水泥的分类及使用培训讲义PPT

水泥泥水泥泥是是建建筑筑工工程程中中最最为为重重要要的的建建筑筑材材料料之之一一，，自自问问世世以以来来对对工工程程建建设设起起了了巨巨大大的的推推动动作作用用，，目目前前世世界界上上水水泥泥品品种种已已达达200余余种种，，几几乎乎任任何何种种类类、、规规模模的的工工程程都都离离不不开开水水泥泥。。概述述什么么是是水水泥泥(cement)？水泥泥是是以以水水化化活活性性矿矿物物为为主主要要成成分分的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料。。水泥泥的的种种类类有有哪哪些些？？根据据水泥泥的的主主要要矿矿物物成分分：：水泥泥中中的的主主要要矿矿物物硅酸酸盐盐系系水水泥泥铝酸酸盐盐系系水水泥泥硫铝铝酸酸盐盐系系水水泥泥磷酸酸盐盐系系水水泥泥硫铝铝酸酸钙钙硅酸酸钙钙铝酸钙磷酸钙,镁3-1通用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料、、适适量量石膏膏、、0～5％石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿渣渣等等磨磨细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，，称称为为硅酸酸盐盐水水泥泥。一、、通通用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的一一般般规规定定硅酸酸盐盐水水泥泥熟料料石膏膏(CaSO42H2O)活性性混混合合材材料料非活性性混混合合料料其他他二、、通通用用硅硅酸酸盐盐水水泥泥组组成成材材料料主要要胶凝凝物物质质，，能能水水化化硬硬化化；；调节节水泥泥的的凝凝结结时时间间；；调节节水泥泥的的强强度度等等级级；；硅酸酸盐盐水水泥泥熟料料主要要成成分分：：CaO(=C)，SiO2(=S)，Al2O3(=A)，Fe2O3(=F)少量量杂杂质质：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等3-2硅酸酸盐盐水水泥泥一、、硅硅酸酸盐盐水水泥泥是是怎怎样样制制造造的的？？原料料：：硅质质：：粘粘土土，，(SiO2、Al2O3)，占占1/3钙质质：：石石灰灰石石、、白白垩垩等等，，(CaO)，占2/3调节节原原料料：：铁铁矿矿与与砂砂，调调节节与与补补充充Fe2O3与SiO2制造造工工艺艺：：原料料经经粉粉磨磨混混合合后后得得到到水水泥泥生生料料生料料经经窑窑内内煅煅烧烧得得到到水水泥泥熟熟料料水泥泥熟熟料料＋＋石石膏膏(或再再＋＋混混合合材材））一一起起经经粉粉磨磨混混合合后后得得到到水水泥泥“两磨磨一一烧烧””硅质质(粘土土)钙质质(石灰灰石石)1450℃℃调节节原料料石膏膏水泥泥生料料熟料料混合合材材料料水泥泥制制造造的的““两两磨磨一一烧烧””工工艺艺流流程程粉磨磨煅烧烧粉磨磨水泥泥颗颗粒粒宏宏观观形形貌貌水泥泥颗颗粒粒的的结结构构水泥泥熟熟料料颗颗粒粒细细观观形形貌貌水泥泥熟熟料料矿矿物物微微观观结结构构这是烧成阶段，这时的3CaO·Al2O3、4Cao·Al2O3·Fe2O3烧至部分熔融状态，出现液相，把剩余的Cao及部分2CaO·SiO2溶解于其中，在此液相中2CaO·SiO2吸收Cao形成3CaO·SiO2（C3S）从1300℃升至1450℃，再降到1300℃有机物被烧尽，黏土分解形成无定型的SiO2、Al2O3500～800℃石灰石进行分解形成Cao，并开始与黏土中SiO2、Al2O3及Fe2O3发生固相反应。800～1000℃生料自由水分逐渐蒸发而干燥开始加热时固相反应加速，并逐渐生成2Cao·SiO2（C2S）、3Cao·Al2O3（C3A）、4Cao·Al2O3·Fe2O3（C4AF）随温度的升高固相反应结束，这时在物料中仍剩余一部分Cao未与其他氧化物化合。1300℃硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料矿矿物物矿物名称缩写矿物式硅酸三钙C3S3CaO·SiO2硅酸二钙C2S2CaO·SiO2铝酸三钙C3A3CaO·Al2O3铁铝酸四钙C4AF4CaO·Al2O3·Fe2O3含量(mass%)37~6015~377~1510~18硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料主主要要含含有有四四种种矿矿物物：：简写写：：CaO——C，SiO2—S，Al2O3—A，Fe2O3—F，H2O——H除上上述述四四种种主主要要熟熟料料矿矿物物外外，，硅硅酸酸盐盐水水泥泥中中还还含含有有f-CaO、f-MgO和K2O、Na2O等次要成成分。硅酸盐水水泥熟料料矿物特特性矿物种类硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙缩写C3SC2SC3AC4AF水化速度快慢最快快水化热多少最多较多强度高早低后高低低耐腐蚀性差好最差中3、硅酸盐水水泥的硬硬化机理理水泥与适适量的水水拌合后后，最初初形成具具有可塑塑性的浆浆体，随随着水化化反应的的进行，，水泥浆浆体逐渐渐变稠失失去可塑塑性，但但尚不具具有强度度，这一一过程称称为水泥泥的“凝凝结”。。随后凝结了了的水泥浆浆体开始产产生强度，，并逐渐发发展成为坚坚硬的水泥泥石，这一一过程称为为“硬化””。水泥的水化化贯穿凝结结、硬化过过程的始终终。水泥的水化化反应2（3CaO··SiO2）+6H2O→3CaO··2SiO2·3H2O+3Ca(OH)22(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO··2SiO2·3H2O+Ca(OH)23CaO··Al2O3+6H2O→3CaO··Al2O3·6H2O4CaO··Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO··Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O水泥的水化化硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙钙水泥浆扫描描电镜照片片（7d龄期）C-S-H钙矾石C-S-H氢氧化钙晶晶体石膏调节凝凝结时间的的原理石膏与水化化铝酸钙反反应生成水水化硫铝酸酸钙针状晶晶体（钙矾矾石）。该该晶体难溶溶，包裹在在水泥熟料料的表面上上，形成保保护膜，阻阻碍水分进进入水泥内内部，使水水化反应延延缓下来，，从而避免免了纯水泥泥熟料水化化产生闪凝凝现象。所所以，石膏膏在水泥中中起调节凝凝结时间的的作用。CaSO4·2H2O+3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O高硫型水化化硫铝酸钙钙晶体但如果掺入过多石石膏,会造造成水泥的的体积安定性性不良。硅酸盐水泥泥的凝结硬硬化凝结:水泥加水拌拌和形成具具有一定流动性和可可塑性的浆浆体，经过自身身的物理化化学变化逐渐变稠失失去可塑性性的过程。硬化:失去可塑性性的浆体随随着时间的的增长产生明显的的强度，并逐渐发发展成为坚硬的的水泥石的过程。硅酸盐水泥泥的凝结硬硬化初始的溶解解和水化流动性、可可塑性好，，凝胶体膜膜层围绕水水泥颗粒成成长。凝胶膜破裂裂、长大并并连接、水水泥颗粒进进一步水化化。多孔的的空间网络络—凝聚结结构，失去去可塑性。。凝胶体填充充毛细管，，硬化成密密实空间网网。水泥石结构构未水化水泥泥颗粒水化产物－－晶体、胶胶体毛细孔、毛毛细孔水凝胶孔毛细孔－未被水化化产物所填填充的原充充水空间凝胶孔－C-S-H内部的结构构孔水泥石是多相（固、液、、气）多孔体系，水泥石的的工程性质质取决于水水泥石的结结构组成，，即决定于于水化物的的类型和相相对含量、、内部孔的的大小、形形状和分布布状态。未水化水泥颗粒水钙矾石氢氧化钙(三)影响水泥水水化硬化的的因素熟料矿物组组成细度石膏掺量水灰比温度和湿度度养护时间372856

龄期d强度硅酸盐水泥泥的技术要求求（1）物理指标标凝结时间安定性强度及强度度等级细度（2）化学指标标烧失量不溶物碱含量初凝：从水泥加加水拌和起起至标准稠稠度净浆开开始失去可可塑性所需需的时间。。国标规定：初凝时间间≥45min，国产水泥泥一般为1-3h。工程意义：水泥的初初凝时间不不宜过早，，以便施工工时有充分分的时间搅搅拌、运输输、浇捣和和砌筑等操操作。终凝：从水泥加加水拌和起起至标准稠稠度净浆完完全失去可可塑性并开开始产生强强度所需的的时间。国标规定：终凝时间间≥6.5h，国产水泥泥一般为5-6h。工程意义：终凝时间间不宜过迟迟，以便施施工完毕后后更快硬化化，达到一一定的强度度，以利于于下一步施施工工艺的的进行。影响水泥凝凝结时间的的因素：熟熟料的矿物物组成、石石膏掺量、、混合材的的品种与掺掺量、水泥泥细度、温温度、水灰灰比等。1、凝结时间间2、体积安定定性定义：是指水泥在在凝结硬化化过程中体体积变化的的均匀程度度。体积安定性性不良：水泥在凝结结硬化过程程中产生不不均匀的体体积变化。。安定性不良良的原因：：熟料中含有有过多的f-CaO熟料中含有有过多的f-MgO石膏掺量过过多生成钙矾石石过烧体积安定性性不良的水水泥应作废废品处理，，禁止用于于任何工程程中。沸煮法只能能检测f-CaO所造成的体体积安定性性不良。对于f-MgO和石膏造成成的体积安安定性不良良则需分别别采用压蒸蒸法、长时时间在温水水中浸泡法法。水泥的强度度是评价和和选用水泥泥的重要技技术指标，，也是划分分水泥强度度等级的重重要依据。。国家标准准规定采用用胶砂法来来测定水泥泥3d和28天抗压强度度和抗折强强度，根据测定定结果来确确定水泥强强度等级。。3、强度及强强度等级烧失量不溶物碱含量水泥在一定定温度，一一定时间内内加热后烧烧失的数量量。水泥煅煅烧不佳或或受潮后均均会导致烧烧失量增加加。不溶物指水水泥在浓盐盐酸中溶解解保留下来来的不溶性性残留物。。不溶物越越多，水泥活性下下降。属于选择性性指标，水水泥中碱含含量以Na2O+0.658K2O计算值表示示。水泥中中的碱含量量高时，如如果配置混混凝土的骨骨料具有碱碱活性，可可能产生碱骨料反应应，导致混混凝土因不不均匀膨胀胀而破坏。。（2）化学指标标水泥在出厂厂和使用前前必须检验验的技术指指标有四项项：化学指标、、凝结时间间、强度和和体积安定定性（其中中细度作为为选择性指指标）。这四项指标标中，除强度外，，其它任何何一项指标标不合格，，则水泥不不能使用；；反之，若仅仅强度一项项指标不合合格，而其其它三项指指标合格，，则水泥可可降等级使使用。五、水泥石石的腐蚀与与防止(一)水泥石腐蚀蚀的种类1.软水侵蚀(溶出型侵蚀蚀)当水泥石受受到蒸馏水水、天然的的雨水、雪雪水以及含含重碳酸盐盐很少的河河水、湖水水等软水作作用时，水水泥石中的的氢氧化钙钙不断溶解解流失，特特别是处于于流水或有有压力的水水中时，氢氢氧化钙的的溶解使得得水泥石的的密实度下下降，强度度和耐久性性也降低；；而且由于于氢氧化钙钙浓度的下下降，还引引起了水泥泥石中的其其它水化产产物的分解解。Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O2.酸类腐蚀碳酸水腐蚀蚀在某些工业业废水和地地下水中，，常溶有一一定量的CO2及其盐类，，天然水中中也溶有CO2，它们会与与水泥石中中的Ca(OH)2反应：CO2+H2O+Ca(OH)2→CaCO3+2H2OCO2+CaCO3+H2OCa(HCO3)2一般酸腐蚀蚀在一些工业业废水、地地下水和沼沼泽水中，，经常含有有各种不同同浓度的无无机酸或有有机酸，而而水泥石由由于含有Ca(OH)2呈碱性，这这些酸与碱碱会发生反反应：H++OH－→H2O酸的浓度越越高，侵蚀蚀越剧烈。。3.盐类类腐蚀硫酸盐腐蚀蚀在海水、湖湖泊水、地地下水及某某些工业废废水中，常常含有不同同程度的钾钾、钠、氨氨的硫酸盐盐，硫酸盐盐侵蚀的特特征是某些些盐类的结结晶体逐渐渐在水泥石石的毛细管管中积累并并长大，水水泥石由于于内应力而而遭到严重重破坏。当硫酸盐浓浓度不高时时，生成含含有大量结结晶水的钙钙钒石，体体积增大1.5倍以以上，产生生极大的膨膨胀应力而而破坏。当当硫酸盐浓浓度较高时时，产生二二水石膏结结晶，也会会导致水泥泥石开裂破破坏。Na2SO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+2NaOH镁盐腐蚀海水和某些些盐沼水、、地下水中中常含有大大量的镁盐盐，主要是是硫酸镁和和氯化镁，，它们与水水泥石接触触后，会发发生如下反反应：MgSO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2+H2O→CaCl2+Mg(OH)2+H2O生成的Mg(OH)2松软而无胶胶结能力，，CaCl2则易溶于水水，会使Ca(OH)2不断被消耗耗；二水石石膏则会进进一步引起起硫酸盐腐腐蚀。因此，硫酸酸镁对水泥泥石的腐蚀蚀是双重腐腐蚀。4.强碱碱腐蚀硅酸盐水泥泥基本是耐耐碱的，碱碱类溶液浓浓度不高对对水泥石是是无害的。。但铝酸盐盐含量较高高的硅酸盐盐水泥遇到到强碱(NaOH、、KOH)时，强强碱会与水水泥进行如如下反应：：3CaO··Al2O3+6NaOH→→3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2铝酸钠是易易溶于水的的，从而造造成水泥石石的腐蚀。。当水泥石被被NaOH浸透后又又在空气中中干燥，与与空气中的的CO2作用生成碳碳酸钠，碳碳酸钠在毛毛细孔中结结晶而使水水泥石胀裂裂。2NaOH+CO2+9H2O→Na2CO3·10H2O(二)防防止腐蚀的的措施水泥石易受受腐蚀的原原因水泥石内存存在容易受受腐蚀的成成分水泥石本身身存在孔隙隙2.加速腐蚀的的因素液态的腐蚀蚀介质较高的温度度、压力较快的流速速适宜的湿度度干湿交替3.防止腐蚀的的措施根据侵蚀环环境特点，，合理选择择水泥品种种提高水泥石石的密实度度，降低孔孔隙率在水泥石表表面设置保保护层当水泥石处处于多种介介质同时侵侵蚀时，应应分清对水水泥石侵蚀蚀最严重的的介质，采采取相应的的措施，提提高水泥石石的耐腐蚀蚀性。六、硅酸盐盐水泥的性性质、应用用及存放(一)性质与应用用1.强度高适用于高强强混凝土和和预应力钢钢筋混凝土土工程。2.硬化化快适用于要求求凝结快、、早强高以以及冬季施施工等工程程。3.抗冻冻性好适用于冬季季施工及严严寒地区遭遭受反复冻冻融的工程程4.耐蚀蚀性差不适用于与与淡水及海海水等腐蚀蚀性介质接接触的工程程。5.抗碳碳化性好对钢筋的保保护作用强强，适合CO2浓度高的环环境。6.水化化热大不适用于大大体积混凝凝土工程，，但有利于于冬季施工工。7.耐热热性差不适用于有有耐热要求求的混凝土土工程。8.耐磨磨性好适用于公路路、地面工工程。其他硅酸盐水泥泥1、普通硅酸酸盐水泥物理指标安定性

细度强度凝结时间

初凝时间不小于45min，终凝时间不大于600min用沸煮法检验合格42.5,42.5R，52.5,52.5R四个级别

比表面积表示，不少于300m2/kg化学指标普通硅酸盐盐水泥的性性质与应用用在早强、强强度等级、、水化热、、抗冻性、、抗碳化能能力上略有有降低，耐耐热性和耐耐腐蚀性略略有提高化学指标（见上表））三种硅酸盐盐水泥的性性质与应用用共同性质早期强度低低后期强度度高抗腐蚀性强强抗碳化能力力差水化热低水泥强度发发展较快，，后期强度度可赶上甚甚至超过同同强度等级级的普通硅硅酸盐水泥泥适宜用于水水工、海港港工程及受受侵蚀性作作用的工程程不宜用于二二氧化碳浓浓度高的环环境适用于大体体积混凝土土工程湿热敏感性性强适用于蒸汽汽养护生产产的预制构构件耐磨、抗冻冻差不适用严寒寒地区各自性质矿渣水泥粉煤灰水泥耐热性好，适用于高温车间、高炉基础及热气体通道等耐热工程。拌制混凝土时泌水性大，易形成粗大孔隙，硬化时易产生较大干缩，保水性差、泌水性及干缩性大火山灰水泥具有良好的保水性，火山灰水泥的水泥石结构密实，具有较高的抗渗性。干缩大、干燥环境中表面易“起毛”，对于处在干热环境中施工的工程，不宜使用火山灰水泥比表面积小，吸附水的能力小，不易水化，干缩性小，抗裂性高，保水性差，易泌水，且活性主要在后期发挥。因此，粉煤灰水泥早期强度、水化热比矿渣水泥和火山灰水泥还要低，因此特别适用于大体积混凝土工程包装标志验收核对水泥包装上所注明的水泥品种、代号、净