硅酸盐水泥的强等级划分为.pptx

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1、水水泥泥是是一一种种粉粉末末状状材材料料，属属于于水水硬硬性性胶胶凝凝材材料料，是是基基本本建建设设中中最最重重要要的的土土木木工工程程材材料料。广广泛泛用用于于工工业业和和民民用用建建筑筑、道道路路、桥桥梁梁、铁铁路路、水水利利和和国国防防等等工工程程；用用于于生生产产各各种种类类型型的的混混凝凝土土及及混混凝凝土土制制品品。我我国国的的水水泥泥产产量量已已经经达达到到6亿亿t，水水泥泥品品种种也也达达到到了了80余种。余种。第1页/共66页按按水水泥泥的的化化学学成成分分，分分为为硅硅酸酸盐盐系系水水泥泥、铝铝酸酸盐盐系系水水泥、硫铝酸盐系水泥等；泥、硫铝酸盐系水泥等；按按用途用途可分为通

2、用水泥、专用水泥和特性水泥。可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通通用用水水泥泥就就是是各各类类工工程程中中常常用用的的六六大大品品种种水水泥泥(硅硅酸酸盐盐水水泥泥、普普通通水水泥泥、矿矿渣渣水水泥泥、火火山山灰灰水水泥泥、粉粉煤煤灰灰水水泥和复合水泥泥和复合水泥)；专用水泥专用水泥主要有砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等；主要有砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等；特特性性水水泥泥主主要要有有快快硬硬硅硅酸酸盐盐水水泥泥、膨膨胀胀水水泥泥、喷喷射射水水泥、抗硫酸盐水泥等。泥、抗硫酸盐水泥等。第2页/共66页 3.1硅酸盐水泥硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥的概念及生产工艺一、硅酸盐水泥的概念及生产工艺国国标

3、标GB175-2006规规定定：凡凡由由硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料、05%的的石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣、适适量量石石膏膏磨磨细细制制成成的的水水硬硬性性胶胶凝材料称为凝材料称为硅酸盐水泥，也称波特兰水泥硅酸盐水泥，也称波特兰水泥。不掺加混合材料不掺加混合材料的称为的称为I型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号PI；掺掺加加不不超超过过水水泥泥质质量量5%的的石石灰灰石石或或粒粒化化高高炉炉矿矿渣渣混混合合材料材料的称为的称为II型硅酸盐水泥，代号型硅酸盐水泥，代号PII。第3页/共66页u硅酸盐水泥的生产工艺硅酸盐水泥的生产工艺“两磨一烧两磨一烧”工工艺艺石灰石石灰石粘土粘土铁

4、矿粉铁矿粉生生料料1400140014501450熟熟料料石膏石膏石灰石或石灰石或粒化矿渣粒化矿渣磨细磨细硅硅酸酸盐盐水水泥泥磨细磨细煅烧煅烧生产水泥的方法主要有生产水泥的方法主要有干法立窑生产干法立窑生产和和湿法回转窑湿法回转窑生产两种生产两种第4页/共66页1 生料的制备包括生料的配合、粉磨与均化第5页/共66页喂料成品QTQF开路系统闭路系统闭路系统管球磨管球磨第6页/共66页立磨第7页/共66页2 孰料的烧成旋风旋风筒筒连接连接管管道道分解分解炉炉回转回转窑窑冷却冷却机机预预 热热分解分解烧成烧成冷却冷却第8页/共66页二、熟料矿物组成及特性二、熟料矿物组成及特性除上述四种主要熟料矿物

5、外，硅酸盐水泥中还含有除上述四种主要熟料矿物外，硅酸盐水泥中还含有f-CaO、f-MgO和和K2O、Na2O等次要成分。等次要成分。组成组成化学分子式化学分子式缩写缩写硅酸三钙硅酸三钙3CaOSiO2C3S硅酸二钙硅酸二钙2CaOSiO2C2S铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3C3A铁铝酸四钙铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3C4AF水泥熟料矿物组成水泥熟料矿物组成简写：简写：CaOC，SiO2S，Al2O3A，Fe2O3F，H2OH第9页/共66页硅酸盐水泥熟料矿物特性硅酸盐水泥熟料矿物特性矿物种类矿物种类硅酸三钙硅酸三钙硅酸二钙硅酸二钙铝酸三钙铝酸三钙铁铝酸四钙铁铝酸四钙缩写缩写C3S

6、C2SC3AC4AF含量（含量（%）37-6015-377-1510-18水化速度水化速度快快慢慢最快最快快快水化热水化热多多少少最多最多较多较多强度强度高高早低后高早低后高低低低低第10页/共66页三、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化三、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化(一一)熟料矿物的水化反应熟料矿物的水化反应4CaOAl2O3Fe2O3+H2O3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶C3S2H3氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体CH水化铝酸三钙晶体水化铝酸三钙晶体C3AH6水化铁酸钙凝胶水化铁酸钙凝胶CFH3CaOSiO2+H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH

7、)22CaOSiO2+H2O3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2u硅酸三硅酸三钙钙u硅酸二钙硅酸二钙u铝酸三钙铝酸三钙3CaOAl2O3+H2O3CaOAl2O36H2Ou铁铝酸四钙铁铝酸四钙第11页/共66页石膏调节凝结时间的原理石膏调节凝结时间的原理 石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护矾石）。该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。所

8、以，石膏在水泥中起免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。调节凝结时间的作用。CaSO42H2O+3CaOAl2O3+H2O3CaOAl2O33CaSO431H2O高硫型水化硫铝酸钙晶体高硫型水化硫铝酸钙晶体当当石石膏膏消消耗耗完完后后，部部分分高高硫硫型型水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙(又又称称钙钙矾矾石石AFt)转转变变为为低低硫硫型型水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙晶晶体体AFm(3CaOAl2O3CaSO412H2O，即，即)。第12页/共66页硅酸盐水泥主要水化产物硅酸盐水泥主要水化产物u水化硅酸钙水化硅酸钙凝胶凝胶C-S-H约占约占70%u氢氧化钙氢氧化钙晶体晶体

9、CH约占约占20%u水化硫铝酸钙水化硫铝酸钙晶体晶体（AFt和和AFm）约占约占7%u水化铁酸一钙水化铁酸一钙凝胶凝胶CFHu水化铝酸三钙水化铝酸三钙晶体晶体C3AH6第13页/共66页水泥浆扫描电镜照片（水泥浆扫描电镜照片（7d龄期龄期）C-S-H钙矾石钙矾石第14页/共66页C-S-H 水化硅酸钙凝胶水化硅酸钙凝胶CH Crystal 氢氧化钙晶体氢氧化钙晶体 第15页/共66页(二二)凝结硬化凝结硬化u凝凝结结:水水泥泥加加水水拌拌和和形形成成具具有有一一定定流流动动性性和和可可塑塑性性的的浆浆体体，经经过过自自身身的的物物理理化化学学变变化化逐逐渐渐变变稠稠失失去去可塑性的过程。可塑性

10、的过程。u硬硬化化:失失去去可可塑塑性性的的浆浆体体随随着着时时间间的的增增长长产产生生明明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。第16页/共66页凝结硬化过程凝结硬化过程初始反应期初始反应期初始的溶解和水化，约持续初始的溶解和水化，约持续5-105-10分钟。分钟。潜伏期潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，水泥颗粒成长，1h 1h 凝胶膜破裂、长大并连接、水泥凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，颗粒进一步水化，6h6h。多孔的空。多孔的空间网络间网络凝聚结构，失去可塑性凝聚结构，失去可塑性凝结期凝

11、结期凝胶体填充毛细管，凝胶体填充毛细管，6h-6h-若干年硬若干年硬化石状体密实空间网化石状体密实空间网硬化期硬化期第17页/共66页水泥石结构水泥石结构l未水化水泥颗粒未水化水泥颗粒l水化产物晶体、胶体水化产物晶体、胶体l毛细孔、毛细孔水毛细孔、毛细孔水l凝胶孔凝胶孔毛细孔毛细孔未被水化产物所未被水化产物所填充的原充水空间填充的原充水空间凝胶孔凝胶孔C-S-H内部的结内部的结构孔构孔水泥石水泥石是多相（固、液、是多相（固、液、气）多孔体系，水泥石的气）多孔体系，水泥石的工程性质取决于水泥石的工程性质取决于水泥石的结构组成，即决定于水化结构组成，即决定于水化物的类型和相对含量、内物的类型和相对

12、含量、内部孔的大小、形状和分布部孔的大小、形状和分布状态。状态。硬化前硬化前未水化水未水化水泥颗粒泥颗粒水水C-S-HC-S-H钙矾石钙矾石氢氧化钙氢氧化钙硬化后硬化后第18页/共66页(三三)影响水泥水化硬化的因素影响水泥水化硬化的因素 u熟料矿物组成熟料矿物组成u石膏掺量石膏掺量u细度细度u温度和湿度温度和湿度u养护时间养护时间372856龄期龄期d强强度度第19页/共66页四、硅酸盐水泥的技术要求四、硅酸盐水泥的技术要求(一一)细度细度 水泥的细度指水泥的粗细程度或分散度。细度决定了水泥水泥的细度指水泥的粗细程度或分散度。细度决定了水泥与水接触的表面积。从而影响水泥的水化、凝结速度和性质

13、。与水接触的表面积。从而影响水泥的水化、凝结速度和性质。细度细度与水接触的表面积与水接触的表面积凝结和硬化速度凝结和硬化速度性质性质100m小小低低低低水泥的细度和性质水泥的细度和性质第20页/共66页水水泥泥的的细细度度可可用用筛筛析析法法(80m或或45m方方孔孔筛筛筛筛余余)和和比表面积法比表面积法(勃勃氏法氏法)检验检验。比比表表面面积积法法是是通通过过测测量量一一定定量量空空气气通通过过水水泥泥时时流速的变化来测定颗粒粒径分布情况。流速的变化来测定颗粒粒径分布情况。GB1752006规定：硅酸盐水泥的比表规定：硅酸盐水泥的比表面积应面积应大于大于300m2/kg，否则为不合格。，否则

14、为不合格。比表面积测定仪比表面积测定仪第21页/共66页(二二)凝结时间凝结时间u凝凝结结时时间间：水水泥泥净净浆浆从从加加水水至至失失去去流流动动性性所需要的时间。所需要的时间。u国国标标规规定定：水水泥泥的的凝凝结结时时间间必必须须采采用用标标准准稠稠度度的的水水泥泥净净浆浆，在在标标准准温温、湿湿条条件件下下用用水水泥凝结时间测定仪测定。泥凝结时间测定仪测定。标标准准稠稠度度：试试锥锥下下沉沉深深度度为为282mm或或距距底板底板61mm时的稠度。时的稠度。标标准准稠稠度度用用水水量量：水水泥泥浆浆达达到到标标准准稠稠度度时时的用水量，以水占水泥质量的百分数表示。的用水量，以水占水泥质量

15、的百分数表示。标准稠度测定仪标准稠度测定仪标准稠度用水量测试方法有标准稠度用水量测试方法有固定水量法固定水量法和调整水量法两种。和调整水量法两种。第22页/共66页u初初凝凝：从从水水泥泥加加水水拌拌和和起起至至标标准准稠稠度度净净浆浆开开始始失失去去可可塑塑性性所所需需的时间。的时间。国标规定：国标规定：初凝时间初凝时间 45min，国产水泥一般为，国产水泥一般为1-3h。实验：实验：以试针距离底板以试针距离底板61mm为准。为准。工工程程意意义义：水水泥泥的的初初凝凝时时间间不不宜宜过过早早，以以便便施施工工时时有有充充分分的的时时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。间搅拌、运输、浇捣和砌筑等

16、操作。u终终凝凝：从从水水泥泥加加水水拌拌和和起起至至标标准准稠稠度度净净浆浆完完全全失失去去可可塑塑性性并并开开始产生强度所需的时间。始产生强度所需的时间。国标规定：国标规定：终凝时间终凝时间 6.5h，国产水泥一般为，国产水泥一般为5-6h。实验：实验：以试针下沉以试针下沉0.5mm为准。为准。工工程程意意义义：终终凝凝时时间间不不宜宜过过迟迟，以以便便施施工工完完毕毕后后更更快快硬硬化化，达达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。u影影响响水水泥泥凝凝结结时时间间的的因因素素：熟熟料料的的矿矿物物组组成成、石石膏膏掺掺量量、混混合合材的品种与

17、掺量、水泥细度、温度、水灰比等。材的品种与掺量、水泥细度、温度、水灰比等。第23页/共66页(三三)体积安定性体积安定性u定义：定义：是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀程度。是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀程度。u体积安定性不良：体积安定性不良：水泥在凝结硬化过程中产生不均匀的体水泥在凝结硬化过程中产生不均匀的体积变化。积变化。u安定性不良的原因：安定性不良的原因：熟料中含有过多的熟料中含有过多的f-CaO熟料中含有过多的熟料中含有过多的f-MgO石膏掺量过多石膏掺量过多生成钙矾石生成钙矾石过烧过烧体积安定性不良的水泥应作废品处理，禁止用于任何工程中体积安定性不良的水泥应作废品处理，

18、禁止用于任何工程中第24页/共66页GB1752006和和GB/T13462001规规定定：硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的体体积安定性用沸煮积安定性用沸煮法法3h(分试饼法和雷氏夹法分试饼法和雷氏夹法)必须必须合格。合格。试试饼饼法法是是用用标标准准稠稠度度的的水水泥泥净净浆浆按按规规定定方方法法制制成成规规定定的的试试饼饼，经经养养护护、沸沸煮煮后后，观观察察饼饼的的外外形形变变化化，如如未未发发现现翘翘曲曲和裂纹，即为安定性合格，反之则为安定性不良。和裂纹，即为安定性合格，反之则为安定性不良。第25页/共66页雷雷氏氏法法是是按按规规定定方方法法制制成成圆圆柱柱体体试试件件，然然后后测测定定沸沸

19、煮煮后后试试件件的的尺尺寸寸变变化化，即即膨膨胀胀值值，来来评评定定体体积积安安定定性性是是否否合合格格。5.0mm，则不合格，则不合格。u沸煮法只能检测沸煮法只能检测f-CaO所造成的体积安定性不良。对于所造成的体积安定性不良。对于f-MgO和石膏造成的体积安定性不良则需分别采用压蒸和石膏造成的体积安定性不良则需分别采用压蒸法、长时间在温水中浸泡法法、长时间在温水中浸泡法。u标准规定：标准规定：f-MgO 5.0%，SO3 3.5%。第26页/共66页(四四)强度强度u胶砂强度胶砂强度GB176711999规定：将水泥、标准砂及水按规定：将水泥、标准砂及水按1:3.0:0.5，用规定方法制成

20、规格为，用规定方法制成规格为4040160mm的标准试件，在的标准试件，在标准养护条件标准养护条件(1d内为内为201、RH90%的空气中，的空气中，1d后后放入放入201的水中的水中)下养护，测定下养护，测定3d和和28d时的抗折强度和时的抗折强度和抗压强度。抗压强度。根据水泥品种不同，分别测定根据水泥品种不同，分别测定3d、28d的抗折的抗折强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。强度和抗压强度，即为水泥的胶砂强度。第27页/共66页强度等级强度等级抗压强度（抗压强度（MPa）抗折强度（抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.542.5R17.022.042.542.53.54.06.56

21、.552.552.5R23.027.052.552.54.05.07.07.062.562.5R28.032.062.562.55.05.58.08.0硅酸盐水泥强度等级硅酸盐水泥强度等级u强度等级强度等级根据水泥的胶砂强度划分的级别称为强度等级。硅酸盐根据水泥的胶砂强度划分的级别称为强度等级。硅酸盐水泥的强度等级划分为水泥的强度等级划分为42.5，42.5R，52.5，52.5R，62.5，62.5R共六个等级。共六个等级。注：注：R型为早强型，主要是型为早强型，主要是3d强度较高。强度较高。第28页/共66页 水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项

22、：四项：细度、凝结时间、强度和体积安定性细度、凝结时间、强度和体积安定性。这四项指标中，这四项指标中，除强度外，其它任何一项指标除强度外，其它任何一项指标不合格，则水泥不能使用不合格，则水泥不能使用；反之，若仅强度一；反之，若仅强度一项指标不合格，而其它三项指标合格，则水泥项指标不合格，而其它三项指标合格，则水泥可降等级使用。可降等级使用。第29页/共66页五、水泥石的腐蚀与防止五、水泥石的腐蚀与防止(一一)水泥石腐蚀的种类水泥石腐蚀的种类1.软水侵蚀软水侵蚀(溶出型侵蚀溶出型侵蚀)当当水水泥泥石石受受到到蒸蒸馏馏水水、天天然然的的雨雨水水、雪雪水水以以及及含含重重碳碳酸酸盐盐很很少少的的河河

23、水水、湖湖水水等等软软水水作作用用时时，水水泥泥石石中中的的氢氢氧氧化化钙钙不不断断溶溶解解流流失失，特特别别是是处处于于流流水水或或有有压压力力的的水水中中时时，氢氢氧氧化化钙钙的的溶溶解解使使得得水水泥泥石石的的密密实实度度下下降降，强强度度和和耐耐久久性性也也降降低低；而而且且由由于于氢氢氧氧化化钙钙浓浓度度的的下下降降，还还引引起起了了水水泥泥石石中中的的其其它它水水化化产物的分解。产物的分解。Ca(OH)2+Ca(HCO3)2CaCO3+H2O第30页/共66页2.盐类腐蚀盐类腐蚀硫酸盐腐蚀硫酸盐腐蚀在在海海水水、湖湖泊泊水水、地地下下水水及及某某些些工工业业废废水水中中，常常含含有

24、有不不同同程程度度的的钾钾、钠钠、氨氨的的硫硫酸酸盐盐，硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀的的特特征征是是某某些些盐盐类类的的结结晶晶体体逐逐渐渐在在水水泥泥石石的的毛毛细细管管中中积积累累并并长长大大，水水泥泥石石由由于于内内应应力而遭到严重破坏力而遭到严重破坏。当当硫硫酸酸盐盐浓浓度度不不高高时时，生生成成含含有有大大量量结结晶晶水水的的钙钙钒钒石石，体体积积增增大大1.5倍倍以以上上，产产生生极极大大的的膨膨胀胀应应力力而而破破坏坏。当当硫硫酸酸盐盐浓浓度度较高时，产生二水石膏结晶，也会导致水泥石开裂破坏。较高时，产生二水石膏结晶，也会导致水泥石开裂破坏。Na2SO4+Ca(OH)2+2H2OCaSO

25、42H2O+2NaOH第31页/共66页第32页/共66页镁盐腐蚀镁盐腐蚀海海水水和和某某些些盐盐沼沼水水、地地下下水水中中常常含含有有大大量量的的镁镁盐盐，主主要要是是硫酸镁和氯化镁，它们与水泥石接触后，会发生如下反应：硫酸镁和氯化镁，它们与水泥石接触后，会发生如下反应：MgSO4+Ca(OH)2+2H2OCaSO42H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2+H2OCaCl2+Mg(OH)2+H2O生成的生成的Mg(OH)2松软而无胶结能力，松软而无胶结能力，CaCl2则易溶于水，会则易溶于水，会使使Ca(OH)2不断被消耗；二水石膏则会进一步引起硫酸盐腐蚀。不断被消耗；二水石膏则会

26、进一步引起硫酸盐腐蚀。因此，因此，镁盐对水泥石的腐蚀是双重腐蚀镁盐对水泥石的腐蚀是双重腐蚀。第33页/共66页3.酸类腐蚀酸类腐蚀一般酸腐蚀一般酸腐蚀在在一一些些工工业业废废水水、地地下下水水和和沼沼泽泽水水中中，经经常常含含有有各各种种不不同同浓浓度度的的无无机机酸酸或或有有机机酸酸，而而水水泥泥石石由由于于含含有有Ca(OH)2呈呈碱碱性性，这这些酸与碱会发生反应：些酸与碱会发生反应：H+OHH2O酸的浓度越高，侵蚀越剧烈。酸的浓度越高，侵蚀越剧烈。碳酸水腐蚀碳酸水腐蚀在在某某些些工工业业废废水水和和地地下下水水中中，常常溶溶有有一一定定量量的的CO2及及其其盐盐类，天然水中也溶有类，天然

27、水中也溶有CO2，它们会与水泥石中的，它们会与水泥石中的Ca(OH)2反应：反应：CO2+H2O+Ca(OH)2CaCO3+2H2OCO2+CaCO3+H2OCa(HCO3)2第34页/共66页4.强碱腐蚀强碱腐蚀硅硅酸酸盐盐水水泥泥基基本本是是耐耐碱碱的的，碱碱类类溶溶液液浓浓度度不不高高对对水水泥泥石石是是无无害害的的。但但铝铝酸酸盐盐含含量量较较高高的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥遇遇到到强强碱碱(NaOH、KOH)时，强碱会与水泥进行如下反应：时，强碱会与水泥进行如下反应：3CaOAl2O3+6NaOH3Na2OAl2O3+3Ca(OH)2铝酸钠是易溶于水的，从而造成水泥石的腐蚀。铝酸钠是易溶

28、于水的，从而造成水泥石的腐蚀。当当水水泥泥石石被被NaOH浸浸透透后后又又在在空空气气中中干干燥燥，与与空空气气中中的的CO2作用生成碳酸钠，碳酸钠在毛细孔中结晶而使水泥石胀裂。作用生成碳酸钠，碳酸钠在毛细孔中结晶而使水泥石胀裂。2NaOH+CO2+9H2ONa2CO310H2O第35页/共66页(二二)防止腐蚀的措施防止腐蚀的措施1.水泥石易受腐蚀的原因水泥石易受腐蚀的原因水泥石内存在容易受腐蚀的成分水泥石内存在容易受腐蚀的成分水泥石本身存在孔隙水泥石本身存在孔隙第36页/共66页2.防止腐蚀的措施防止腐蚀的措施根据侵蚀环境特点，合理选择水泥品种根据侵蚀环境特点，合理选择水泥品种提高水泥石的

29、密实度，降低孔隙率提高水泥石的密实度，降低孔隙率在水泥石表面设置保护层在水泥石表面设置保护层 当水泥石处于多种介质同时侵蚀时，应分清对当水泥石处于多种介质同时侵蚀时，应分清对水泥石侵蚀最严重的介质，采取相应的措施，提高水泥石侵蚀最严重的介质，采取相应的措施，提高水泥石的耐腐蚀性。水泥石的耐腐蚀性。第37页/共66页六、硅酸盐水泥的性质、应用及存放六、硅酸盐水泥的性质、应用及存放(一一)性质与应用性质与应用1.强度高强度高适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程。适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程。2.硬化快硬化快适用于要求凝结快、早强高以及冬季施工等工程。适用于要求凝结快、早强高以及冬季施工

30、等工程。3.抗冻性好抗冻性好适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程4.耐蚀性差耐蚀性差不适用于与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程。不适用于与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程。5.耐热性差耐热性差不适用于有耐热要求的混凝土工程。不适用于有耐热要求的混凝土工程。6.水化热大水化热大不适用于大体积混凝土工程，但有利于冬季施工。不适用于大体积混凝土工程，但有利于冬季施工。7.耐磨性好耐磨性好适用于公路、地面工程。适用于公路、地面工程。8.抗碳化性好抗碳化性好对钢筋的保护作用强，适合对钢筋的保护作用强，适合CO2浓度高的环境。浓度高的环境。第38页/共66页

31、(二二)硅酸盐水泥的运输与储存硅酸盐水泥的运输与储存水水泥泥在在储储存存和和运运输输过过程程中中，应应按按不不同同强强度度等等级级、品品种种及及出出厂厂日日期期分分别别储储运运，并并注注意意防防潮潮、防防水水。袋袋装装水水泥泥的堆放高度不得超过的堆放高度不得超过10袋。袋。即即使使是是良良好好的的储储存存条条件件，水水泥泥也也不不宜宜久久存存。在在空空气气中中水水蒸蒸气气及及CO2作作用用下下，水水泥泥会会发发生生部部分分水水化化和和碳碳化化，使使水水泥泥的的胶胶结结能能力力及及强强度度下下降降。一一般般储储存存3个个月月后后，强强度度降降低低约约1020%，6个个月月后后降降低低1530%，

32、1年年后后降降低低2540%。因因此此水水泥泥的的有有效效储储存存期期为为3个个月月。如如果果超超过过6个月，使用时应重新检测，按实际强度使用。个月，使用时应重新检测，按实际强度使用。第39页/共66页3.2掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥一、混合材料一、混合材料在在水水泥泥生生产产过过程程中中，为为改改善善水水泥泥性性能能、调调节节水水泥泥强强度度等等级级、降降低低成成本本而而加加入入的的人人工工或或天天然然的的矿矿物物材材料料称称为为水水泥泥混合材料。混合材料。第40页/共66页(一一)非活性混合材料非活性混合材料u定定义义：凡凡与与水水泥泥不不发发生生化化学学作作用用或或化化

33、学学作作用用甚甚微微的的人人工工的的或或天天然的磨细矿物质材料都属于非活性混合材料。然的磨细矿物质材料都属于非活性混合材料。u品种：品种：磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废渣磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废渣。(二二)活性混合材料活性混合材料u定定义义：混混合合材材料料磨磨细细与与水水拌拌和和后后，本本身身并并不不具具有有胶胶凝凝性性质质，或或胶胶结结能能力力很很小小，但但磨磨细细的的混混合合材材料料与与石石灰灰、石石膏膏或或硅硅酸酸盐盐水水泥泥一一起起加加水水拌拌和和后后，在在常常温温下下能能生生成成具具有有水水硬硬性性的的水水化化产产物物，称称为为活活性混合材料。性混

34、合材料。u品种：品种：粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料。粉煤灰、粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料。第41页/共66页1.粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣将将炼炼铁铁高高炉炉中中的的熔熔融融矿矿渣渣经经水水淬淬等等急急冷冷方方式式而而成成的的松松软软颗颗粒称为粒称为粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣，又称，又称水淬矿渣水淬矿渣。活性成分为活性成分为活性氧化硅活性氧化硅和和活性氧化铝活性氧化铝。2.火山灰质混合材料火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。按按其其化化学学成成分分可可分分为为含含水水硅硅酸酸质质（如如硅硅藻藻土土等等）、铝铝硅

35、硅玻玻璃璃质质（如火山灰、浮石等）、（如火山灰、浮石等）、烧粘土质烧粘土质（如烧粘土、煤渣等）。（如烧粘土、煤渣等）。3.粉煤灰粉煤灰从燃煤发电厂的烟道气体中收集的粉末，又称从燃煤发电厂的烟道气体中收集的粉末，又称飞灰飞灰。第42页/共66页(三三)活性混合材料的水化硬化活性混合材料的水化硬化活活性性混混合合材材料料的的主主要要成成分分为为活活性性SiO2和和Al2O3，即即非非晶晶态态的的氧氧化化硅硅和和氧氧化化铝铝，不不具具有有单单独独的的水水硬硬性性，但但在在Ca(OH)2或或石石膏膏激激发发下下，会会发发生生显显著著的的水水化化作作用用，生生成成具具有有水水硬硬性性的的水水化硅酸钙和水

36、化铝酸钙：化硅酸钙和水化铝酸钙：xCa(OH)2+SiO2+nH2OxCaOSiO2(x+n)H2O yCa(OH)2+Al2O3+mH2OyCaOAl2O3(y+m)H2O当有石膏存在时，石膏可与上述反应生成的水化铝酸钙进当有石膏存在时，石膏可与上述反应生成的水化铝酸钙进一步反应生成水硬性的水化硫铝酸钙。一步反应生成水硬性的水化硫铝酸钙。碱性激发剂：碱性激发剂：石灰和能在水化时析出氢氧化钙的水泥熟料石灰和能在水化时析出氢氧化钙的水泥熟料硫酸盐激发剂：硫酸盐激发剂：各种石膏各种石膏第43页/共66页(四四)掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化特点掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化特点由由上上可可知知

37、：掺掺活活性性混混合合材材料料的的水水泥泥较较硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的凝凝结结硬硬化化速速度度慢慢、早早期期强强度度低低。但但高高温温下下，水水化化速速度度明明显显加加快快、强强度度提提高高；而而低低温温下下，水水化化速速度度很很慢慢。故故活活性性混混合合材材料适合料适合高温养护高温养护。硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥水化硅酸盐水泥水化一次水化一次水化二次水化二次水化第44页/共66页二、普通硅酸盐水泥二、普通硅酸盐水泥(一一)定义与组成定义与组成普普通通水水泥泥硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料615%活活性性混混合合材材料料+适适量量石石膏，代号膏，代号PO。

38、(二二)技术要求技术要求与硅酸盐水泥不同的有：与硅酸盐水泥不同的有：1.凝结时间凝结时间初凝不得早于初凝不得早于45min，终凝不得迟于，终凝不得迟于10h。2.强度等级强度等级根根据据3d和和28d的的抗抗折折和和抗抗压压强强度度，分分为为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。六个强度等级。第45页/共66页(二二)性质与应用性质与应用由由于于混混合合材材料料的的掺掺量量较较少少，故故与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的性性质质基基本相同，略有差别本相同，略有差别。主主要要表表现现为为：(1)早早期期强强度度低低；(2)耐耐腐腐蚀蚀性性略略有有提提高高；(3)

39、耐耐热热性性稍稍好好；(4)水水化化热热略略低低；(5)抗抗冻冻性性、耐耐磨磨性性、抗抗碳碳化性略有降低。化性略有降低。由由于于普普通通水水泥泥的的性性质质与与硅硅酸酸盐盐水水泥泥差差别别不不大大。因因此此在在应应用用方方面面两两种种水水泥泥基基本本相相同同。但但是是有有一一些些硅硅酸酸盐盐水水泥泥不不能能用用的的地地方方，普普通通水水泥泥可可以以用用，使使得得普普通通水水泥泥成成为为建建筑筑行行业业应用面最广、使用量最大的水泥品种应用面最广、使用量最大的水泥品种。第46页/共66页三、矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥三、矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥(一一)定义及组成定义及组成矿矿渣渣水水

40、泥泥硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料2070%粒粒化化高高炉炉矿矿渣适量石膏，代号渣适量石膏，代号PS。火火山山灰灰水水泥泥硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料+2050%火火山山灰灰质质混混合合材料材料+适量石膏，代号适量石膏，代号PP。粉粉煤煤灰灰水水泥泥硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料+2040%粉粉煤煤灰灰+适适量量石膏，石膏，代号代号PF。第47页/共66页(二二)技术要求技术要求1.细度（选择性指标）、凝结时间、体积安定性细度（选择性指标）、凝结时间、体积安定性80筛余筛余 10%或或45 30%，另外两个与普通水泥相同。，另外两个与普通水泥相同。2.强度等级强度等级根根据据3d与与28d的的抗抗

41、折折和和抗抗压压强强度度划划分分，分分别别有有32.5、42.5、52.5和和32.5R、42.5R、52.5R六个强度等级。六个强度等级。3.MgO、SO3MgO 5%，若压蒸体积安定性合格，则可，若压蒸体积安定性合格，则可6%；PS中中SO3 4%，PP与与PF则则 3.5%。第48页/共66页(三三)性质与应用性质与应用1.三种水泥的共性三种水泥的共性u凝结硬化慢、早期强度低，后期强度发展较快凝结硬化慢、早期强度低，后期强度发展较快u对温度敏感，适合高温养护对温度敏感，适合高温养护u耐腐蚀性好耐腐蚀性好u水化热小水化热小u抗冻性差、耐磨性差抗冻性差、耐磨性差u抗碳化能力差抗碳化能力差第4

42、9页/共66页28dtRPO或或P或或PPS或或PP或或PF28dtRPS或或PP或或PF低温低温常温常温高温高温PO或或P或或P28dtR低温低温常温常温高温高温第50页/共66页2.三种水泥的特性三种水泥的特性u矿渣水泥矿渣水泥矿矿渣渣水水泥泥的的抗抗渗渗性性较较差差，不不宜宜用用于于有有抗抗渗渗性性要要求求的的混混凝凝土土工工程程；但但耐耐热热性性好好，可可用用于于温温度度不不高高于于200的的混混凝凝土土工工程中。程中。u火山灰水泥火山灰水泥 火火山山灰灰水水泥泥的的抗抗渗渗性性好好，可可用用于于有有抗抗渗渗要要求求的的混混凝凝土土工工程程；但但干干缩缩较较大大，不不适适用用于于长长期

43、期处处于于干干燥燥环环境境中中的的混混凝凝土土工程。工程。u粉煤灰水泥粉煤灰水泥 粉煤灰水泥的干缩小、抗裂性好；且早期强度和水化粉煤灰水泥的干缩小、抗裂性好；且早期强度和水化热最低，特别适用于大体积混凝土工程。热最低，特别适用于大体积混凝土工程。第51页/共66页四、复合硅酸盐水泥四、复合硅酸盐水泥硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料+1550%的的两两种种或或两两种种以以上上规规定定的的混混合合材材料料+适适量量石石膏膏磨磨细细，代代号号PC。水水泥泥中中允允许许用用不不超超过过8%的的窑窑灰灰代代替替部分混合材料；掺矿渣时，混合材料掺量不得与矿渣水泥重复。部分混合材料；掺矿渣时，混合材料掺量不得与

44、矿渣水泥重复。复复合合水水泥泥的的水水化化、凝凝结结硬硬化化过过程程基基本本上上与与掺掺混混合合材材料料的的硅硅酸酸盐盐水水泥泥相相同同。氧氧化化镁镁和和三三氧氧化化硫硫含含量量、细细度度、凝凝结结时时间间、体体积积安安定性、强度等级要求与普通水泥相同定性、强度等级要求与普通水泥相同。由于在复合水泥中掺入了两种或两种以上的混合材料，可以由于在复合水泥中掺入了两种或两种以上的混合材料，可以相互取长补短，克服了掺单一混合材料水泥的一些弊病。其早期相互取长补短，克服了掺单一混合材料水泥的一些弊病。其早期强度接近于普通水泥，而其它性能优于矿渣水泥、火山灰水泥、强度接近于普通水泥，而其它性能优于矿渣水泥

45、、火山灰水泥、粉煤灰水泥，因而适用范围广。粉煤灰水泥，因而适用范围广。第52页/共66页石膏石膏混合材料混合材料05%熟料熟料硅酸盐水泥硅酸盐水泥PP磨细磨细第53页/共66页石膏石膏混合材料混合材料615%熟料熟料普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥PO磨细磨细第54页/共66页石膏石膏粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣2070%熟料熟料矿渣水泥矿渣水泥PS磨细磨细第55页/共66页石膏石膏火山灰质混合火山灰质混合材料材料2050%熟料熟料火山灰水泥火山灰水泥PP磨细磨细第56页/共66页石膏石膏 粉煤灰粉煤灰2040%熟料熟料粉煤灰水泥粉煤灰水泥PF磨细磨细第57页/共66页石膏石膏两种或两种两种或两种以上

46、混合材以上混合材料料1550%熟料熟料复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥PC磨细磨细第58页/共66页3.3其它品种的硅酸盐水泥其它品种的硅酸盐水泥一、特性水泥一、特性水泥（具有比较突出的某种性能的水泥）（具有比较突出的某种性能的水泥）(一一)白色与彩色硅酸盐水泥白色与彩色硅酸盐水泥由由白白色色硅硅酸酸盐盐水水泥泥熟熟料料+010%混混合合材材料料(石石灰灰石石或或窑窑灰灰)及及适适量量石石膏膏磨磨细细白白水水泥泥，代代号号PW。主主要要措措施施是是限限制制原原料料中中Fe2O3的含量，控制熟料中的含量，控制熟料中Fe2O3含量在含量在0.52.0%。彩彩色色水水泥泥就就是是在在白白水水泥泥粉粉磨磨

47、时时加加入入适适量量的的颜颜料料。常常用用颜颜料料有有：氧氧化化铁铁(红红或或黑黑、褐褐、黄黄)、MnO2(黑黑褐褐色色)、Cr2O3(绿绿色色)、钴蓝钴蓝(蓝色蓝色)等。等。白白水水泥泥和和彩彩色色水水泥泥适适用用于于装装饰饰工工程程。如如制制作作彩彩色色水水磨磨石石、饰面砖、水刷石等。饰面砖、水刷石等。第59页/共66页（二）（二）中热水泥和低热矿渣水泥中热水泥和低热矿渣水泥中中热热水水泥泥和和低低热热矿矿渣渣水水泥泥主主要要是是通通过过限限制制水水化化热热较较高高的的C3A和和C3S的含量得以实现的。的含量得以实现的。适适用用于于港港口口、码码头头、大大坝坝等等厚厚重重体体积积且且需需要

48、要连连续续浇浇注注的的混凝土工程。混凝土工程。（三）（三）抗硫酸盐硅酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥 与与通通用用水水泥泥相相比比，主主要要是是限限制制了了这这种种水水泥泥熟熟料料矿矿物物组组成成中中C3A和和C3S的的含含量量，使使侵侵入入水水泥泥石石结结构构的的硫硫酸酸盐盐难难以以生生成成破坏性的钙矾石（破坏性的钙矾石（“水泥杆菌水泥杆菌”）。）。适适用用于于一一般般受受硫硫酸酸盐盐侵侵蚀蚀的的海海港港、水水利利、地地下下、隧隧涵涵、道路和桥梁基础等工程设施。道路和桥梁基础等工程设施。第60页/共66页（四）（四）快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥快快硬硬硫硫铝铝酸酸盐盐水水泥泥是是以以无无水水硫硫铝

49、铝酸酸钙钙和和C2S为为主主要要矿矿物物的水泥熟料和的水泥熟料和10%石灰石、适量石膏磨细而成。石灰石、适量石膏磨细而成。快快硬硬铁铁铝铝酸酸盐盐水水泥泥：无无水水硫硫铝铝酸酸钙钙、铁铁相相和和C2S为为主主矿矿物的熟料物的熟料+15%石灰石石灰石+适量石膏。适量石膏。1d、3d强度高，属于快硬早强。强度高，属于快硬早强。（五）（五）膨胀水泥膨胀水泥 水水化化后后能能形形成成膨膨胀胀性性产产物物水水化化硫硫铝铝酸酸钙钙。分分为为膨膨胀胀水水泥泥(膨膨胀胀值值小小)和和自自应应力力水水泥泥(膨膨胀胀值值大大)。用用于于接接缝缝、地地脚脚螺螺栓栓的的锚锚固固、管管材材等等。常常用用的的有有硅硅酸酸

50、盐盐膨膨胀胀水水泥泥、低低热热微微膨膨胀水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、自应力水泥等。胀水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、自应力水泥等。第61页/共66页二、专用水泥二、专用水泥（适用于专门用途的水泥）（适用于专门用途的水泥）(一一)道路硅酸盐水泥（道路硅酸盐水泥（PR）道道路路水水泥泥的的主主要要特特性性是是抗抗折折强强度度高高，耐耐磨磨性性好好，干干缩缩小小，早期强度高，抗疲劳性高，抗冻性高，耐腐蚀性好等。早期强度高，抗疲劳性高，抗冻性高，耐腐蚀性好等。适用于高速公路、机场跑道等路面工程。适用于高速公路、机场跑道等路面工程。(二二)砌筑水泥砌筑水泥（M）凡凡由由一一种种或或两两种种的的水水泥泥混混合合材材料