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1、水泥,贺骞 土木1001班 U201015045,无机水凝性材料,水 泥 简 介,水泥定义：指加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料 并能在空气和水中硬化的粉末的状水硬性胶凝材料。,水泥的发明： 古代胶凝材料 硅酸盐水泥 现代意义上各种水泥 （波特兰水泥） 全世界水泥产量已达20多亿吨，是现代社会不可或缺的大宗产品。,水泥的分类,水泥分类： （1）根据化学组成分 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥,（2）根据用途分 通用水泥：硅酸盐系列（六大水泥） 特种水泥：白水泥、膨胀水泥等 专用水泥：油井水泥、大坝水泥等,尽管水泥种类很多，但工程中90%以上使用的是硅酸盐水泥， 所以

2、，本章以硅酸盐水泥的内容为基础，主要学习硅酸盐水泥 的组成、技术性质及应用等知识，在此基础上，再学习掺混合 材的硅酸盐水泥等知识。,水泥的生产方法,水泥生产先后经历了仓窑、立窑、回转窑和新型干法回转窑等发展阶段，最终形成现代的预分解窑新型干法。,一、 混合材料,定义 分类 活性混合材 非活性混合材 活性混合材的水化,一、 混合材料,生产水泥时加入的天 然的和人工的矿物材料,定 义,在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加到水泥中去的天然的和人工的矿物材料。,一、 混合材料,根据性能分类,活性混合材,非活性混合材,特点：磨细后与水拌合，本身并不具有胶凝性质或胶结能力很小，但

3、与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水拌和后，在常温下能生成具有水硬性的水化产物 掺入作用:加入后在常温下反应可以生成水硬性的水化物,改善水泥石的性能. 常用品种:粉煤灰、火山灰质的材料、粒化高炉矿渣,特点：指不与水泥成分起化学作用或作用很小的混合材料。 掺入作用：主要是为了提高水泥的产量，调整水泥的标号，减少水化热 被称为填充性混合材料。 常用品种：如石英、黏土、慢冷矿渣,掺入 混合材料的作用,提高产量 降低成本 改善水泥性能 调节水泥强度等级 降低水化热 减少碱骨料反应 扩大应用范围 充分利用工业废渣 保护环境,常用活性混合材料,粒化高炉矿渣,粉 煤 灰,火山灰质混合材,炼铁高炉的熔融炉渣，经

4、急速冷却而成的松软物质（玻璃渣） 活性组分：活性SiO2和活性Al2O3,随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面成为松软物质 活性组分：活性SiO2和活性Al2O3,是从发电厂的烟道气体中收集的粉末。球形颗粒，表面致密 活性组分：活性SiO2、活性Al2O3（高达60%）,活性混合材的水化,活性混合材与水调和后，本身不会硬化或硬化极慢，强度极低； 但在氢氧化钙溶液中灰显著水化，而在饱和的该溶液中水化更快。 水化式： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O CaOSiO2(m +x) H2O yCa(OH)2 + Al2O3 + nH2O CaOAl2O3(n +y) H2O 所以，掺混合材

5、的硅酸盐水泥水化分两步： 一是水泥熟料的水化； 二是氢氧化钙与活性混合材反应生成水硬的水化硅酸钙和水化铝酸钙 二次水化：水泥熟料水化后的产物又与活性氧化物进行反应生成新的水化产物。,二、普通硅酸盐水泥,什么是硅酸盐水泥 技术要求 强度要求 性质和应用,什么是普通硅酸盐水泥？,通用水泥的主要品种之一 普通硅酸盐水泥是一种水硬性的胶凝材料 掺加少量混合材料和适量石膏 混合材料的最大量不超过15%,普通硅酸盐水泥强度要求,返回,普通硅酸盐水泥的性质和应用,性质（与硅酸盐水泥相比） 大部分性能和硅酸盐水泥相近 不同： 早期水化速度稍慢，天强度稍低 抗冻性和耐磨性也略差 但耐腐蚀性提高。 应用 应用范围

6、与硅酸盐水泥基本相同 是通用水泥的主要品种，广泛应用于各种混凝土和 钢筋混 凝土工程。,三、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥,什么是矿渣、火山灰和粉煤灰硅酸盐水泥 三种水泥的技术要求 三种水泥的共性和应用 三种水泥的特性和应用,什么是矿渣硅酸盐水泥？,通用水泥的主要品种之一 粒化高炉矿渣掺量为20% 70%。 可用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料 中的一种代替矿渣，代替数量水泥质量的8% ，代替后水泥中粒化高炉矿渣0%。,什么是火山灰质硅酸盐水泥？,硅酸盐水泥熟料,火山灰质混合材,适 量 石 膏,磨 细,水硬性胶凝材料,火山灰质 硅酸盐水泥 PP,通用水泥的主要品种之一

7、 火山灰质混合材掺量为20% 0%。,什么是粉煤灰硅酸盐水泥？,硅酸盐水泥熟料,粉煤灰,适 量 石 膏,磨 细,水硬性胶凝材料,通用水泥的主要品种之一 粉煤灰掺量为20% 0%。,粉煤灰硅酸盐水泥 P,三种水泥的技术要求,技术要求：分为个强度等级见下表 其他技术要求同普通硅酸盐水泥。,链接,三种水泥的性质和应用,与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比，主要有以下不同 原因：水泥中混合材掺量多，熟料少，故其性能与硅酸盐水泥有一定区别。 凝结硬化速度较慢，早期强度发展慢，强度低；后期发展较快，强度高。 掺混合材水泥的水化分两部：水泥熟料的水化；二次水化 早期水泥熟料少，生成的水化产物少，因而强度低 后期

8、二次水化速度快，生成的水化产物数量增加，强度也随之提高 适用于中期养护的预制构件以及承重迟缓的工程；不适用于早强要求高 的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。应用范围与硅酸盐水泥基本 相同,三种水泥的共性和应用, 抗腐性强，抗碳化能力差 因为为氢氧化钙含量低（水泥熟料少，二次水化消耗） 适用于水工、海港混凝土工程及受化学侵蚀的工程等 碳化作用进行快，深度大，对防护钢筋锈蚀不利，不适用于钢筋混凝土 结构或预应力混凝土构件。 水化热低 适用于大体积混凝土工程 温度敏感性大 适用于高温养护,三种水泥的性质和应用,抗冻性差、耐磨性差 早期强度低 矿渣和粉煤灰泌水形成连通或粗大孔隙 火山灰需水量大，水分

9、蒸发后孔隙增加,三种水泥的特性和应用,矿渣水泥（与火山灰、粉煤灰水泥相比） 耐热性好： 因为矿渣含量大，矿渣本身又是高温形成的耐火材料，硬化后氢氧化钙含量少，能耐度高温。 适用于高温车间、高炉基础以及热气体通道等耐热工程。 干缩大，抗渗性差 矿渣有尖锐棱角，难于磨细 矿渣玻璃体亲水性差 保水性，易泌水造成粗大孔隙 不适用于有抗渗要求的混凝土工程。,三种水泥的特性和应用,火山灰质水泥（与矿渣、粉煤灰水泥相比） 在潮湿环境养护时抗渗性好： 火山灰质混合材料含有大量微细孔隙，使其具有良好的保水性 并且水化后能形成较多的水化硅酸钙，水泥石结构密实 适用于一般抗渗要求的工程 在干燥环境中使用易开裂、起粉 火山灰水泥含有大量胶体，长期处于干燥环境，胶体脱水，产生裂纹 空气中的作用于表面的水化硅酸钙，生成碳酸钙和氧化硅的粉状物 不宜用于干燥环境的地上工程；也不宜用于有耐磨要求的工程。 有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含有烧黏土的火山灰水泥,三种水泥的特性和应用,粉煤灰水泥（与矿渣、粉煤灰水泥相比） 早期强度、水化热更低 因为粉煤灰球形颗粒表面致密，个月表面物质才发生二次水化作用 适用于承重迟缓工程，特别是大体积工程。 干缩小，抗裂性好 粉煤灰是表面致密的