的 不断提高 各种工程的规模 所处的环境条件等都有了很大发展 与之相适应 水泥的品种 质量也有了极大的发展 水泥的分类 按水硬性物质划分硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 氟铝酸盐 水泥等 按性质和用途划分通用水泥 常用的五大水泥 为硅酸盐系 水泥 专用水泥 砌筑水泥 道路水泥 特性水泥 快硬水泥 白色 彩色 水泥 低热水泥 目前生产和使用的水泥品种达 200多种 但在建筑工程中主要使用的有硅酸盐类的水泥 其中包括硅酸盐水泥 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 以及快硬硅酸盐水泥 白色硅酸盐 水泥 抗硫酸盐硅酸盐水泥等 铝酸盐类水泥 如高铝水泥 硫铝酸盐 类水泥 如 快硬硫铝酸盐水泥 I型低碱硫铝酸盐水泥等 但使用量最大的为硅酸盐类水泥 在硅酸盐类水泥中 最重要 最基本的水泥是硅酸盐水泥 其它水泥 均是在硅酸盐水泥的基础上掺入了一定量的混合材料 因而在某些性 能上它们与硅酸盐水泥类同 本章重点介绍硅酸盐水泥 第一节硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料 0 5 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 称为硅酸盐水泥 未掺混合材料的称为I型硅酸盐水泥 代号P I 掺不超过5 的混 合材料的称为 型硅酸盐水泥 代号P 一 硅酸盐水泥的原材料与生产过程1 原材料1 石灰质原料如石灰 岩 贝壳等 主要作用是提供CaO2 粘土质原料如粘土 页岩等 主要作用是提供SiO 2 Al2O3等3 校正原料如铁矿粉 砂岩等 主要是为了补充铁质 硅质4 矿化剂莹石等 为了改善煅烧条件 提高熟料质量5 混合材料后面再说2 硅酸盐水 泥的生产过程水泥的生产工序可概括为 两磨一烧 1 把几种原材 料按适当的比例配合 磨成生料生料中CaO占60 67 SiO2占20 24 Al2O3占4 7 Fe2O3占2 5 6 2 将制备好的生料入窖 煅烧 在大约1450o C左右 生成以硅酸钙为主要成分的水泥熟料3 为调节水泥凝结速度 在烧成的鹅水泥熟料中加入适量石膏 并共同磨细 即为硅酸盐 水泥上述过程如图所示3 硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟 料主要由四种矿物组成 硅酸三钙3CaO SiO2 C3S 质量分数36 60 硅 硅酸三钙的化学3CaO SiO2 其简写为C3S 它是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物成分 约占水泥熟料总量的 硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反应 并产生较多的水化热 它对促进水泥的凝结硬化 特别是对水泥 天内的早期强度以 及后期强度都起主要作用 硅酸二钙2CaO SiO2 C2S 质量分数15 37 硅酸二钙的化学成分为2CaO SiO2 其简写为C2S 约占水 泥熟料总量的15 37 硅酸二钙遇水后反应较慢 水化热也较低 它不影响水泥的凝结 对水泥的后期强度起主要作用 铝酸三钙3CaO Al2O3 C3A 质量分数7 15 铝酸三钙遇水后反 应极快 产生的热量大而且很集中 铝酸三钙对水泥的凝结起主导作用 但其水化产物强度较低 主要 对水泥的早期强度有所贡献 铁铝酸四钙4CaO Al2O3 Fe2O3 C4AF 质量分数10 18 铁铝酸四 钙遇水时水化反应也很快 水化热较低 水化产物的强度不高 对 水泥石的抗压强度贡献不大 主要对抗折强度贡献较大 除此之外 还有游离CaO 游离MgO等 是有害成份四种矿物的含量 不同时 水泥的各项性质也不同 见下表 如增加C3S和C3A的含量 可生产出快硬硅酸盐水泥 增加C2S和C4AF 的含量可生产出低热硅酸盐水泥 水泥熟料矿物的含量不同 水泥的性质和用途也不同 二 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 水化是指熟料矿物成份遇水发生 一系列化学反应 生成各种水化物的过程 凝结水泥加水拌和 称为可塑性浆体 随着时间变化 水泥浆逐渐 变稠失去塑性 但还不具备强度的过程 硬化浆体强度不断提高 逐渐变成坚硬的水泥石的过程1 硅酸盐水 泥的水化水泥加水拌和后 其颗粒表面的熟料矿物立即与水发生化 学反应 形成水化物 并放出热量 固相体积增加硅酸盐水泥的水 化反应及水化产物如下2 3CaO SiO2 6H2O3CaO 2SiO2 3H2O 3Ca OH 22 2CaO SiO2 4H2O3CaO 2SiO2 3H2O Ca OH 23CaO Al2O3 6H2O3CaO Al2O3 6H2O4Cao Al2O3 Fe2O3 7H2O3CaO Al2O3 6 H2O Cao Fe2O3 H2O部分水化铝酸钙还与石膏作用 生成水化硫铝 酸钙硅酸盐水泥在水化后 主要有五种水化产物 按形态又分有凝胶和晶体 凝胶占水化产物的绝大多数 在水中几乎 不溶 水化硅酸钙凝胶 C H C凝胶 水化铁酸钙凝胶 晶体氢氧化钙晶体 水化铝酸钙晶体 水化硫铝酸钙晶体2 硅酸盐水泥的凝结硬化 随水化反应的进行 以 及水分的蒸发 水泥浆中的自由水减 少 同时水化产物不 断增多 使水泥颗粒表面新生物厚度不断增大 而使固体颗粒之间距离越来越近 直 至相互连接 形成骨架结构 此时 水泥浆的塑性开始下降 初凝 随着反应不断进行 水泥浆体塑性越来越差 直至最后消失 终凝 水化反应进一步进行 水化物不断增多 逐渐充实毛细孔 使水泥浆体结构更加密实 强度提高并逐渐变成水泥石 即为硬 化 在水泥熟料中之所以加入适量石膏 是为了调节水泥凝结时间 适量石膏的凝结硬化机理水泥水化时 石膏首先与熟料中水化速度 最快的C3A反应 产生难溶于水的水化硫铝酸钙 钙矾石 并沉淀 在水泥颗粒表面形成保护膜 阻止了内部的铝酸三钙继续快速水化 而延缓了水泥的凝结时间 当掺入的石膏耗尽 内部的水化产物 不断增多 最后将表面的钙矾石胀破 从而使水化反应再次快速进 行 直至终凝 硬化 必须注意的是 只要有水 未水化的水泥就会发生水化反应 只是 其速度随着水分的减少而减慢 也就是说水泥的水化会经历很长时 间 甚至是投入使用很多年 3 水泥石的结构经历上面各个过程后 水泥浆体硬化成为水泥石 水泥石内部组成分为 凝胶体包括水化反应各个产物 如凝胶 结晶 体 未水化的水泥颗粒内核 毛细孔不同时期 相互数量随时发生变 化 并影响水泥石的性质 其中水化硅酸钙凝胶对水泥石的强度和其它性能起到支配作用 4 影响水泥凝结硬化的因素 1 熟料矿物组成的影响性能指标熟料矿物C3S C2S C3A C4AF水化速率快最慢最快快28天水化热多最少最多少早期强度高低 高低后期强度高高低中耐化学腐蚀中良差优干缩性中小大小 2 石膏掺入量石膏掺入量主要取决于水泥中C3A的含量和石膏中S O3的含量 同时和水泥细度及熟料中的SO3含量有关 一般掺入量为水泥质量的3 5 若掺入量过多 则会引起水泥石 膨胀破坏 见后面硫酸盐破坏 3 水泥细度在矿物组成相同的条件下 水泥颗粒越细 其比表面积 越大 和水反应时与水的接触面积就越大 从而使水化速度加快 凝结 硬化速度也随之提高 早期强度有所提高 水化热增加 硬 化收缩增大 容易开裂 4 水泥浆的水灰比水灰比是水泥浆中水和水泥的质量比水灰比大 则掺入水相对较多 水泥颗粒间距远 凝结时间相对较长 一般满足水泥正常水化所需的水灰比为0 15 0 25之间 但为了使 水泥浆体有一定的鹅流动性 满足施工要求而加大水灰比 过多的水分蒸发后留下大量孔隙 使水泥石强度下降 通过书上图5 3可以看到不同水灰比情况下 水泥石在水化前后内部 组成的变化 5 环境温度 湿度提高环境温度 可加快水泥的水化速度 使早 期强度较快发展 若温度降低至0o C以下 则水化反应停止 强度不但不会增长 还可能因为周围水结 冰而导致水泥石结构的破坏 水是水泥发生水化反应的必要条件 若环境干燥 则水泥中的水分 很快蒸发 导致水泥颗粒无法正常水化 而影响水泥的凝结硬化 所以水泥在浇筑后的一段时间 必须采取措施保证适当的温度 湿 度 6 养护龄期水泥的水化是长期的过程 养护龄期越长 水泥石强 度越高由于水泥石的鹅强度主要于C3S 它在3 14天内强度增长较 快 28天后比较缓慢 因此一般要求养护28天 7 外加剂的影响 三 硅酸盐水泥的技术要求 1 细度a 水泥颗粒越细 凝结硬化速度越快 早期和后期强度越高 但水泥颗粒过细则容易与空气中的水分及二氧化碳反应 致使水泥 不易久存 b 而且过细的水泥硬化时的干缩增大 c 同时磨制过细 的水泥耗能多 成本高 国标规定 硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2 kg 勃氏法测得值 否则为不合格 2 凝结时间为保证在施工时有充足时间完成搅拌 运输 浇灌 成 型等各项工艺过程 水泥的初凝时间不宜太短 施工完毕后 希望水泥能尽快硬化 产生强度 故终凝时间不太长 3 体积安定性指水泥石在硬化过程中体积变化的均匀性 原因一般是因为熟料中所含的游离氧化钙 氧化镁过多 或者是掺 入的石膏过多 游离氧化钙 氧化镁类似于过火石灰 熟化速度很慢 一般在水泥 硬化以后才进行熟化而导致体积不均匀变化 石膏掺入量过多时多 余的石膏与已固化的水化铝酸钙作用生成水化硫铝酸钙晶体 导致 体积膨胀 体积安定性不合格的水泥不得使用 4 强度及强度等级水泥的强度是评定其质量的重要指标 国家标准规定 采用 水泥胶砂强度检验方法 ISO法 GB T17671 1999 测定水泥强度 该法是将水泥和中国ISO标准砂按质量计以1 3 混合 用0 5的水灰比按规定的方法制成40 40 160 的试件 在标准温度 20 1 的水中养护 分别测定其3d和28d的抗折强度 和抗压强度 根据测定结果 分为42 5 42 5R 52 5 52 5R 62 5和62 5R等6个强度等级 R 表示早强型水泥 此外对水泥中的不溶物 氧化镜 三氧化硫 烧失量等有要求 5 水化热水泥熟化过程中放出的热量 硅酸盐水泥1 3d内水化放热量为总放热量的50 7d为75 6个月 可以达到90 四 水泥石的腐蚀与防止1 软水侵蚀 溶出性侵蚀 不含或仅含少量 重碳酸盐的水称为软水 如雨水 雪水 淡水及多数江水 湖水等 腐蚀机理当水泥石与静止或无压力的软水接触时 水泥石中的氢氧化 钙微溶于水 每升水溶解1 3g氢氧化钙 水溶液迅速饱和 因而对水泥石性能的影响不大 但在流动的或有压力的软水中 由于水不断地将水泥石内的氢氧化钙 溶解 使水泥石孔隙率增加 同时由于氢氧化钙浓度的降低 部分水化 产物分解 从而引起水泥石强度下降 而当环境中含有重碳酸盐时 如Ca HCO3 2 和氢氧化钙反应可生成 几乎不溶于水的CaCO3 沉积在已硬化水泥石的孔隙中 使之更密实 从而阻止外界水的继续侵入和内部Ca OH 2的扩散析出 因此可以使混凝土先在空气中硬化 并存放一段时间后形成CaCO3外 壳 可对软水侵蚀起到一定的抑制作用 2 盐类腐蚀1 硫酸盐腐蚀硫酸盐和水泥石中的Ca OH 2反应 生成硫 酸钙 CaSO4 并进一步可结晶成为二水石膏 造成体积膨胀 另 外 二水石膏还可以和水化铝酸钙反应 生成膨胀性更大的水化硫 铝酸钙 体积膨胀1 5倍 对水泥有极大的破坏作用 所以这种高硫型水化硫铝酸钙又可称为水泥杆菌 2 镁盐腐蚀海水 地下水中含有大量镁盐 如Mgcl 2 MgSO4等 可与Ca OH 2起置换反应 生成易溶于水的Cacl2以及 无胶结能力的Mg OH 22Mgcl2 2Ca OH 2 2Cacl2 2Mg OH 2要特别注 意硫酸镁溶液对水泥石的腐蚀作用 因为它既属于硫酸盐 又属于镁盐 因此它对水泥石的腐蚀作用是 两种因素共同作用的结果 3 酸类腐蚀1 碳酸腐蚀Ca OH 2 H2O CO2 CaCO3 H2O CaCO3 H2O CO2可逆Ca HCO3 2 H2O当水中有较多的碳酸时 通过这 两步反应 生成了Ca HCO3 2 易溶于水 从而导致水泥石破坏 2 一般酸腐蚀工业废水 某些地下水 沼泽水中常含有盐酸 硝酸等 侵蚀性介质 均可以和Ca OH 2反应 生成易溶物 如Ca OH 2 2HCl CaCL2 易溶于水 H2O4 强碱腐蚀水泥石本身是碱 性的 所以一般浓度不大的碱类溶液不会对水泥石产生破坏作用 但对于铝酸盐含量较高的硅酸盐水泥 遇到强碱 NaOH 溶液也会 被破坏 一是由于氢氧化钠溶液与未水化的铝酸盐作用 生成易溶的铝酸钠6 NaOH 3CaO Al2O3 Na2O Al2O3 Ca OH 2二是若水泥石被氢氧化钠溶 液浸泡后又在空气中干燥 与二氧化碳作用生成碳酸钠 而碳酸钠 在水泥石内部毛细孔内沉积 结晶 使水泥石胀裂 5 腐蚀的原因与防止1 腐蚀的原因在分析了上述不同侵蚀性介质对 水泥石的破坏作用机理后 我们可以从中发现以下规律a 水泥石中 含有易受腐蚀的成分 即氢氧化钙和水化铝酸钙等 b 水泥石本身不 密实含有大量的毛细孔隙 C 侵蚀性介质必须呈溶液状态 且需要达到一定的浓度 才能对水 泥石产生破坏作用 即必须有水的参与2 腐蚀的防止a 根据环境特点 选择适宜的水泥品 种 b 减小水泥石的孔隙率 提高密实度 可减少外界的CO2等有害介质向水泥石内部渗透 如采取低水灰比 或进行表面碳化处理 c 设置隔离层或保护层 如耐酸石料 陶瓷 玻璃 沥青等 五 硅酸盐水泥的性质与应用1 硅酸盐水泥的性质与应用1 早期及 后期强度均高适合早强要求高的工程和高强度混凝土工程 2 抗冻性好适合抗冻性要求高的工程 3 耐腐蚀性差因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多 4 水化热高不得用于大体积混凝土工程 但有利于低温季节蓄热法施工 5 抗碳化性好适合用于空气中二氧化碳浓度高的环境 6 耐热性差不适合耐热混凝土工程 7 耐磨性好适合于道路 地面工程 2 硅酸盐水泥的存放水泥应在干燥条件下存放 第二节掺混合材料的硅酸盐水泥第二节掺混合材料的硅酸盐水泥一 混合材料掺入到水泥或混凝土中的人工或天然矿物材料称为混合材 料 1 非活性混合材料常温下不能与氢氧化钙和水反应 也不能产生凝 结硬化的混合材料 称为非活性混合材料 在水泥中主要起到调节强度 降低水化热 增加水泥产量 降低成 本等作用 主要使用的有石灰石 石英砂 缓慢冷却的矿渣等 2 活性混合材料常温下可与氢氧化钙反应 生成具有水硬性的水化 产物 凝结硬化后产生强度的混合材料 称为活性混合材料 它们在水泥中的主要作用是调整水泥强度等级 增加水泥产量 改 善某些性能 降低水化热和成本等 常用活性混合材料有1 粒化高炉矿渣高炉炼铁时铁水表面的熔融物 经急冷处理成粒经0 5 5mm的质地疏松的颗粒材料 其中玻璃体含量高达80 因此储存有大量化学潜能 主要成份是CaO SiO2 AL2O3等 高炉矿渣的活性主要玻璃体结构中的活性SiO2 AL2O3 它们即使在 常温下也可于氢氧化钙反应产生强度 在某些含CaO较多的碱性矿渣中 其中含有硅酸二钙等成份 因此本 身具有一定的水硬性 2 火山灰质混合材料 磨细后本身不能硬化 但与石灰混和后确可以水化形成水硬性矿物 3 粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂以煤粉做燃料排出的燃料渣 水硬性原理和火山灰志混合材料相同 细小密实的玻璃体含量越高 其质量越好 活性越大 二 普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料 少量 6 15 混合材料和适量石膏组成 其中非活性混合材料的掺量不得大于10 窑灰不得大于5 普通硅酸盐水泥的技术要求为 1 细度筛孔尺寸为80 m的方孔筛的筛余不得超过10 2 凝结时间初凝时间不得早于45min 终凝时间不得迟于10h 3 强度与强度等级根据抗压和抗折强度 将普通水泥划分为32 5 42 5 52 5及32 5R 42 5R 52 5R等6个等级 各龄期强度不得低于国家标准中规定的数值 其它技术要求与硅酸盐水泥相同 由于混合材料的掺入量较少 故普通硅酸盐水泥的性质和用途与硅酸 盐水泥基本相同 略有差异 其主要差别表现为 1 早期强度略低 2 耐腐蚀性稍好 3 水化热略低 4 抗冻性及抗渗性好 5 抗碳化性略差 6 耐热性较好 7 耐磨性略差 三 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥1 矿渣硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料 多量 20 70 粒化高炉矿渣 适量石膏组成 允许用石灰石 窑灰 粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代 替粒化高炉矿渣 代替量不得超过水泥质量的8 替代后水泥中粒化 高炉矿渣不得少于20 掺矿渣的硅酸盐水泥水化时 水泥熟料首先水化产生氢氧化钙 氢 氧化钙再与活性混合材料中的活性氧化硅和活性氧化铝反应 形成 水化硅酸钙和水化铝酸钙 因而 这一反应也称为 二次水化 矿渣硅酸盐水泥的主要性能特点如下 a 早期强度低 后期强度高 对温度敏感 适宜于高温养护 b 水化热较低 放热速度慢 c 具有较好的耐热性能 d 具有较强的抗侵蚀 抗腐蚀能力 e 泌水性大 干缩较大 f 抗渗性差 抗冻性较差 抗碳化能力差 2 火山灰质硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料 多量 20 50 火山灰 质混合材料和适量石膏组成 火山灰水泥的主要性能特点如下 a 早期强度低 后期强度高 对温度敏感 适宜于高温养护 b 水化热较低 放热速度慢 c 具有较强的抗侵蚀 抗腐蚀能力 d 需水性大 干缩率较大 e 抗渗性好 抗冻性较差 抗碳化能力差 耐磨性差 3 粉煤灰硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料 多量 20 40 粉煤灰和 适量石膏组成 粉煤灰水泥的主要性能特点如下 a 早期强度低 后期强度高 对温度敏感 适宜于高温养护 b 水化热较低 放热速度慢 c 具有较强的抗侵蚀 抗腐蚀能力 d 需水量低 干缩率较小 抗裂性好 e 抗冻性较差 抗碳化能力差 耐磨性差4 技术要求矿渣硅酸盐 水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥的强度等级划分有3 2 5 42 5 52 5及32 5R 42 5R 52 5R六个标号 各龄期的抗压和抗折强度应不低于国家标准中规定的数值 矿渣硅酸盐水泥的三氧化硫含量不得超过4 0 火山灰质硅酸盐水泥 和粉煤灰硅酸盐水泥不得超过3 5 细度 凝结时间 体积安定性 氧化镁含量的要求与普通硅酸盐水 泥相同 5 性质与应用l 三种水泥的共性a 早期强度低 后期强度高熟料矿 物含量显著减少 所以凝结硬化速度慢 造成早期强度较低 但由 于二次水化后生成的水化硅酸钙凝胶显著增多 因此后期强度增长 速度快 这三种水泥不适合早期强度要求高的混凝土工程 b 对温度敏感 适合高温养护 在湿热条件下 强度发展很快 c 耐腐蚀性好因此耐腐蚀性好适合于耐腐蚀性要求较高的工程 如水 工 海港 码头等工程 由于减少了水泥熟料的相对含量 使水化时产生的氢氧化钙和水化 铝酸钙减少 加上二次水化又消耗了部分氢氧化钙和水化铝酸钙 使掺混合材料的水泥中所含的可能引起腐蚀的因素大大降低 从而 提高了抗腐蚀能力 d 水化热少因为熟料用量大大减少 使水泥水化时放热量很高的C3S C3A含量减少 因此减少了水化热 适合用于大体积混凝土工程e 抗碳化性较差原因硬化后的水泥石中Ca OH 22含量少 碱度低 因 此碳化作用快 而使水泥石耐久性降低 不适用二氧化碳浓度高的工业厂房 如铸造翻砂车间 f 抗冻性较差但矿渣硅酸盐水泥较其它二种稍好 2 三种水泥的特性a 矿渣硅酸盐水泥泌水性大 抗渗性差 干缩较大 但耐热性较好 因为矿渣颗粒很难磨得很细 且矿渣为玻璃体结构 亲水性差 因 此在使用中容易形成毛细通路 使水泥石内部孔隙增多 密实性和 均匀性下降 而因为水化后Ca OH 22含量低 并且矿渣本身耐热性 很好 所以矿渣水泥耐热性较好 适合于有耐热要求的混凝土工程 不适合于有抗渗要求混凝土工程 b 火山灰质硅酸盐水泥保水性好 抗渗性好 但干缩大 易开裂和起 粉 耐磨性较差 因为火山灰颗粒很细 可使水泥石更加的密实 因此使水泥的保水 性 抗渗性都较好 但也因为颗粒很细小 使水泥石更加容易开裂 适合用于地下 水中大体积混凝土和有抗渗要求的混凝土工程 但不 宜用于干燥环境 c 粉煤灰硅酸盐水泥泌水性大 易产生失水裂纹 抗渗性差 干缩小 抗裂性较高 不宜用于干燥环境和有抗渗要求的混凝土工程 四 水泥品种的选用几条原则 1 按照环境条件选择水泥品种 包括环境温度 所含侵蚀性介质 的种类 数量等 2 按工程特点选择 如大坝 设备基础等大体积混凝土优先选用水化热少 放热速度慢的掺混合材料的硅酸盐水泥 而对有早强要求的紧急工 程或有抗冻要求的选用硅酸盐水泥 高温作用的工程优先选用矿渣 水泥 3 按水泥所处部位选择水泥品种 如经常受水冲刷 或经常处于干湿变化的部位 应优先选用硅酸盐 水泥 避免采用矿渣水泥等 第三节特性水泥一 白色与彩色硅酸盐水泥白色硅酸盐水泥的组成 性质与硅酸盐水泥基本相同 所不同的是在配料和生产过程中严 格控制着色氧化物 Fe2O 3 MnO Cr2O 3 TiO2等 的含量 因而具有白色 具体措施 1 精选原料 限制着色氧化物含量 如采用纯净高岭土 石英砂 石灰石 优质洁白的雪花石膏 并不得掺加铁粉 2 研磨时一般不采用钢制研磨体及材板 煅烧水泥时用煤气或重 油做燃料 如用煤 则要严格限制灰分 3 煅烧好的水泥熟料进行洒水漂白或加入CaCL2还原剂 使熟料 中的Fe2O3还原为浅色的FeO或Fe3O4 4 适当提高粉磨细度彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥 它是用白水泥熟料 适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的 也可以在白水泥生料中加入适当金属氧化物作着色剂 在一定燃烧 气氛中直接烧成彩色水泥熟料 常用的有氧化铁 红 黄 褐 黑色 氧化锰 褐 黑色 氧 化铬 绿色 群青 蓝色 赭石 赭色 等 深色调的彩色水泥可在普通硅酸盐水泥中掺入适当颜料而制得 白水泥和彩色水泥广泛地应用于建筑装修中 如制作彩色水磨石 饰面砖 锦砖 玻璃马赛克以及制作水刷石 斩假石 水泥花砖等 2 道路硅酸盐水泥凡由适当成分的生料烧至部分熔融 所得以硅酸 钙为主要成分 并且铁铝酸钙含量较多的硅酸盐水泥熟料 称为道 路硅酸盐水泥熟料 以道路硅酸盐水泥熟料 活性混合材料和适量石膏磨细 制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥 简称道路水泥 3 中热硅酸盐水泥由适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入适量石膏 磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料 称为中热硅酸盐水 泥 4 低热矿渣硅酸盐水泥由适当成分的硅酸盐水泥熟料 加入矿渣 适量石膏 磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料 称为低热 矿渣硅酸盐水泥 简称低热矿渣水泥 其中矿渣的掺量按质量计为20 60 允许用不超过混合材料总量5 0 的磷渣或粉煤灰代替部分矿渣 5 快硬硅酸盐水泥以三天抗压强度表示强度等级 生产方法与普通水泥基本相同 只是严格控制生产工艺条件原料中 杂质含量少 矿物组成中硅酸三钙 铝酸三钙含量较高 水泥颗粒 磨制更细 比表面积更大 用于紧急抢修工程和低温施工工程 6 膨胀水泥及自应力水泥根据膨胀量的多少和用途 分为收缩补偿 型膨胀水泥 及自应力膨胀水泥 前者表示水泥凝结硬化过程中的体积膨胀在实用中具有补偿收缩的 性能 可减少和防止混凝土的收缩裂缝 增加了水泥石的密实度 后 者表示水泥硬化后的体积膨胀能使砂浆或混凝土在受约束条件下产 生可应用的化学预应力的性能 1 低热微膨胀硅酸盐水泥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 称为低热微膨胀硅酸盐水泥 简称低热微膨胀水 泥 低热微膨胀水泥中石膏掺量较高 水化过程中产生的钙矾石较多 使水泥石在早期产生适当的膨胀 增加了水泥石结构的密实度 相 应地改善了水泥石的抗渗性 因此 低热膨胀水泥不仅水化热低 适于大体积水泥混凝土工程 而且水泥石的内部结构致密 抗渗性能好 耐腐蚀性能进一步改善 可见 对大体积水中构筑物 特别是抗渗性要求较高时 使用低热 微膨胀水泥应是最佳的选择之一 第四节铝酸盐水泥铝酸盐水泥是以石灰岩和矾土为主要原料 配制 成适当成分的生料 烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物 的熟料 经磨细而成的水硬性胶凝材料 代号 1 铝酸盐水泥的主要矿物成分 铝酸一钙 CaO Al2O3简写 凝结正常 硬化迅速 为铝酸盐水泥强度的主要 二铝酸一钙 CaO 2Al2O3简写 2 其特点是凝结硬化 慢 早期强度较低 后期强度高 此外还有少量水化极快 凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙 1 2 7 以及胶凝性极差的铝方柱石 C2AS 六铝酸一钙 CA6 等 矿物 2 铝酸盐水泥的水化与硬化铝酸一钙由于晶体结构中钙 铝的配位 极不规则 水化极快 其水化过程及其产物与温度的关系极大 当温度低于30 C时 水化 生成水化铝酸钙 CAH10 水化铝酸二钙