3硅 酸 盐 水 泥

1、第 三 章 硅 酸 盐 水 泥,自1824年波特兰水泥问世以来，水泥和水泥基 材料已成为当今世界最大宗的人造材料。至2005 年，我国水泥总需求量达到了7亿吨左右，占世界 水泥用量的1/3,水泥混凝土的总需求量也达到了 50亿吨。,课外知识：波特兰水泥的发明,1824年由英国建筑工人阿斯普丁发明,通过 煅烧石灰石与粘土的混合料得出一种胶凝材料, 它制成砖块很像由波特兰半岛采下来的波特兰石, 由此将这种胶凝材料命名波特兰水泥,简介水泥的历史、分类,砂浆、混凝土,课外知识：水泥基材料的发展历程：,2.1水泥的定义、发展趋势及分类,水泥的定义： 水泥是一种水硬性的胶凝材料，呈粉末状，加水拌和后成浆体

2、后，能胶结砂、石等散粒材料，并能在空气和水中硬化并保持、发展其强度。 发展趋势： 在水泥品种方面，将加速发展快硬、高强、低热等特种和多用途的水泥； 大力发展水泥外加剂； 大力发展高标号水泥；,分类：,（占我国水泥产量的90）,2.2 硅酸盐水泥,定义 : 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Portland Cement.,硅酸盐水泥原料的组成：,生产硅酸盐水泥熟料的原料： 石灰石：主要提供CaO; 粘土：主要提供SiO2,Al2O3, Fe2O3; 铁矿石；,硅酸盐水泥熟料的定义: 煅烧时由生料脱水和分解出的CaO,AL2O3,SiO2, Fe2

3、O3,在约1450度的高温下相互间产生化学反应,生成一些以硅酸盐为主的新的化合物,称为水泥熟料.,水泥 “窑”的发展：水泥从投入工业生产以来，以烧成技术为代表的生产技术的发展可以分为以下4个阶段： 第一阶段：立窑。 在1824年，英国人阿斯普丁第一个获得波特兰（硅酸盐）水泥的专利，一直到20世纪初，波特兰水泥工业在英国历时76年； 第二阶段：普通干法旋窑。 1896年由德国人建造了第一台回转窑，生产的水泥称做 旋窑水泥，以区别于立窑水泥； 第三阶段：湿法旋窑。 20世纪初，丹麦人史密斯发明了湿法回转窑； 第四阶段：新型干法旋窑。（我国仅40） 50年代初由西德人发明，成为60、70年代的主导窑

4、型。80年代以来，成为一套具有现代高科技特征和优质、高效、节能、环保以及大型化、自动化的现代水泥生产方法，即“新型干法水泥生产”方法。,硅质 (粘土),钙 质 (石灰石),1450,调节 原料,石膏,石膏,水 泥,生 料,熟 料,混合材,水泥制造的“两磨一烧”工艺流程,粉 磨,煅 烧,粉 磨,注意：掺不同的混合材，可以生产不同品种的水泥,3.2水泥的原材料和生产,水泥制造厂全貌,水泥的制造工艺全貌,水泥生料煅烧回转窑,回转窑尾,14501500C,4.2水泥的原材料和生产,水泥颗粒宏观形貌,水泥颗粒的结构,水泥熟料颗粒细观形貌,水泥熟料矿物微观结构,一、生产“二磨一烧” 1、生产过程 原料组分

5、：石灰岩（CaCO3）70 %左右 粘土（SiO2 Al2O3）25 %左右 铁料（Fe2 O3）5 %左右 2、生料 熟料的物理化学过程 100-200 生料中自由水分蒸发、干燥； 500-800 粘土脱水分解为Al2O3 和SiO2 石灰石分解为Ca0放出CO2；,1100-1200 发生化学反应形成3 Ca0 A1203 、 4 Ca0 A1203 Fe2O3 、2Ca0Si02 1400-1450 Ca0和部分2Ca0Si02化合形成3Ca0Si02 二、水泥组成 包括：熟料矿物、有害成分、石膏、混合材料 （一）熟料矿物 1、主要矿物成分 硅酸三钙3Ca0Si02 C3S（36-60%

6、） 硅酸二钙2Ca0Si02 C2S（15-37%） 铝酸三钙3 Ca0 A1203 C3A（7-15%） 铁铝酸四钙4 Ca0 A1203 Fe203 C4AF（10-18%）,文库专用,14,（）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为 ai2，其简写为3S。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。,文库专用,15,（）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为 2ai2，其简写为C2S，约占水泥熟料总量的1537。硅酸二钙遇水后反应较慢，水化热也较低。它不影

7、响水泥的凝结，对水泥的后期强度起主要作用。,文库专用,16,（）铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是CaOAl2O3，其简写为C3，约占水泥熟料总量的715。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。,文库专用,17,（）铁铝酸四钙 铁铝酸四钙的化学成分为: CaOAl2O3Fe2O3，其简写为4AF，约占水泥熟料总量的1018。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。,硅酸盐水泥熟料的矿物特性,例4-1现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟

8、料，其矿物成分如下表，试估计和比较这两厂所生产的硅酸盐水泥的性能有何差异？,解 由甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度发展速度、水化热、d时的强度均高于由乙厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥但耐腐蚀性则低于由乙厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥。,工程实例分析 42 挡墙开裂与水泥的选用 现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：,分析讨论：由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成

9、混凝土贯穿型的纵向裂缝。,三、硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化,凝结硬化的概念 凝结：水泥加水拌合而成的浆体，经过一系列物理化学变化，浆体逐渐变稠失去可塑性而成为水泥石的过程； 硬化：水泥石强度逐渐发展的过程称为硬化。 水泥的凝结过程和硬化过程是连续进行的。凝结过程较短暂，一般几个小时即可完成；硬化过程是一个长期的过程，在一定温度和湿度下可持续几十年。,文库专用,22,1、 硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成分会很快发生水化反应，生成各种水化物。 硅酸三钙 水 水化硅酸钙 氢氧化钙,硅酸二钙 水 水化硅酸钙 氢氧化钙 铝酸三钙 水 水化铝酸三钙 铁铝酸四钙 水 水化铝酸三钙 水

10、化铁酸钙,文库专用,23,水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙针状结晶体，也称为钙矾石晶体： 水化硫铝酸钙（钙矾石） 经过上述水化反应后，水泥浆中不断增加的水化产物主要有：水化硅酸钙(50%)、氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等新生矿物。,文库专用,24,2. 硅酸盐水泥的凝结和硬化机理 水泥加水拌合后的剧烈水化反应，一方面使水泥浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢

11、失去可塑性，表现为水泥的初凝。,文库专用,25,由于铝酸三钙水化极快，会使水泥很快凝结，为使工程使用时有足够的操作时间，水泥中加入了适量的石膏。水泥加入石膏后，一旦铝酸三钙开始水化，石膏会与水化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。钙矾石很难溶解于水，可以形成一层保护膜覆盖在水泥颗粒的表面，从而阻碍了铝酸三钙的水化，阻止了水泥颗粒表面水化产物的向外扩散，降低了水泥的水化速度，使水泥的初凝时间得以延缓。,文库专用,26,当掺入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒表面的钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的积聚物所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快速水化得以继续进行，水泥颗粒间逐渐相互靠近，直至连接形成骨架。水泥浆的塑性逐渐

12、消失，直到终凝。,文库专用,27,随着水泥水化的不断进行，水泥浆结构内部孔隙不断被新生水化物填充和加固的过程，称为水泥的“凝结”。随后产生明显的强度并逐渐变成坚硬的人造石水泥石，这一过程称为水泥的“硬化”。 实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒的内部很难完全水化。因此，硬化后的水泥石是由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成的不均质体。,单一水泥颗粒在大量水中的水化过程模型,硅酸盐水泥水化物理过程模型,水泥颗粒分散在水中形成水泥浆体,水泥颗粒的水化从表面开始，在表面形成水化物膜层诱导期,水化物膜层随水化时间向内不断增厚，进入潜伏期。,水化物膜层随水化时间向内不断增厚，水泥颗粒粒径缩

13、小,在渗透压的作用下，膜层破裂、扩展，占据原来被水占据的空间，进入凝结期。,凝结期：水化物不断填充被水占据的空间，成为连续相，拌和水不断减少，并被水化物分割成非连续相。,随着水泥颗粒的不断水化，水化物不断填充毛细孔和水所占据的空间，固体相成为连续相，并具有一定强度。进入硬化期。,文库专用,30,影响水泥凝结硬化的主要因素 （）矿物组成 不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点是不同的，如C3A水化速率最快，放热量最大而强度不高；C2S水化速率最慢，放热量最少，早期强度低，后期强度增长迅速等。因此，改变水泥的矿物组成，其凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因素.

14、,文库专用,31,（2）水泥的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。,文库专用,32,(3）水泥浆的水灰比 （用水量） 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。 水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后形成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。,文库专用,33,

15、（4）龄期（时间） 水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。,文库专用,34,（5）环境温度和湿度 在适当温度条件下，水泥的水化、凝结和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结硬化加速，水化热较多。相反，温度降低，则水化反应减慢，强度增长变缓。但高温养护往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将停止；反之，水泥的水化将得以充分进行，强度正常增长。,文库专用,35,（6）石膏掺量 石膏起缓凝作用的机理可解释为：水泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作

16、用生成水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水泥的水化反应速度，延缓了凝结时间。,7、外加剂,凝 结 时 间,四、水泥的基本技术性质,（一）硅酸盐水泥的细度,定义,细度指水泥颗粒的粗细程度。,同时规定凡细度不符合规定者为不合格品。,讨论与分析,缺点:,水泥越细,优点：,？,硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。,GB规定,与水发生水化反应的 速度越快，水泥石的早期强度越高。,总表面积越大，,硬化收缩越大；易受潮而降低活性； 成本越高。,筛析法：水筛法所用仪器,测量方法 筛分析法 以80m方孔筛的筛余量表示； 比表

17、面积法 以1kg水泥颗粒所具有的总表面积来表示。,问题：为什么需要规定水泥的细度？,解答： 水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化； 虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利； 水泥越细，生产能耗越高，成本增加； 水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强度。,2、凝结时间 （1）含义 自加水拌和开始到水泥浆失去流动性和部分可塑性所需时间初凝时间。 自加水拌和开始到水泥浆完全失去塑性，并具有一定强度所需时间终凝时间。 初凝45 min ，初凝不达标为废品不能使用。 终凝 6.5 h

18、，终凝不达标为次品-可以使用. 。 （2）测定 使用标准稠度的水泥净浆(500g水泥、142.5ml水)。 标准养护30min。 标准针自由下落图14.6：试针到底没凝结； 距底面2-3mm初凝； 距表面0.5-1mm终凝。,水泥凝结时间的测定,标准稠度水泥浆,离底12mm为初凝,园弧形压痕,终凝,水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。 例如：混凝土的施工。,讨论与分析,结论1：水泥的初凝时间不能过短，否则在施工前即已失去流动性和可塑性而无法施工。,结论2：水泥的终凝时间不能过长，否则将延长施工进度和模板周转期。,硅酸盐水泥的凝结时间,3. 体积安定性,基本概念： 水泥凝结硬化过程中，体积变化

19、是否均匀适当的性质称为体积安定性。 若水泥石的体积变化均匀适当，则水泥的体积安定性良好； 若水泥石发生不均匀体积变化：翘曲、开裂等，则水泥的体积安定性不良。 体积安定性不良的水泥为废品！,为什么？,水泥体积安定性不良的原因： 水泥熟料中含有过多的游离CaO、MgO和石膏。 因为水泥熟料中的游离CaO、MgO都是过烧的。水化速度很慢。在已硬化的水化石中继续与水反应，其固体体积增大1.98%和2.48倍。产生不均匀体积变化，造成水泥石开裂、翘曲。 石膏量过多，在水泥凝结硬化后，会有钙钒石形成，产生膨胀 。,判别水泥的安定性是否合格的几种简易方法,（1）合格水泥浇筑的混凝土外表坚硬刺手，而安定性不合

20、格水泥浇灌的混凝土给人以松软、冻后融化的感觉； （2）安定性合格的水泥浇筑的混凝土多数呈青灰色且有光亮，而不合格水泥浇筑的混凝土多呈白色且黯淡无光； （3）合格水泥拌制的混凝土与骨料的握裹力强、粘结牢，石子很难从构件表面剥离下来，而安定性不合格的水泥拌制的混凝土与骨料的握裹力差、粘结力小，石子容易从混凝土的表面剥离下来。,试验方法,沸煮法,试饼法,雷氏夹法,4. 强 度,检验方法软练胶砂法，分别测量抗压强度和抗折强度。 试件尺寸：4040160mm棱柱体； 胶砂配比： 水泥 : ISO标准砂 : 水= 1 : 3 : 0.5； 振动成型： 在频率为28003000次/min，振幅0.75mm的

21、振实台上成型。振动时间120s。 试件养护： 在20 C 1C，相对湿度不低于90%的雾室或养护箱中24h，然后脱模在20C 1 C的水中养护至测试龄期；,100mm,160mm,P,抗折强度试验,P,P,抗压强度试验,强度测量： 将试件从水中取出，先进行抗折强度试验，折断后每截再进行抗压强度试验。受压面积为4040=1600mm2。 结果计算： 抗折强度以三个试件的平均值，抗压强度以六个试件的平均值。,水泥胶砂强度测定,水泥胶砂试件抗折、抗压强度测定,3d,28d,时间（d）,强度（MPa）,水泥强度发展规律,早期增长快，随后逐渐减慢； 28天，基本达到极限强度的80以上； 在合适的温湿度条

22、件下，强度增长可以持续几十天 乃至几十年。,5.水化热,概念： 水泥的水化是放热反应，放出的热量就是水化热。 放热特征： 水泥放热过程可持续很长时间，但大部分在3d内释放。 水化热的益处与危害： 水化热有利于水泥的快硬，尤其是在冬天施工，但如果水化热发散不均匀，容易在混凝土中引起裂缝，尤其是大体积混凝土，更是如此。 水化热和放热速度的影响因素： 水泥矿物组成 水泥细度,在水泥中含是引起混凝土产生碱-骨料反应的条件 ，为了避免碱-骨料反应的发生，国标中规定若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量（按氧化钠+0.658氧化钾计算）不得大于0.60%。国标还规定：凡氧化镁、三氧化硫、初凝

23、时间 、安定性中的任何一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中的任何一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品标号规定的指标时称为不合格品。废品水泥在工程中严禁使用。,6. 碱含量,文库专用,57,7.标准稠度用水量 稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。 国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安定性时需用“标准稠度”的水泥净浆。 “标准稠度”是人为规定的稠度，其用水量采用水泥标准稠度测定仪测定。 硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在之间。,附：水泥净浆标准稠度的测定,目的：使凝结时间和安定性等试验结果具有可比性。 试验仪器：维卡仪 试验方法：标准法（调整

24、水量法）,标准稠度的确定: 试杆距底板距离为 6mm1mm时的稠度即为标准稠度。此时的水泥净浆即为标准稠度水泥净浆。 标准稠度用水量（%）: 达到标准稠度时净浆的用水量。以占水泥质量的百分率表示。,8、烧矢量 指将水泥在高温的电炉中加热15分钟，质量的减少率。过高说明有未烧透的碳酸钙 9、不溶物 水泥熟料中的杂质，过多会降低水泥的功能，因此 GB规定 型硅酸盐水泥中不得超过0.75% 型硅酸盐水泥中不得超过1.5%,5 硅酸盐水泥石的腐蚀及防止,主要的腐蚀类型 1、软水腐蚀 Ca(OH)2 Ca 2+ + OH- （1）流动软水, Ca(OH)2溶解,水泥石出现麻点、孔洞，强度下降。 （2）静

25、止软水，Ca 2+饱和后，溶解停止，侵蚀只发生在表面。 2、酸类腐蚀 （1）碳酸腐蚀： Ca(OH)2 + CO2 + H20 CaCO3 CaCO3 + CO2 + H20 Ca(HCO3 )2 溶解流失,留下孔隙. （2）盐酸腐蚀： Ca(OH) 2 + HCl H20 + CaCl 2 溶解流失,留下孔隙. （3）硫酸腐蚀：体积膨胀产生裂隙. Ca(OH) 2 + H2SO4 CaSO4 + H20 CaSO42H20 3CaOA12O36H20 + CaSO42H20 + H20 3CaOA12O3CaSO4 31 H20 “水泥杆菌”，体积膨胀1.5倍,3、 镁盐腐蚀体积膨胀留下孔隙

26、,双重侵蚀. Ca(OH)2 + MgSO4 + H20 CaSO42H20 + Mg(OH)2 体积膨胀 3CaOA12O36H20 + CaSO42H20 + H20 3CaOA12O3CaSO4 31 H20 “水泥杆菌”，体积膨胀1.5倍 4、强碱的腐蚀 一般碱无腐蚀,但强碱如NaOH产生可溶物质流失,有腐蚀. 3CaOA12O36H20 + NaOH NaOA12O3 + Ca(OH)2 （三）防止水泥腐蚀的措施 1、合理选择水泥品种成分上 软水、酸类水宜选加混合料多的水泥。 有硫酸盐侵蚀的工程,宜选铝酸钙含量5%的抗硫酸水泥。 其他侵蚀的工程如晒盐池，一般也采用加混合料多的水泥。,

27、2、提高水泥石密度结构上 3、水泥石表面设置保护层，隔绝腐蚀介质与水泥石的联系，提高耐腐蚀性。,盐类腐蚀,硫酸盐的腐蚀 腐蚀机理： 硫酸盐与水泥石中的氢氧化钙反应，生成硫酸钙。硫酸钙再与水泥石中未水化的铝酸钙反应，生成钙矾石，其体积增加2.22倍，引起水泥石的破坏。 当硫酸钙浓度高时，他们可直接结晶，造成膨胀压力，引起破坏。 镁盐的腐蚀 腐蚀机理： 主要是硫酸镁和氯化镁，他们与氢氧化钙反应，生成氢氧化镁和硫酸钙或氯化钙，造成双重腐蚀作用。,钙矾石,水泥石受硫酸盐侵蚀后，内部形成膨胀性结晶产物,水泥石受硫酸盐侵蚀后，因膨胀性结晶产物引起的开裂,酸类腐蚀,腐蚀机理： 水泥石中的水化物都是碱性化合物

28、，与碳酸、盐酸、硫酸、醋酸、蚁酸等酸反应生成可溶性盐。 另一方面，氢氧化钙浓度的降低，会导致水泥石中其它水化物的分解，使腐蚀作用加剧。 破坏形式： 溶失性破坏，组成与结构发生很大改变。,水泥石受酸腐蚀后，表面溶失、脱落,第 三节 掺混合材的硅酸盐水泥,掺混合材的硅酸盐水泥品种,硅酸盐水泥熟料石膏, ,615%混合材,普通硅酸盐水泥,2070%矿 渣,矿渣硅酸盐水泥,2050%火山灰,火山灰硅酸盐水泥,2040%粉煤灰,粉煤灰硅酸盐水泥,1650%两种混合材,复合硅酸盐水泥,掺混合材料的硅酸盐水泥的凝结硬化和性能与所掺混合材的种类与掺量密切相关！,掺混合材料的水泥的代号,水泥品种 组成特点 代号

29、 普通水泥 620的混合材 P O 矿渣水泥 2070矿渣 P S 火山灰水泥 2050火山灰 P P 粉煤灰水泥 2040粉煤灰 P F 复合水泥 1550两种混合材 P C 石灰石水泥 1125的石灰石 P L,一、水泥混合材料,水泥混合材料的定义： 在水泥生产过程中，为改善性能、调节强度等级所加入的天然或人工矿物材料，均称为水泥混合材料。 水泥混合材料的种类： 活性 非活性 水泥混合材料的作用： 在水泥中主要起填充作用，调节强度等级、节省能源、降低成本、增加产量、降低水化热等。,1.非活性混合材料,定义： 主要起填充作用且与水泥矿物成分或水化产物不发生化学反应或化学反应很弱的混合材，为非

30、活性混合材。 常见的有： 磨细石英砂 石灰石粉 粘土 慢冷矿渣(活性较低),2. 活性混合材料,定义具有水化活性的混合材料。 活性组分：SiO2、Al2O3 特点：磨细后加水不反应，但加入石灰或石膏后发生二次水化反应，生成水硬性胶凝产物。也称火山灰性 常用品种： 粒化高炉矿渣炼钢铁的废料 火山灰质粉末天然岩石和人工煅烧物 粉煤灰火电厂的废料,二、活性混合材料水泥的共性,密度较小 2.703.10。 早期强度较低，后期强度增长率高。 对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护。 水化热较小。 耐腐蚀性较好。 抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。,三、活性混合材料水泥的特性,矿渣水泥： 保水性差，泌

31、水性大，干缩较大，耐热性较好。 火山灰水泥： 易吸水，易反应，结构较致密，抗渗性和耐水性较好，体积收缩较大，抗硫酸盐能力较差。 粉煤灰水泥： 吸水能力弱，需水量较低，干缩性较小，结构致密，抗裂性较好。 复合水泥： 取决于所掺的混合材种类。,第 四 节其它品种水泥,一、道路硅酸盐水泥,组成特点： 水泥熟料主要矿物硅酸钙和铁铝酸钙 铁铝酸四钙高，C4AF的含量16.0。 性能特点： 初凝时间较长，1h； 抗折强度高； 耐磨性好，磨损率3.60kg/m2； 抗裂性好，28d干缩率 0.10%； 使用特点： 主要用于混凝土路面工程。,二、白色硅酸盐水泥,组成特点： 水泥中的氧化铁的含量低于水泥质量的0

32、.5%。 性能特点： 外观为白色，按白色度分为一级、二级和三级；技术要求与普通水泥相同。 应用特点： 白水泥熟料与颜料、石膏共同磨细可制得彩色水泥；主要用于建筑室内外装饰等。,三、快硬硅酸盐水泥,组成特点： 熟料中C3S、C3A的含量较高，石膏的掺量略大。 性能特点： 水泥的细度较细，凝结硬化快，早期强度增进率高。 应用特点： 早期强度要求高、紧急抢修、低温施工工程和高标号混凝土预制构件等。,四、硫铝酸盐水泥,分类特点： 快硬硫铝酸盐水泥、低碱硫铝酸盐水泥 性能特点：早期强度高，抗渗性、抗冻性和耐腐蚀性好；耐高温性能差。,五、膨胀水泥和自应力水泥,组成特点： 含有在水泥的凝结硬化过程中能产生适

33、量体积膨胀的成分，如：氧化钙、氧化镁、硫铝酸钙、明矾石、石膏等。 种类： 硅酸盐型、铝酸盐型、硫铝酸盐型。 性能特点： 凝结硬化过程中体积不收缩，而略有膨胀，提高密实性和抗渗性。 应用特点： 可用于配制防水砂浆和防水混凝土、管道接头、堵缝和自应力钢筋混凝土结构工程和构件等。,六、铝酸盐 水 泥,高铝水泥的矿物组成 高铝水泥的水化 高铝水泥的技术性质 高铝水泥的特点与应用,(一) 高铝水泥的矿物组成,定义： 高铝水泥（矾土水泥）是以铝矾土和石灰石为原料，按一定比例配合，经煅烧、磨细所制得的一种以铝酸钙为主要矿物成分的水硬性材料，又称铝酸盐水泥。 主要矿物有： 铝酸一钙 CaOAl2O3 CA，5

34、0%70%； 硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S， 七铝酸十二钙 12CaO7Al2O3， C12A7 二铝酸一钙 CaO2Al2O3， CA2 硅铝酸二钙 2CaOAl2O3SiO2 C2AS,水化活性很低,水化活性很高,(二) 高铝水泥的水化和硬化,特点： 1. 高铝水泥的水化主要是铝酸一钙的水化和水化物的结晶； 2. 铝酸一钙的水化物组成与温度有关： T20C CA + 10 H2O CAH10 20CT30C 2CA + 11 H2O C2AH8 30CT 3CA + 12 H2O C3AH6 + 2(Al2O3 3H2O) 3.水化反应集中在早期，而且，反应速度较快，因此，早期强度增

35、长快； 4.水化物都是晶体，而且，稳定性较差，容易发生相互间的转化，因而引起强度降低。,5C下铝酸盐水泥稳定水化物CAH10(六方片状晶体）,65C下铝酸盐水泥稳定水化物C3AH6(立方晶体）,(三) 高铝水泥的技术性质,1. 外观：黄色或黄褐色或灰色； 2. 密度与堆积密度：与硅酸盐水泥相近； 3. 细度：80m筛余不得超过10%； 4. 凝结时间：初凝40min，终凝10h； 5. 强度： 见表2-11。,(四) 高铝水泥的特点与应用,1. 耐高温性能好，配制耐高温混凝土或砌筑砂浆； 2. 耐硫酸盐腐蚀性能较好，适用于有抗硫酸盐侵蚀要求的工程； 3. 耐碱性较差，不能用于接触碱溶液的工程； 4. 水化热较大，适用于冬季施工，不适用于大体积混凝土； 5. 快硬早强，宜用于紧急抢修工程。 6. 高铝水泥有强度倒缩现象，如需用于工程