水泥材料-特种水泥和新型水泥

1、第五章第五章 水泥材料水泥材料第六节 特种水泥和新型水泥本节要求本节要求 1、 了解特种水泥的概念、分类； 2、掌握每类特种水泥的概念、分类、技、 术指标、特性、用途等。特种水泥：特种水泥： 具有特殊性能和专门用途特殊性能和专门用途的水泥，是为了满足各种复杂条件下的工程对水泥使用的特殊要求特殊要求，或为了节约能源，综合利用工业废渣和劣质原料，以提高水泥生产的经济效益而不断研究开发的水泥品种。 目前，我国的特种水泥有快凝快硬高强水泥、膨胀水泥、自应力水泥、耐高温水泥、油井水泥、耐化学侵蚀水泥、装饰水泥、道路水泥等10多类60多个品种。一、快硬高强水泥一、快硬高强水泥（一）快硬水泥（一）快硬水泥

2、硅铝酸盐快硬水泥、硫铝酸盐快硬水泥和 氟铝酸盐快硬水泥。1 1、快硬硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥概念概念：凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制：凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制 成的，成的，早期强度增进率较高早期强度增进率较高的的水硬性胶水硬性胶 凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快 硬水泥）。硬水泥）。矿物组成：矿物组成：熟料中C3S和C3A含量较高。 C3S含量达5060%，C3A含量为8%14%， 两者之和不少于两者之和不少于60%65%60%65%。 适量增加石膏含量适量增加石膏含量是生产快硬水泥的重要是生产快硬水泥的重要措施之一：措施之一：可保证水泥石硬

3、化之前形成足够的钙可保证水泥石硬化之前形成足够的钙矾石，有利于水泥强度的发展。矾石，有利于水泥强度的发展。 普通水泥中的普通水泥中的SOSO3 3含量含量一般波动在一般波动在1.52.5%1.52.5%， 而而快硬水泥快硬水泥中，一般波动中，一般波动在在33.5%33.5%。用途：用途： 抢修工程、快速施工工程、低温工程及地抢修工程、快速施工工程、低温工程及地 下工程。下工程。特点：比表面积大，易风化，储存期不应超特点：比表面积大，易风化，储存期不应超1 1个月；个月； 水化热较高水化热较高（水泥细度高，活性大C3S、C3A高之故）； 早期干缩率较大；早期干缩率较大； 不透水性和抗冻性优于普通

4、水泥。不透水性和抗冻性优于普通水泥。生产要求：生产要求：原料较纯、生料细度要细而均匀，熟原料较纯、生料细度要细而均匀，熟 料要求快冷，水泥比表面控制在料要求快冷，水泥比表面控制在 3345m 3345m2 2/kg/kg，适当增加石膏掺加量。，适当增加石膏掺加量。2 2、快硬硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥概念概念：以：以石灰石、矾土、石膏为原料石灰石、矾土、石膏为原料，经煅烧，经煅烧 制成含适量无水硫铝酸钙的熟料，再掺制成含适量无水硫铝酸钙的熟料，再掺 适量石膏，共同磨细所得水硬性胶凝材料。适量石膏，共同磨细所得水硬性胶凝材料。矿物组成：无水硫铝酸钙矿物组成：无水硫铝酸钙4CaO3Al4CaO

5、3Al2 2O O3 3 CaSO CaSO4 4 3644%3644% -C -C2 2S S为为2334%2334%， 另有另有C C2 2FCaSOFCaSO4 4及钙矾石及钙矾石主要控制两个率值，即碱度系数Cm和铝硫比PS0.91.03.54.0生产要求：熟练煅烧温度12501350，不易 超过1400，否则CaSO4易分解。特点：特点：凝结快，初凝与终凝时间间隔短，初凝凝结快，初凝与终凝时间间隔短，初凝 一般在一般在8min60min8min60min，终凝在，终凝在10min90min10min90min。 早期强度高，后期强度稳定，低温硬化性能好；早期强度高，后期强度稳定，低温硬

6、化性能好； 水泥致密，抗硫酸盐性能好，抗渗抗冻性好。水泥致密，抗硫酸盐性能好，抗渗抗冻性好。用途：抢修工程、冬季施工工程、地下工程、配制 膨胀水泥。3 3、快硬氟铝酸盐水泥、快硬氟铝酸盐水泥概念概念：以：以石灰石、矾土、萤石（或再加石膏）石灰石、矾土、萤石（或再加石膏） 经配料煅烧得到的以氟铝酸钙（经配料煅烧得到的以氟铝酸钙（C C1111A A7 7CaFCaF2 2) ) 为主的熟料，再与石膏一起磨细制成的水为主的熟料，再与石膏一起磨细制成的水 硬性胶凝材料。硬性胶凝材料。 我国的我国的双快（快凝快硬）水泥和国外的超速双快（快凝快硬）水泥和国外的超速硬水泥硬水泥属于属于快硬氟铝酸盐水泥。快

7、硬氟铝酸盐水泥。矿物组成矿物组成：A矿、B矿、氟铝酸钙和铁铝酸四钙固 溶体。特点特点：水化速度很快。水化速度很快。氟铝酸钙几秒钟内就水化 生成水化铝酸钙，几分钟内，水化铝酸钙 与硅酸盐相溶解出来的Ca(OH)2以及CaSO4 生成低硫型水化硫铝酸钙和钙矾石。 凝结很快凝结很快，初凝几分钟，终凝不超过30min。 硬化很快硬化很快，510min即可硬化。 低温硬化性能好低温硬化性能好：6h10MPa，1天-30MPa用途：抢修工程、喷锚用的喷射水泥、 铸造业的型砂水泥。概念概念：白色水泥和彩色水泥白色水泥和彩色水泥以其良好的装饰性能应以其良好的装饰性能应 用于各种建筑装饰工程中，通常称为装饰水用

8、于各种建筑装饰工程中，通常称为装饰水 泥。泥。 二、装饰水泥二、装饰水泥 硅酸盐水泥的颜色主要由硅酸盐水泥的颜色主要由Fe2O3引起引起，当其含量降低到0.350.40%后，熟料的颜色接近白色。 用白色硅酸盐水泥熟料、石膏和颜料共同磨细可制得彩色水泥。常用的颜料：常用的颜料： 氧化铁(红、黄、褐红)、 二氧化锰（黑、褐色）、 氧化铬（绿色）、炭黑也可在白色硅酸盐水泥生料中加入少金属氧化物着色剂直接烧成熟料，制得彩色水泥。如加Cr2O3-绿色， CoO-还原火焰-浅蓝色 氧化火焰-玫瑰红概念概念：以矾土和石灰石配料经烧结或熔融，经粉磨而 制得的水硬性胶凝材料，是一种快硬高强水泥。组成组成：化学成

9、分- Al2O3、CaO和SiO2 矿物组成-CA、CA2、C2AS。三、铝酸盐水泥三、铝酸盐水泥（高铝水泥或矾土水泥）高水硬活性，凝结时间正常，硬化迅速早期强度低，后期强度不断提高，耐热性能较好。水化活性低（晶格中离子配位对称）生产：四、膨胀水泥和自应力水泥四、膨胀水泥和自应力水泥普通硅酸盐水泥-在空气中硬化时，其收缩率约为 0.20.35%-混凝土内部产生裂缝，强 度下降、抗渗抗冻性变差-钢筋锈蚀，耐 久性差。膨胀水泥膨胀水泥-硬化初期由于化学反应能产生均匀膨胀的水硬化初期由于化学反应能产生均匀膨胀的水 泥泥。当用膨胀水泥制造混凝土时，由于水泥由于水泥 石膨胀会使与之粘结的钢筋一起膨胀而伸

10、石膨胀会使与之粘结的钢筋一起膨胀而伸 长，混凝土则因钢筋的限制而受到相应的压长，混凝土则因钢筋的限制而受到相应的压 应力，不但能减轻开裂，还能抵消外界施加应力，不但能减轻开裂，还能抵消外界施加 的拉应力。的拉应力。自应力水泥自应力水泥-膨胀水泥中膨胀组分含量较多，膨胀值较 大，在膨胀过程中又受到限制时（如钢筋限 制），则水泥本身会受到压应力。该压力是该压力是 依靠水泥自身水化而产生的，称为自应力依靠水泥自身水化而产生的，称为自应力， 用自应力值（兆帕斯卡）表示应力大小。其 中自应力值大于2MPa的称为自应力水泥。能使水泥产生膨胀的反应有三种：能使水泥产生膨胀的反应有三种： CaO水化生成水化生成Ca(OH)2