材料工艺学第2篇第2章 水泥.ppt

1、黄 朝 晖 材料学院（测试楼118办公室） 电话：82322186E-mail:,第 2 章 水 泥 （第二篇）,第二章 水 泥 加入适量水后可形成塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的细粉状水硬性胶凝材料，通称为水泥。 分为：通用水泥、专用水泥和水泥三大类。 通用水泥为大量土木工程一般用途的水泥，如硅酸盐水泥（portland cement）、普通硅酸盐水泥（ordinary portland cement）、矿渣硅酸盐水泥（slag cement）、火山灰质硅酸盐水泥（portland pozzolana cement）、粉

2、煤灰硅酸盐水泥（portland fly-ash cement）和复合硅酸盐水泥（composite portland cement）等。,专用水泥指有专门用途的水泥，如油井水泥（oil well cement）、砌筑水泥（masonry cement）等。 而特种水泥则是某种性能比较突出一类水泥，如快硬硅酸盐水泥（high early strength portland cement）、抗硫酸盐硅酸盐水泥（sulfate resisting portland cement）、膨胀硫铝酸盐水泥（sulphoaluminate expansive cement）、自应力铝酸盐水泥（alumina

3、te cement）等。 按所含的主要水硬性矿物，水泥又可分为硅酸盐水泥（silicate cement）、铝酸盐水泥（alumintate cement）、硫铝酸盐水泥（sulphoaluminate cement）、氟铝酸盐水泥（fluoaluminate cement）以及以工业废渣和地方材料为主要组分的水泥。 目前水泥品种已达100多种。,第一节 硅酸盐水泥熟料的组成 硅酸盐水泥是以硅酸钙为主要成分的熟料所制得的水泥的总称。 如掺入一定数量的混合材，则硅酸盐水泥名称前冠以混合材名称：如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。 各品种水泥有完善的国家标准或行业标准，对水泥

4、的组分材料、标号、技术要求、检验分析方法等均制定有严格的规定。,一、水泥定义、分类及国家标准 1. 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、05%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（即国外通称的波特兰水泥）。 硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥，代号PI； 在硅酸盐水泥熟料磨时，掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为II型硅酸盐水泥，代号PII。,2.普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号PO。 3.组分材料 （1）硅酸盐水泥熟料（cl

5、inker）：以硅酸钙为主要成分的产物，称为硅酸盐水泥熟料（简称熟料）。 （2）石膏： 必须符合国家标准GB5483的规定。 （3）活性混合材料（active admixture）：符合GB1596规定的粉煤灰，符合GB2847的火山灰质混合材料和符合GB203的粒化高炉矿渣。,（4）非活性混合材料（inactive admixture）活性指标低于GB1596、GB2847和GB203标准要求的粉煤灰、火山质混和材料、粒化高炉矿渣以及石灰石和砂岩。石灰石中Al2O3含量不得超过2.5%。 （5）窑灰（kiln dust）从回转窑窑尾废气收集下来的粉尘，品质指标符合ZBQ12001的规定。 另

6、外，水泥粉磨时还允许加入主要起助磨作用而不损害水泥性能的助磨剂，其加入量不得超过水泥质量的1%，使用助磨剂、工业副产石膏时，须经省、市、自治区以上建材行业主管部门批准，投产后定期进行质量检验。,（二）标号 硅酸盐水泥分为425R、525、525R、625、625R、725R六个标号；普通硅酸盐水泥分为325、425、425R、525、525R、625、625R七个标号。 R型水泥属于快硬型，对其3d强度有较高的要求。,（三）技术要求 （1）不溶物（insoluble residue）I型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%;II型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.5%。 (2)氧化镁 水泥中氧化镁

7、含量不得超过5.0%.如果水泥压蒸安定性试验合格，允许放宽到6.0%. (3)三氧化硫 水泥中SO3含量不得超过3.5%. (4)烧失量(ignition loss) I型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.0%；II型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5%。普通水泥烧失量不得大于5.0%。,（5）细度（fineness）硅酸盐水泥比表面积大于300 m2/kg，普通水泥80um方孔筛筛余不得超过10.0%。 （6）凝结时间（setting time）硅酸盐水泥凝不得早于45min，终凝时间不得迟于390min。普通水泥初凝不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。 （7）安定性（soundness）

8、用沸煮法检验必须合格。 （8）碱 水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60%，或由供需双方商定。,（9）强度（strength）水泥标号按规定龄期的抗压强度来划分，各标号水泥的各龄期强度不得低于表2-2-1中数值。,（四）废品与不合格品 （1）废品 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任何一项不符合标准规定的均为废品。 （2）不合格品 凡细度、终凝时间、不熔物和烧失量中的任何一项不符合本标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量和强度低于商品标号规定的指标时，称为不合格品。 水泥包装标志：水泥品种、标号、工厂名称

9、和出厂编号不全的也属于不合格品。 凝结时间、安定性及强度是硅酸盐水泥的三项重要建筑性质指标。,凝结时间过短，使水泥混凝土在浇灌之前即已失去流动性而无法使用； 凝结时间过长，则降低施工速度和延长模板周转时间。 硅酸盐水泥中加入适量石膏可以调节水泥的凝结时间和提高水泥强度等，但石膏掺量过多，不仅会降低水泥强度，还会产生水泥安定性不良。石膏适宜的掺入量应通过试验来确定。因此，标准中规定了三氧化硫的极限含量。,强度是水泥的一个重要指标，又是设计混凝土配合比的重要数据。水泥在水化硬化过程中，强度是逐渐增长的，一般将7d及以前的强度称为早期强度，28d及其后的强度称为后期强度，也有三个月以后的强度称为长期

10、强度。水泥经28d后强度已大部分发挥出来，所以用28d强度划分水泥的等级，即划分不同的标号。 注意：随着水泥技术的进步和社会需求的提高，水泥的品质指标也在不断改善，国家标准也在不断修订，请时刻关注和采用最新的国家标准。,二、熟料化学成分及矿物组成 （一）化学成分硅酸盐水泥熟料由CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3四种氧化物组成，其含量总和通常都在95%以上，如将主要氧化物的含量（CaO+SiO2+Al2O3）换算成100%（将Fe2O3含量计算在Al2O3中）则硅酸盐水泥熟料组成几乎都落在如图2-2-1所示C3S-C2S-C3A三角形的图形区域内。,现代生产的硅酸盐水泥熟料，各氧化物含量的

11、波动范围为CaO62%67%；SiO220%24%；Al2O34%7%；Fe2O32.5 6.0%。 白色硅酸盐水泥熟料中Fe2O3含量必须小于0.5%，而SiO2含量可高于24%，甚至可达27%。,（二）矿物质组成 在硅酸盐水泥熟料中CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3不是以单独的氧化物存在，而是两种或以上的氧化物经高温化学反应而生成的多种矿物的集合体。其结晶细小，一般为3060um。 主要有以下四种矿物： 硅酸三钙 3CaOSiO2，可简写为C3S； 硅酸二钙 2CaOSiO2，可简写为C2S； 铝酸三钙 3CaOAl2O3，可简写为C3A； 铁相固液体，通常以铁铝酸四钙4CaOAl2

12、O3Fe2O3作为代表式，简写为C4AF。,此外，还有少量游离氧化钙（f- CaO）、方镁石（结晶氧化镁）、含碱矿物及玻璃体。通常，熟料中C3S和C2S含量约占75%左右，称为硅酸盐矿物。 C3A和C4AF以及氧化镁、碱等在12501280oC会逐渐熔融形成液相，促进硅酸三钙的形成，故称熔剂矿物。,1. 硅酸三钙（tricalcium silicate） 含量50%左右，有高达60%以上。在1250以下，分解为C2S和CaO，但反应很慢，故纯C3S在室温可呈介稳状态存在。 C3S有三种晶系七种变型。称为阿利特（Alite）或A矿。 纯C3S为白色。C3S凝结时间正常，水化较快，放热较多，28d

13、强度可达1年强度70%80%，其28d强度和1年强度在四种矿物中均最高。 但C3S的水化热较高，抗水性较差。,2.硅酸二钙（dicalcium silicare） C2S在熟料中含量一般为20%左右，通常称为贝利特（Belie）或B矿。 纯硅酸二钙颜色洁白，当含有Fe2O3时呈棕黄色。贝利特水化反应较慢，28d仅水化20%左右。凝结硬化缓慢，早期强度较低，但后期强度增长率较高，在1年后可赶上阿利特。 贝利特的水化热较小，抗水性较好。,3.中间相 填充在阿利特、贝利特之间的物质通称中间相。中间相在煅烧过程中，熔融成液相，冷却时部分液相结晶，部分液相来不及结晶而凝固成玻璃体。,（1）铝酸三钙（tr

14、icalcium aluminate） C3A在熟料中潜在含量为7%15%。纯C3A为无色晶体，密度为3.04 g/cm3，熔融温度为1533oC。 C3A水化迅速，放热多，凝结很快，强度3d内就发挥出来，但绝对值不高，以后几乎不增长，甚至倒缩。干缩变形大，抗硫酸盐性能差。,（2）铁相固溶体（ferrite solid solution） 铁相固溶体在熟料中含量为10%18%。水化速度早期介于铝酸三钙和铝酸二钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。 早期强度类似于铝酸三钙，后期还能不断增长，类似硅酸二钙。抗冲击性能和抗硫酸盐性能好，水化热较铝酸三钙低，但含C4AF高的熟料难磨。 在道路水泥和抗硫酸盐

15、水泥中，铁铝酸四钙的含量高为好。,3. 游离氧化钙和方镁石 游离氧化钙（f- CaO）也称游离石灰。 水化生成氢氧化钙，体积增加97.9%，造成局部膨胀应力，抗折强度下降，进而引起3d以后强度倒缩，引起安定性不良。我国回转窑一般控制在1.5%以下，而立窑在3.0%以下。 立窑熟料有一部分没有经过高温死烧的游离氧化钙水化快，对硬化水泥浆体的破坏力较小。,方镁石是指游离状态MgO晶体。 以三种形式存在熟料中： 溶解于C3A、C3S中形成固液体； 溶于玻璃体中， 以游离状态的方镁石形式存在。 前两种形式的MgO含量约为熟料的2%，它们对硬化水泥浆体无破坏作用。 以方镁石形式其水化速度很慢，要在0.5

16、1年后才明显开始水化，而且水化生成氢氧化镁，体积膨胀148%，因此，也会导致安定性不良。,五、熟料的冷却 伴随液相的凝固和相变两个过程。 熟料冷却有以下作用： （一）提高熟料的质量 快速冷却，可使MgO来不及结晶而存在于玻璃体中，或使结晶细小而分散，减少其危害性。,（二）改善熟料的易磨性 急冷熟料的玻璃体含量较高，同时造成熟料产生内应力，而且熟料矿物晶体较小，快冷可显著地改善熟料的易磨性。 （三）回收余热 提高窑的热效率。 （四）有利于熟料的输送、储存和粉磨,六、其他组分的作用 （一）萤石（CaF2）：是使用最广泛、效果最好的一种矿化剂。加入0.6%1.2% CaF2，可降低烧成成温度5010

17、0oC，扩大了烧成温度范围，相当于延长了烧成带的长度，增加物料的反应时间。 氟化钙还可降低液相粘度，有利于液相中质点的扩散，加速硅酸三钙的形成。 掺氟化钙矿化剂时，熟料应急冷，以防止C3S分解而影响强度。,（二）硫化物（石膏） 含硫化合物被氧化成为SO3，分布熟料、废气及飞灰中。 硫对熟料形成有强化作用：SO3能降低液相粘度，增加液相数量，有利C3S 形成。可以形成 2 C2SCaSO4及无水硫铝酸钙4CaO4 Al2O3SO3（简写为C4A3S）。 C4A3S是一种早强矿物，适当数量的无水硫铝酸钙是有利的。 SO3能明显地促进阿利特晶体的生长过程，有利于长成大颗粒晶体。,（三）萤石、石膏复合

18、矿化剂 两种或两种以上的矿化剂一起使用时，称为复合矿化剂，最常用的是氟化钙（萤石）和石膏复合矿化剂。 作用：降低煅烧温度。,（四）碱 主要是指钾和钠这两种元素（以R表示），来源于原料。 微量的碱能降低熟料烧成温度，增加液相量，起助熔作用，对熟料性能并不造成多少危害。 碱量高，碱易生成钾石膏（K2SO4CaSO4H2O），使水泥结块和造成水泥快凝。 熟料碱含量以Na2O计应小于1.3%；生产低热水泥用于水工建筑时，应小于0.6%；预热器窑和预分解窑生料中碱含量（R2O）应小于1%。,第四节 硅酸盐水泥的水化和硬化 一、熟料矿物的水化 （一）硅酸三钙的水化 硅酸三钙在常温下的水化反应，大体上可用下

19、面的方程式表示： 3CaOSiO2+nH2Ox CaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)2 简写为： C3S+nHC-S-H+(3-x)CH 上式表明，其水化产物C-S-H凝胶和氢氧化钙。C-S-H有时也被笼统地称之为水化硅酸钙，它的组成不确定，其CaO/SiO2（摩尔比，简写成C/S）和H2O/ SiO2（摩尔比，简写成H/S）都在较大范围内变动。,C3S水化速率很快，分五个阶段： 1.初始水解期（pre-induction period） 加水后立即发生急剧反应迅速放热，Ca2+和OH迅速从C3S粒子表面释放，几分钟内pH值上升超过12，溶液具有强碱性，此阶段约在15min内结束。

20、2.诱导期（induction period） 此阶段水解反应很慢，又称为静止期或潜伏期。一般维持24h，是水泥能在几小时内保持塑性的原因。 3.加速期（acceleration period） 反应重新加快，反应速率随时间而增长，出现第二个放热峰。加速期处于48h，后开始早期硬化,4.衰减期（deceleraion period） 反应速率随时间下降，又称减速期，处于1224h由于水化产物CH和C-S-H从溶液中结晶出来而在C3S表面形成包裹层，故水化作用受水通过产物层的扩散控制而变慢。 （5）稳定期（steady stste period） 是反应速率很低并基本稳定的阶段，水化完全受扩散速

21、率控制。,（二）硅酸二钙的水化 -C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。 （三）铝酸三钙的水化 铝酸三钙与水反应迅速，放热快。在常温水化反应如下： 2（3CaOAl2O3）+ 27H2O =4CaOAl2O319H2O + 2CaOAl2O38H2O 简写成：2C3S+27H= C4AH19+ C2AH18 C4AH19在低于85%的相对湿度下会失去6个结晶水分子而成为C4AH13。C4AH19、C4AH13、和C2AH18都是片状晶体，常温下处于介稳状态，有向C3AH6等轴晶体转化的趋势。 C4AH13+ C2AH18 = 2 C3AH6+9H,上述反应随温度升高而加速。在温度高于

22、35 oC时，C3A会直接生成C3AH6； 3CaOAl2O3+6H2O =3CaOAl2O36H2O 即： C3A+6H = C3AH6 由于C3A本身水化热很大，使C3A颗粒表面高于135 oC，因此C3A水化时往往直接生成C3AH6。 在液相CaO浓度达到饱和时，C3A还可能依下式水化： 3CaOAl2O3+Ca（OH）2+12H2O = 4CaOAl2O313H2O 即： C3A+CH+12H = C4AH13 在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中，CaO浓往往达到饱和或过饱和，因此可能产生较多的六方片状C4AH13，足以阻碍粒子的相对移动，这是使浆体产生瞬时凝结的一个主要原因。,在有石膏的情

23、况下，C3A水化的最终产物与石膏掺入量有关。最初的基本反应是： 3CaOAl2O3 + 3（CaSO42H2O）+ 26H2O = 3CaOAl2O33CaSO432H2O 即： C3A + 3CSH2 + 26H = C3A3CH32 形成的三硫型水化硫铝酸钙，称为钙矾石（ettringite）。 故常用AFt表示。 若CaSO42H2O在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙（AFm）： C3A+3CH32+2 C3A+4H = 3（C3ACH12）,（四）铁相固液体的水化 水泥熟料中铁相固液体可用C4AF作为代表，也可用Fss表示。它的水化速率比C3A略慢，水

24、化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。 其水化反应及其产物与C3A很相似。氧化铁基本上起着与氧化铝相同的作用，相当于C3A中一部分氧化铝被氧化铁所置换，生成水化铝酸钙和水化铁酸钙的固液体。 C4AF+4CH+22H = 2C4（A，F）H13,二、硅酸盐水泥的水化 水泥由多种熟料矿物和石膏组成，加水后石膏要溶解于水，C3A和C3S很快与水反应。C3S水化时析出Ca(OH)2，故填充在颗粒之间的液相实际上不是纯水，而是充满Ca2+和OH-离子的溶液。 熟料中的碱也迅速溶于水，水化开始后，基本上是含碱的氢氧化钙和硫酸钙溶液进行。 石膏的存在，改变了C3A的反应过程，使之形成钙矾石。 碱的存在使C3

25、S的水化加快，水化硅酸钙中的C/S增大，石膏也可与C4AF作用生成三硫型水化硫铝（铁）酸钙固溶体。 在石膏不足的情况下，亦可生成单硫型水化硫铝（铁）酸钙固溶体。,水泥的主要水化产物是氢氧化钙、C-S-H凝胶、水化硫铝酸钙和水化硫铝（铁）酸钙以及水化铝酸钙、水化铁酸钙等。硅酸盐水泥在水化过程中的放热曲线，形式与C3S的基本相同。,四、水化热（hydration heat） 是由各熟料矿物水化作用产生的。 冬季施工，水化放热可提高浆体温度，以保持水泥的正常凝结硬化。 但对于大型基础和堤坝等大体积工程，由于内部热量不容易散失而混凝土温度升高2040oC，与其表面的温差过大，产生温度应力而导致裂缝。

26、水化放热的周期很长，大部分是在3d以内放出。C3A的水化热和放热速率最大；C3S和C4AF次之；C2S的水化热最小，放热速率也最慢。,五、水泥石的结构（hardened cement paste） 硬化水泥浆体是一个非均质的多相体系，由各种水化产物和残存熟料所构成的固相，以及存在于孔隙中的水和空气组成，是固液气三相多孔体。 外观和其他性能又与天然石材相似，因此，通常又称之为水泥石。 适当改变水化产物的形成条件和发展情况，可使孔结构与孔分布产生一定差异，从而获得不同的浆体结构，相应使性能有所变化。,第五节 硅酸盐水泥的化学侵蚀 在环境介质的作用下，可能被逐渐侵蚀，侵蚀严重时会降低水泥石的强度，甚

27、至会崩溃破坏。 对水泥耐久性有害的环境介质主要为：淡水、酸和酸性水、硫酸盐溶液和碱溶液等。 必须针对侵蚀的具体情况加以综合分析，才能制订出切合实际的防护措施。,一、淡水侵蚀 硅酸盐水泥属于水硬性胶凝材料，理应有足够的抗水能力。但硬化浆体如不断受到淡水的浸泡和溶蚀时，Ca（OH）2将按照溶解度的大小逐渐被水溶解，产生溶出性侵蚀。 有人发现，当CaO溶出5%时，强度下降7%；而溶出24%时，强度下降达29%。 但对抗渗透性好的混凝土，淡水的溶出就会发展很慢，几乎可以忽略不计。,二、酸和酸性水侵蚀 酸类离解出来的H+离子和酸根R-，分别与OH和Ca2+结合成水和钙盐。 PH值越小，H+离子越多，侵蚀

28、就越强烈。 无机酸与有机酸很多是在化工厂或工业废水中遇到，化工防腐已是一个重要的专业课题。 天然水中多少有碳酸存在。大气的CO2溶于水中能使其具有明显的酸性（pH=5.72），再加生物化学作用所形成的CO2，常会产生碳酸侵蚀。,三、硫酸盐侵蚀 绝大部分硫酸盐对于硬化水泥都有显著的侵蚀作用，只有硫酸钡除外。 在海水中SO42-离子的含量常达25002700mg/L。 有些地下水，流经含有石膏、芒硝或其他硫酸盐成分的岩石夹层后，部分硫酸盐溶入水中，与氢氧化钙生成硫酸钙，再和水化铝酸钙反应，生成钙矾石，从而使固相体积增加很多，分别为124%和94%，产生相当大的结晶压力，造成膨胀开裂以至毁坏。,四、

29、含碱溶液侵蚀 长期处于较高浓度（10%）的含碱溶液中，也会发生缓慢的破坏。温度升高侵蚀作用加剧。 有化学腐蚀和物理析晶两方面的作用。化学侵蚀是碱液与水泥石的组分间起化学反应，生成胶结力不强、易为碱液溶蚀的产物，代替了水泥石原有的结构组成. 结晶侵蚀是孔隙中的碱液，因蒸发析晶产生结晶压力引起水泥石膨胀破坏。如孔隙中的NaOH在空气中CO2作用下，形成Na2 CO310 H2O体积增加而膨胀。,五、提高水泥抗蚀性的措施 （一）调整硅酸盐水泥熟料的矿物组成 从腐蚀机理可知，减少水泥熟料中的C3S含量可提高抗淡水溶蚀的能力，也有利于改善其抗硫酸盐性能。减少熟料中的铝酸三钙含量，而增加铁铝酸四钙含量，可

30、提高水泥的抗硫酸盐性能。 对于铝酸三钙含量高的熟料，采用急冷形成较多的玻璃体，可提高抗硫酸盐性能。,（二）在硅酸盐水泥中掺混合材 火山灰质混合材中活性氧化硅与水泥水化时析出的氢氧化钙作用，生成低碱水化硅酸钙，消耗水泥中的Ca（OH）2，使其在淡水中的溶蚀速度显著降低。 （三）提高混凝土致密度 混凝土往往是由于不密实而过早破坏，有些混凝土，即使不采用耐蚀的水泥，只要混凝土密实，腐蚀就缓和，我国大量海港混凝土调查结果证明这一结论。,第六节 掺混合材的硅酸盐水泥 一、水泥混合材料 分为活性和非活性两大类。凡是天然的或人工的矿物质材料磨成细粉加水后本身不硬化，但与激发剂混合并加水拌和后，不但能在空气中

31、而且能在水中继续硬化者，称为活性混合材料。 主要品种有各种工业炉渣（粒化高炉矿渣、钢渣、化铁炉渣、磷渣等）、火山灰质混合材料和粉煤灰三大类，它们的活性指标均应符合有关国家标准或行业标准。,常用的激发剂有两类： 碱性激发剂（硅酸盐水泥熟料和石灰）；硫酸盐激发剂（各类天然石膏或CaSO4为主要成分的化工副产品）。,非活性混合材料是指活性指标达不到活性混合材要求的矿渣、火山灰材料、粉煤灰以及石灰石、砂岩、生页岩等材料。要求是对水泥性能无害。 与活性混合材的区别在于： 不含有与Ca（OH）2起反应生成C-S-H凝胶的活 性组分，没有吸收Ca（OH）2的能力； 它对水泥的后期强度基本无贡献。,（一）粒化

32、高炉矿渣 在高炉冶炼生铁时，所得以硅酸钙与铝酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷成粒后，即为粒化高炉矿渣。,（二）火山灰质混合材料 凡天然的或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质原料，本身磨细加水拌和并不硬化，但与石灰混合后，再加水拌和，则不但能在空气中硬化，而且又能在水中继续硬化者，称为火山灰质混合材料。 天然的火山灰质混合材有：火山灰、凝灰岩、浮石、沸石、硅藻土。 人工的主要是工业副产品或废渣，如烧页岩、煤矸石、烧粘土、煤渣、硅质渣。,（三）粉煤灰 从煤粉炉烟道气体中收集的粉末称为粉煤灰。GB159691规定了水泥生产中作活性混合材料的粉煤灰的技术要求。,二、掺混合材硅酸盐水泥的定义和指标

33、掺混合材硅酸盐水泥的基本组成材料是硅酸盐水泥熟料，并掺加各种混合材料。 在GB134492和GB1295891国家标准中，对各种水泥的混合材料的品种和掺加量有严格的规定，为了确保工程的混凝土的质量，凡国标中未规定的混合材料品种，水泥厂严格禁止使用。,1.矿渣硅酸盐水泥 由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣盐水泥），代号PS。水泥中粒化高炉渣掺加量，按质量百分数计为20%70%。,2. 火山灰质硅酸盐水泥 由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号PP。水泥中火山灰

34、质混合材料掺加量，按质量百分数计为20%50%。,3.粉煤灰硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥），代号PF。水泥中粉煤灰掺加量，按质量百分数计为20%40%。,4.复合硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合硅水泥）。水泥中混合材料总掺加量，按质量百分数计为15%50%。,第七节 特性水泥和专用水泥 一、快硬硅酸盐水泥 凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示标号的的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。,快硬水泥生产方法与硅酸盐水泥基本相同，只是要求C3S和C3A含量高。 快硬水泥水化热较高，放热速率快，早期强度高，但早期干缩率较大，水泥石较致密，不透水性和抗冻性均优于普通水泥。 主要用于抢修工程、军事工程、预应力钢筋混凝土构件，适用于配制干硬