第三章_掺混合材料的硅酸盐水泥3[1]

1、JIANZHUCAILIAO通用硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥火山灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥掺量的大小掺量的大小硅酸盐水泥硅酸盐水泥型硅酸盐水泥（P.）（混合材料掺量5）（不掺加混合材料）型硅酸盐水泥（P. ）JIANZHUCAILIAO硅酸盐水泥生产工艺流程示意图 P.I水泥水泥石灰石或粒化矿渣P.II水泥水泥JIANZHUCAILIAO生料生料8000C左右左右分解反应分解反应CaOSiO2Al2O3Fe2O380014500C结合反应结合反应3CaO SiO2（C3S）2CaO

2、 SiO2 （C2S）3CaO Al2O3 （C3A）4CaO Fe2O3 Al2O3 （C4AF）水泥熟料水泥熟料JIANZHUCAILIAO1、水泥的水化、水泥的水化222222 3632303()CaO SiOH OCaOSiOHCa OH22222)(3234)2( 2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaOOHOAlCaOOHOAlCaO2322326363OHOFeCaOOHOAlCaOOHOFeOAlCaO232232232326374OHCaSOOAlCaOOHOHCaSOOHOAlCaO2432224232313319)2(363为了调节水泥的凝结时间，掺入作缓凝剂反应式如下

3、：2、硅酸盐水泥的凝结硬化（了解）、硅酸盐水泥的凝结硬化（了解）JIANZHUCAILIAO3、影响水泥凝结、硬化的因素、影响水泥凝结、硬化的因素（1）熟料矿物组成的影响熟料矿物组成的影响 （2）水泥细度的影响水泥细度的影响 （3）石膏的掺量石膏的掺量（4） 养护湿度和温度的影响养护湿度和温度的影响 （5） 龄期的影响龄期的影响 （6） 水灰比的影响水灰比的影响 JIANZHUCAILIAO1、细度细度 评价指标评价指标2、凝结时间凝结时间 初凝时间初凝时间终凝时间终凝时间3、标准稠度用水量标准稠度用水量 4、体积安定性体积安定性 5、水泥的强度与等级水泥的强度与等级 6、水化热水化热 产生体

4、积安定性不良的原因？产生体积安定性不良的原因？JIANZHUCAILIAO1、软水侵蚀软水侵蚀2、酸性腐蚀酸性腐蚀（1）碳酸水的腐蚀）碳酸水的腐蚀（2）一般酸的腐蚀）一般酸的腐蚀3、盐类的腐蚀盐类的腐蚀（1）镁盐的腐蚀）镁盐的腐蚀（2）硫酸盐的腐蚀）硫酸盐的腐蚀4、强碱腐蚀强碱腐蚀JIANZHUCAILIAO1、选择合适的水泥品种选择合适的水泥品种3、加保护层加保护层2、提高水泥的密实度，降低孔隙率提高水泥的密实度，降低孔隙率JIANZHUCAILIAO、凝结硬化快、强度高凝结硬化快、强度高2、抗冻性好抗冻性好3、抗腐蚀性差抗腐蚀性差4、碱度高、抗碳化性能好碱度高、抗碳化性能好5、耐热性差耐热

5、性差6、耐磨性好耐磨性好7、水化热高水化热高JIANZHUCAILIAO混合材料混合材料活性混合材料活性混合材料非活性混合材料非活性混合材料按参与水化的程度按参与水化的程度 指与石灰或与石膏拌合在一起，并加水后指与石灰或与石膏拌合在一起，并加水后 ，常温，常温下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中又能在空气中下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中又能在空气中硬化的混合材料。硬化的混合材料。指在生产水泥时，为，等级，而加到水泥中或矿物材料。JIANZHUCAILIAO活性混合材料主要包括：活性混合材料主要包括：、及及粒化高炉矿渣是将炼铁高炉的熔融矿渣，粒化高炉矿渣是将炼铁高炉的熔融矿渣，

6、得到的松软得到的松软颗粒。颗粒。的化学成分主要是活性的化学成分主要是活性CaO、SiO2、Al2O3。如果如果 CaO、Al2O3 含量越高，则矿渣活性越高。含量越高，则矿渣活性越高。是阻止结晶，使其绝是阻止结晶，使其绝大部分成为不稳定的玻璃大部分成为不稳定的玻璃体，储有较高的化学性能体，储有较高的化学性能，从而有较高的潜在活性，从而有较高的潜在活性JIANZHUCAILIAO凡是天然的或人工的以凡是天然的或人工的以和和为主要成分，具为主要成分，具有火山性的矿物质材料，有火山性的矿物质材料， 称为火山灰质混合材料称为火山灰质混合材料（粉煤灰是火力发电厂的工业废渣，是从煤粉炉烟道气体中收集粉煤灰

7、是火力发电厂的工业废渣，是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末。其活性成分以的粉末。其活性成分以和和为主为主。JIANZHUCAILIAO在水泥中主要起在水泥中主要起填充作用填充作用而而不与水泥发生化学反应或化学反应很不与水泥发生化学反应或化学反应很微弱微弱的矿物材料，又称的矿物材料，又称填充性填充性混合材料。在水泥中掺入非活性混混合材料。在水泥中掺入非活性混合材料主要是为合材料主要是为调节水泥强度等级调节水泥强度等级、节约水泥熟料、提高水泥产节约水泥熟料、提高水泥产量量。非活性混合材料包括非活性混合材料包括：质地较坚实的有石英岩、石灰岩、砂岩等：质地较坚实的有石英岩、石灰岩、砂岩等磨成的细粉；质地较

8、松磨成的细粉；质地较松 软的有粘土、黄土等。另外，凡不符合技软的有粘土、黄土等。另外，凡不符合技术要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉煤灰等。术要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉煤灰等。JIANZHUCAILIAO活性混合料与水混合后，本身不会硬化或硬化极为缓慢，强度很活性混合料与水混合后，本身不会硬化或硬化极为缓慢，强度很低。但在氢氧化钙溶液中，就会发生显著的水化。低。但在氢氧化钙溶液中，就会发生显著的水化。掺活性混合料的硅酸盐水泥在与水拌合后，首先是水泥熟料水化掺活性混合料的硅酸盐水泥在与水拌合后，首先是水泥熟料水化，水化生成的，水化生成的和和作为活性作为活性“”，与活性混合，与

9、活性混合材料中的材料中的SiO2、Al2O3反应，即反应，即，生成具有水硬性的，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙。水化硅酸钙和水化铝酸钙。JIANZHUCAILIAO概念概念：普通硅酸盐水泥（简称：普通硅酸盐水泥（简称），代号），代号P.O。 6%活性活性混合材料掺加量混合材料掺加量20%，其中允许用不超过水泥质量，其中允许用不超过水泥质量8%的非活性的非活性混合材料或不超过水泥质量的混合材料或不超过水泥质量的5%的窑灰代替。的窑灰代替。GB175-2007对普通水泥的技术要求如下：对普通水泥的技术要求如下：（1）凝结时间）凝结时间 初凝时间不得早于初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得

10、大于分钟，终凝时间不得大于10小时。小时。JIANZHUCAILIAO普通水泥的其他技术性质要与硅酸盐水泥相同。普通水泥的其他技术性质要与硅酸盐水泥相同。JIANZHUCAILIAO普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：基本相同，略有差异，主要表现为：（1）早期强度略低早期强度略低（2）水化热略低水化热略低（3）耐腐蚀性稍好耐腐蚀性稍好（4）耐热性稍好耐热性稍好（5）抗冻性、耐磨性、抗冻性、耐磨性、抗炭化性略差抗炭化性略差与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的与硅酸盐水泥基本相同，

11、甚至在一些不能用硅酸盐水泥的地方也可采用普通水泥。地方也可采用普通水泥。JIANZHUCAILIAO简称矿渣水泥，由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿简称矿渣水泥，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。渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。混合材料掺量混合材料掺量20%50%，A型，代号型，代号P.S.A混合材料掺量混合材料掺量50%70%，B型，代号型，代号P.S.BJIANZHUCAILIAO简称火山灰水泥，凡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，代号PP；混合材料的掺量20%40%。简称粉煤灰水泥，凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨

12、细制成的水硬性胶凝材料，代号PF；混合材料的掺量20%40%。JIANZHUCAILIAO2、技术要求、技术要求三种水泥的细度要求三种水泥的细度要求80m方孔筛，筛余量不得超过方孔筛，筛余量不得超过10%或或45m方方孔筛，筛余量不得超过孔筛，筛余量不得超过30% 。凝结时间、体积安定性同。凝结时间、体积安定性同普通水泥要普通水泥要求求。（1）细度、凝结时间、体积安定性细度、凝结时间、体积安定性JIANZHUCAILIAO（2）氧化镁、三氧化硫含量氧化镁、三氧化硫含量氧化镁的含量应氧化镁的含量应6%，若氧化镁的含量，若氧化镁的含量6%，需进行压蒸安，需进行压蒸安定性检验并合格。定性检验并合格。

13、4% 3.5% 。（3）强度等级强度等级这三种水泥的强度等级按这三种水泥的强度等级按3d、28d的抗压强度和抗折强度来划的抗压强度和抗折强度来划分，各强度等级水泥的各龄期的强度不得低于表分，各强度等级水泥的各龄期的强度不得低于表3-9中的数值。中的数值。JIANZHUCAILIAO 表表3-9 强度要求强度要求(GB175-2007) 单位为单位为MPaJIANZHUCAILIAO3、性质与应用、性质与应用上述三种水泥都是在上述三种水泥都是在硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料基础上加入基础上加入大量活性混合大量活性混合材料材料再加入再加入适量石膏适量石膏磨细制成，所加混合材料在磨细制成，所加混合材料

14、在化学组成化学组成和和化化学活性学活性上上基本相同基本相同，并且在加水调制后经历了，并且在加水调制后经历了非常相似的水化非常相似的水化过程过程，因而这三种水泥存在，因而这三种水泥存在很多共性很多共性，但每种活性混合材料的，但每种活性混合材料的本身又有性质和特征的差异，又使得三种水泥有本身又有性质和特征的差异，又使得三种水泥有各自的特性各自的特性：JIANZHUCAILIAO（1）凝结硬化慢，早期强度低、后期强度发展快。凝结硬化慢，早期强度低、后期强度发展快。三种水泥的共性：三种水泥的共性：水化：分二步进行：水化：分二步进行：首先首先熟料与水发生反应，生成的产物与硅酸熟料与水发生反应，生成的产物

15、与硅酸盐水泥相同，盐水泥相同，随后随后是熟料矿物水化析出的是熟料矿物水化析出的氢氧化钙氢氧化钙和掺入水泥中和掺入水泥中的的石膏石膏分别作为分别作为碱性激发剂碱性激发剂和和硫酸盐激发剂硫酸盐激发剂，与活性混合材料的，与活性混合材料的活性成分活性成分发生发生二次水化反应二次水化反应，生成水化产物。，生成水化产物。JIANZHUCAILIAO由于三种水泥中熟料的含量少，二次水化反应又比较慢，因此由于三种水泥中熟料的含量少，二次水化反应又比较慢，因此，但后期由于二次水化的不断进行及熟料的继续水，但后期由于二次水化的不断进行及熟料的继续水化，水化产物不断增多，使得水泥强度发展较快，化，水化产物不断增多，

16、使得水泥强度发展较快，可可赶上或超过同强度等级的普通硅酸盐水泥。赶上或超过同强度等级的普通硅酸盐水泥。这三种水泥这三种水泥不适合不适合用于用于的混凝土工程，如冬的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。季施工、现浇工程等。JIANZHUCAILIAO（2）抗软水、抗抗软水、抗腐蚀能力强。腐蚀能力强。适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等腐蚀作用的环境，如水工、适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等腐蚀作用的环境，如水工、海港、码头等混凝土工程。海港、码头等混凝土工程。由于水泥的熟料少，因而水化生成的氢氧化钙和水化铝酸三钙由于水泥的熟料少，因而水化生成的氢氧化钙和水化铝酸三钙含量少，加之二次水化反应还要消耗一部分氢

17、氧化钙和水化铝含量少，加之二次水化反应还要消耗一部分氢氧化钙和水化铝酸三钙，因此水泥中造成腐蚀的因素大大降低。酸三钙，因此水泥中造成腐蚀的因素大大降低。（3）水化热低，水化热低，适合用于适合用于JIANZHUCAILIAO（4）湿热敏感性强，适合高温养护湿热敏感性强，适合高温养护这三种水泥在低温下这三种水泥在低温下，采用高温养护可大大，采用高温养护可大大加速活性混合材料的水化，并可加速孰料的水化，故可大大提高早期加速活性混合材料的水化，并可加速孰料的水化，故可大大提高早期强度，且不影响后期强度的发展。强度，且不影响后期强度的发展。与此相比，普通水泥和硅酸盐水泥在高温养护，虽然早期强度可提高与此

18、相比，普通水泥和硅酸盐水泥在高温养护，虽然早期强度可提高，但后期强度发展会受到影响，比一直在低温下养护的强度低。，但后期强度发展会受到影响，比一直在低温下养护的强度低。是普通水泥和硅酸盐水泥的水化速度较快，短时间内生成大是普通水泥和硅酸盐水泥的水化速度较快，短时间内生成大量的水化产物，这些水化产物对未水化的水泥颗粒的后期水化起到阻量的水化产物，这些水化产物对未水化的水泥颗粒的后期水化起到阻碍作用，因此，普通水泥和硅酸盐水泥不适合于高温养护。碍作用，因此，普通水泥和硅酸盐水泥不适合于高温养护。JIANZHUCAILIAO（5）抗炭化性较差抗炭化性较差用这三种水泥拌制的砂浆和混凝土，由于其中用这三

19、种水泥拌制的砂浆和混凝土，由于其中，其中矿渣水泥最为明显，其中矿渣水泥最为明显， 低碱度使得碳化作用进低碱度使得碳化作用进行的较快且碳化深度也较大。不适合用于二氧化碳含量高的工行的较快且碳化深度也较大。不适合用于二氧化碳含量高的工业厂房，如铸造车间。业厂房，如铸造车间。（6）抗冻性差抗冻性差这三种水泥早期强度低。受冻易损害，且混合材料加入需水量大这三种水泥早期强度低。受冻易损害，且混合材料加入需水量大，又因为保水性差，易在水泥内产生孔隙通道，又因为保水性差，易在水泥内产生孔隙通道，。故不。故不宜用于严寒地区，特别是严寒地区水位经常变动的部位。宜用于严寒地区，特别是严寒地区水位经常变动的部位。J

20、IANZHUCAILIAO三种水泥的特性：三种水泥的特性：（1）矿渣水泥矿渣水泥1）耐热性强。矿渣水泥的耐热性较强，因此，较其它品种水泥耐热性强。矿渣水泥的耐热性较强，因此，较其它品种水泥更适用于高温车更适用于高温车 间、高炉基础等耐热工程。间、高炉基础等耐热工程。 JIANZHUCAILIAO2）保水性差，泌水性大、干缩性大。保水性差，泌水性大、干缩性大。 水泥加水拌和后，水泥浆体能够保持一定水泥加水拌和后，水泥浆体能够保持一定的水分而不析出的性能，称为的水分而不析出的性能，称为保水性保水性矿渣与熟料共同粉磨过程中，矿渣颗粒难于磨得很细，且矿渣玻璃质矿渣与熟料共同粉磨过程中，矿渣颗粒难于磨得

21、很细，且矿渣玻璃质亲水性较弱亲水性较弱, 因而矿渣水泥的保水性较差，泌水性较大。这是一个缺点因而矿渣水泥的保水性较差，泌水性较大。这是一个缺点，它易使混凝土内形成毛细管，它易使混凝土内形成毛细管 通道及水囊，当水分蒸发后，便形成孔通道及水囊，当水分蒸发后，便形成孔隙，隙，干缩性大干缩性大，降低混凝土的密实性、均匀性及抗渗性。，降低混凝土的密实性、均匀性及抗渗性。当加水量超过其保水能力时，在凝结过程当加水量超过其保水能力时，在凝结过程中，将有部分水从水泥浆中析出，这种析中，将有部分水从水泥浆中析出，这种析出水分的性能，称为出水分的性能，称为泌水性泌水性JIANZHUCAILIAO（2）火山灰质水

22、泥火山灰质水泥1）抗渗性好。抗渗性好。2）干缩性较大、不耐干燥干缩性较大、不耐干燥火山灰质混合材料含有大量的微细孔隙，使其具有良好的保水火山灰质混合材料含有大量的微细孔隙，使其具有良好的保水性，并且在水化过程中形成大量的水化硅酸钙凝胶，使火山灰性，并且在水化过程中形成大量的水化硅酸钙凝胶，使火山灰质水泥的水泥石结构紧密，而具有较高的抗渗性。质水泥的水泥石结构紧密，而具有较高的抗渗性。由于火山灰质水化产物中含大量胶体，长期处于干燥环境时，由于火山灰质水化产物中含大量胶体，长期处于干燥环境时，胶体会脱水产生严重的收缩，导致干缩裂缝。因此，使用时应胶体会脱水产生严重的收缩，导致干缩裂缝。因此，使用时

23、应特别注意加强养护，使水泥在较长时间内保持潮湿状态，以避特别注意加强养护，使水泥在较长时间内保持潮湿状态，以避免产生干缩裂缝。免产生干缩裂缝。JIANZHUCAILIAO（3）粉煤灰水泥粉煤灰水泥由于粉煤灰呈球形颗粒，比表面积小，吸附水的能力小，因而其由于粉煤灰呈球形颗粒，比表面积小，吸附水的能力小，因而其干缩性较小干缩性较小，有些甚至比硅酸盐水泥及普通水泥还小，因，有些甚至比硅酸盐水泥及普通水泥还小，因 而而抗裂抗裂性较好性较好；用粉煤灰水泥配制的混凝土用粉煤灰水泥配制的混凝土和易性较好和易性较好，这主要是由于粉煤灰中，这主要是由于粉煤灰中的细颗的细颗 粒多呈球形（玻璃微珠），且较为致密，吸

24、水性较小；另粒多呈球形（玻璃微珠），且较为致密，吸水性较小；另外其水化热较低，抗侵蚀性较强。因此，特别适用于外其水化热较低，抗侵蚀性较强。因此，特别适用于水利工程水利工程及及大体积混凝土大体积混凝土建筑物。建筑物。 JIANZHUCAILIAO概念：概念：凡由硅酸盐水泥熟料、凡由硅酸盐水泥熟料、或或规定的活性混合规定的活性混合材料或非活性混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，材料或非活性混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为称为复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥（简称（简称复合水泥复合水泥），代号），代号 P.C。复合硅酸盐水泥的复合硅酸盐水泥的技术要求技术要求细度、凝结时间、强度、

25、体积安定性的要求同矿渣硅酸盐水泥细度、凝结时间、强度、体积安定性的要求同矿渣硅酸盐水泥。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO水泥品种的选择水泥品种的选择强度等级的选择强度等级的选择环境条件主要指工程所处的环境条件主要指工程所处的外部条件外部条件，包括环境的，包括环境的温度温度、湿度湿度及及周围所存在的周围所存在的侵蚀性介质侵蚀性介质的种类及数量。的种类及数量。冬季施工、大体积混凝土、有早强或耐热工程等。冬季施工、大体积混凝土、有早强或耐热工程等。常用水泥的常用水泥的选用选用 表表3-10 JIANZHUCAILIAO散装运输时散装运输时应提交与袋应提交与袋装标志相同装标志相

26、同内容的卡片内容的卡片。水泥袋上应有注明：水泥袋上应有注明：产品名称、代号、净含量、强产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生度等级、生产许可证编号、生产者名称、地址、出厂编号、产者名称、地址、出厂编号、执行的标准号、包装日期、主执行的标准号、包装日期、主要混合材料的名称及数量。要混合材料的名称及数量。标志标志JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO火山灰和粉煤火山灰和粉煤灰、复合灰、复合水泥用黑色水泥用黑色JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO对袋装水泥而言，每袋净含量为对袋装水泥而言，每袋净含量为50kg，且不得少于

27、标志，且不得少于标志质量的质量的99%；随机抽验时，抽取；随机抽验时，抽取20袋时总重量不少于袋时总重量不少于1000kg，其包装形式有双方协商确定，但有关袋装质量要，其包装形式有双方协商确定，但有关袋装质量要求，必须复合上述原则规定求，必须复合上述原则规定 。水泥出厂前应按品种、强度等级和编号取样试验。水泥出厂前应按品种、强度等级和编号取样试验。交货时水泥的质量验收可抽取交货时水泥的质量验收可抽取实物试样实物试样以检验结果为依据，以检验结果为依据，也可以也可以生产者同编号水泥生产者同编号水泥的的检验报告检验报告为依据，采用何种方法为依据，采用何种方法验收由双方商定，并在合同或协议中注明。验收

28、由双方商定，并在合同或协议中注明。JIANZHUCAILIAOJIANZHUCAILIAO1、不同生产厂家、不同品种、强度等级和不同出厂日期的水泥不同生产厂家、不同品种、强度等级和不同出厂日期的水泥应分别堆放，不得混存混放，更不能混合使用。应分别堆放，不得混存混放，更不能混合使用。2、水泥的吸湿性大，在储存和保管时必须注意防潮防水。临时水泥的吸湿性大，在储存和保管时必须注意防潮防水。临时存放的水泥要做好上盖下存放的水泥要做好上盖下 垫：必要时盖上塑料薄膜或防雨布，要垫：必要时盖上塑料薄膜或防雨布，要垫高存放，离地面或墙面至少垫高存放，离地面或墙面至少200mm以上。以上。3、存放袋装水泥，堆垛

29、不宜太高，一般以存放袋装水泥，堆垛不宜太高，一般以10袋为宜，太高会使袋为宜，太高会使底层水泥过重而造成袋包装破裂，使水泥受潮结块。如果储存期底层水泥过重而造成袋包装破裂，使水泥受潮结块。如果储存期较短或场地太狭窄，堆垛可以适当加高，但最多不宜超过较短或场地太狭窄，堆垛可以适当加高，但最多不宜超过15袋。袋。 JIANZHUCAILIAO4、水泥储存时要合理安排库内出入通道和堆垛位置，以使水泥水泥储存时要合理安排库内出入通道和堆垛位置，以使水泥能够实行先进先出的发放原则。避免部分水泥因长期积压在不能够实行先进先出的发放原则。避免部分水泥因长期积压在不易运出的角落里，造成受潮而变质。易运出的角落里，造成受潮而变质。5、水泥储存期不宜过长，以免受潮变质