GB175-2007通用硅酸盐水泥(powerpoint98页).pptx
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1、通用硅酸盐水泥GB 175-2007代替代替:GB 175-1999:GB 175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB 1344-1999GB 1344-1999矿渣硅酸水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥矿渣硅酸水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥GB 12958-1999GB 12958-1999复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥原因原因:按照国家标准化委员会对国家标准进行清理整顿的要求按照国家标准化委员会对国家标准进行清理整顿的要求,同时参考同时参考EN197-1,EN197-1,将三个标准合为一个标准将三个标准合为一个标准,统称为通用水泥统称为通用水
2、泥.本标准为条文强制性标准,见标准前言第一行4/20/20234/20/20231 1第一页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。3 水泥术语和定义硅酸盐水泥熟料规定的混合材适量的石膏水泥水泥磨机粉磨、或混合均匀水泥中的主要胶凝物质、包括矿渣、火山灰、粉煤灰、石灰石和砂岩等。、六大通用水泥依据不同的混合材及掺入量来控制。缓凝剂性能主要由熟料的矿物组成、混合材种类、掺量和活性、石膏种料和掺量和水泥的颗粒组成。助磨剂4/20/20234/20/20232 2第二页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。5.2.1 硅酸盐水泥熟料组成定义:由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料,按适当比例
3、磨细成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物硅酸钙为主要矿物成份的水硬性胶凝物质成份的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于66%,氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。主要有四种矿物:硅酸三钙、硅酸二钙(占75%左右)和铝酸三钙、铁铝酸四钙(占22左右),及少量的游离氧化钙、方镁石、含碱物、玻璃体。4/20/20234/20/20233 3第三页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。5.2.2 可用于水泥生产中的石膏符合GB/T5483中规定的G G类或类或M M类二级类二级(含)以上(含)以上的二水石膏二水石膏或混合石膏混合石膏。工业副产品石膏是工业生产中以硫酸钙为主要成份的副产物.要试验证明对水
4、泥性能无害.包括了磷石膏、氟石膏、脱硫副产品石膏、盐石膏、苏打石膏、钛石膏。(硬石膏不能单独用,因其在拌合水中的溶出速度慢,单独使用会引起水泥同部分减小剂的不适应,或造成急凝、瞬凝。)4/20/20234/20/20234 4第四页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。磷石膏 磷石膏是磷灰石用硫酸处理制取磷酸后残存的渣子,用石灰中和过量的硫酸后所得的废渣。如磷石膏含有过量的水溶性磷、氟化合水溶性磷、氟化合物物时,能显著地影响水泥的凝结时间,掺量不足容易快凝,掺量多又容易缓凝。并对水泥的水化发生不利影响,使早期强度有所降低,因此必须尽量除去杂质。同时,磷石膏含有水份,不烘干容易堵料。4/20/20
5、234/20/20235 5第五页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。氟石膏氟石膏:是氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子,再用石灰中和过量的硫酸后所得的废渣。生成时为无水石膏,在贮存池内存放后,一部分转变为二水石膏。氟石膏的杂质对水泥强度的影响不大,但是必须烘干后才能使用,且掺入这种石膏的水泥比掺天然石膏的同种水泥难磨,对磨机产量有所影响。4/20/20234/20/20236 6第六页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。石膏对同外加剂适应性的影响1如果使用硬石膏,对C3A含量高的水泥可能会造成混凝土拌合物中SO42-不足不足(即通常所说的欠硫水泥),坍落度经时损失过快。用硬石膏,而又使用
6、木钙、糖钙作缓凝减水木钙、糖钙作缓凝减水剂时,剂时,混凝土拌合物的坍落度经时损失会明显增大,甚至发生“假凝”现象。(由于木钙、糖钙中的还原糖大大降低了硬石膏在液相中的溶解度,使C C3 3A在短时间内急速水化,产生大量水化铝酸钙晶体而造成的。)4/20/20234/20/20237 7第七页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。石膏对同外加剂适应性的影响2当水泥粉磨温度过高时,所掺入的二水石膏掺入的二水石膏会部分脱水转变为半水石膏会部分脱水转变为半水石膏。也会导致水泥净浆假凝而影响水泥与外加剂的适应性。以磷石膏、氟石膏等工业副产品代替二水石磷石膏、氟石膏等工业副产品代替二水石膏膏。但它们含有各种
7、杂质,并且有效成分含量波动较大,也会影响水泥与外加剂的适应性。4/20/20234/20/20238 8第八页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。使用混合材的意义改善水泥性能,生产不同品种水泥 调节水泥强度等级,合理使用水泥 节省熟料,降低能耗 综合利用工业废渣综合利用工业废渣 增加水泥产量,降低生产成本 我国是大量使用混合材料的国家,混合材料几乎占我国是大量使用混合材料的国家,混合材料几乎占我国水泥产量的我国水泥产量的l4l l3 (但掺加混合材,带来水泥早期强度低,低温性能较差等。)4/20/20234/20/20239 9第九页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。水泥允许使用混合材的原则
8、保证水泥的质量利于水泥产品质量的管理(稳定)混合材量大、面广对人体无害(重金属,放射性)(混合材的历史作用从原先的提高水泥产量转向水泥性能调节,保障人民身体健康,形成个性鲜明的水泥品种体系,适应混凝土技术的需要.)4/20/20234/20/20231010第十页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。5.2.3 活性混合材活性混合材料:指具有火山灰性或潜在水硬性,以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。包括:符合相关标准要求的符合相关标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰火山灰质混合材料和粉煤灰;这类混合材含有一定的活性组分,在常温下能与Ca(OH)2,CaSO4作用,形成
9、胶凝性、水硬性的稳定化合物。强度在28天至3个月增长很快,形成一个突变点。4/20/20234/20/20231111第十一页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。5.2.4 非活性混合材非活性混合材料:在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。包括活性指标不符合标准要求的潜在活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的水泥混合材料,水硬性或火山灰性的水泥混合材料,砂岩和石灰石砂岩和石灰石。非活性混合材料促进熟料水化的能力很弱,没有吸收Ca(OH)2的能力。4/20/20234/20/20231212第十二页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。潜在水硬性和火山灰性潜在水硬性:一种材
10、料磨成细粉和水拌合成浆后,能在潮湿空气和水中硬化并形成稳定化合物的性能。火山灰性:一种材料磨成细粉,单独不具有水硬性,但在常温下与石灰一起和水后能形成具有水硬性的化合物的性能4/20/20234/20/20231313第十三页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。活性的检验方法GB/T 12957用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法化学方法:潜在水硬性试验潜在水硬性试验(细粉和石膏混合,潜在水硬性材料能在空气和水中硬化)、火山灰性试验火山灰性试验。物理方法(强度活性指数强度活性指数):在硅酸盐水泥中掺入30%的废渣,用其7天或28天抗压强度与该硅酸盐水泥的强度进行比较,以确定其活性高低。4/20
11、/20234/20/20231414第十四页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。火山灰材料活性检验火山灰质混合材的成因各异,它们的化学成份、矿物组成和物理状态各不相同,对水泥性能的影响是多方面的。应寻找一个尽可能综合反映混合材料活性和水泥性能之间关系的试验方法。火山灰性试验(图)结果稳定、有较好的复演性与强度的相关性。但只能说明但只能说明材料是否具有活性,活性大小要通过强材料是否具有活性,活性大小要通过强度试验度试验。4/20/20234/20/20231515第十五页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。火山灰性检验(图表)4/20/20234/20/20231616第十六页,编辑于星期日:二
12、十二点 四十四分。矿渣(slag)的基本情况定义:定义:冶炼生铁生铁生铁生铁时副产品,浮在铁水上面,定期从排渣口排出,经水或空气急冷处理成为粒状的颗粒。因而又称为水渣水渣水渣水渣。密度在2.3-2.9 g/cm2.3-2.9 g/cm3 3 活性情况:有潜在水硬性有潜在水硬性,氧化钙在熔体冷却过程中与氧化硅和氧化铝生成有水硬性的硅酸钙和铝酸钙。水淬矿渣活性好水淬矿渣活性好。主要成份:氧化钙、氧化硅、氧化铝氧化钙、氧化硅、氧化铝,其总量在其总量在90%以上。以上。激发剂:激发剂:氢氧化钙激发,氢氧化钙激发,氢氧化钙激发,氢氧化钙激发,SOSO42-离子激发离子激发 4/20/20234/20/2
13、0231717第十七页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。分类按冶炼生铁的种类分为:铸铁矿渣炼钢生铁矿渣特种生铁矿渣(如锰矿渣、镁矿渣)4/20/20234/20/20231818第十八页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。GB/T203 标准要求质量系数质量系数(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO+TiO2)TiO2含量,MnO含量氟化物,硫化物含量放射性松散容量最大粒度大于10mm颗粒含量4/20/20234/20/20231919第十九页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。质量系数矿渣的化学成份、矿物组成和结构复杂,都影响活性。质量系数反映了活性组分与低活性和非活性组分的比
14、例,系数越大,活性则越高用化学方法评定活性不够全面,但因没涉及矿渣的结构,是国内外评定矿渣的主要方法。4/20/20234/20/20232020第二十页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。CaO、MgO、Al2O3CaO在熔体冷却过程中能与氧化硅和氧化铝结合形成具有水硬性的硅酸钙和铝酸钙水硬性的硅酸钙和铝酸钙,对活性有利。MgO一般都以稳定化合物或玻璃态化合物存在。对水泥安定性没有不良的影响。它的存在可降低熔体的粘度可降低熔体的粘度,增加活性。Al2O3一般以铝酸钙或铝酸钙铝酸钙或铝酸钙玻璃体存在,含量越高,活性越大。4/20/20234/20/20232121第二十一页,编辑于星期日:二十
15、二点 四十四分。SiO2、MnO、TiO2SiO2含量较高时,矿渣熔体的粘度比较大,冷却时,易含量较高时,矿渣熔体的粘度比较大,冷却时,易于形成低碱性硅酸钙和高硅玻璃体,活性下降。于形成低碱性硅酸钙和高硅玻璃体,活性下降。MnOMnO含量一般不超过含量一般不超过1-3%1-3%,对矿渣的活性影响不大,对矿渣的活性影响不大,但超过但超过4-5%4-5%时,活性下降。时,活性下降。TiO2 2:氧化钛在矿渣中多以钛酸钙(CaOTiO2 2)形)形式存在。由于钛酸钙的生成相应地减少了矿渣中硅酸式存在。由于钛酸钙的生成相应地减少了矿渣中硅酸钙的含量,所以降低了矿渣的质量系数。钛酸钙的活钙的含量,所以降
16、低了矿渣的质量系数。钛酸钙的活性比硅酸钙小,这样,性比硅酸钙小,这样,TiOTiO2 2的存在就会减小矿渣的活性。4/20/20234/20/20232222第二十二页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。矿渣粉标准(GB/T 18046)4/20/20234/20/20232323第二十三页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。矿渣水泥的水化矿矿渣渣硅硅酸酸盐盐水水泥泥的的水水化化硬硬化化过过程程,较较硅硅酸酸盐盐水水泥泥更更为为复杂,但基本上可以归纳如下:复杂,但基本上可以归纳如下:1 1、矿渣硅酸盐水泥调水后,首首首首先先先先水水水水泥泥泥泥熟熟熟熟料料料料矿矿矿矿物物物物与与与与水水水水作
17、作作作用用用用,生生生生成成成成水水水水化化化化硅硅硅硅酸酸酸酸钙钙钙钙、水水水水化化化化铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙钙、水水水水化化化化铁铁铁铁铝铝铝铝酸酸酸酸钙钙钙钙和和和和氢氢氢氢氧氧氧氧化化化化钙钙钙钙等等,这这些些水水化化产产物物与与纯纯硅硅酸酸盐盐水水泥泥水水化化时时是是相相同的。同的。2 2、生生生生成成成成的的的的氢氢氢氢氧氧氧氧化化化化钙钙钙钙是是是是矿矿矿矿渣渣渣渣的的的的碱碱碱碱激激激激发发发发剂剂剂剂,它它解解离离了了玻玻璃璃体体的的结结构构,使使玻玻璃璃中中的的CaCa2-2-、AlO4 45-、Al3-、SiO44-等等离离子子进进入入溶溶液液,生生成成新新的的水水化化物
18、物,即即水水化化硅硅酸酸盐盐、水水化化铝酸盐。如有石膏存在铝酸盐。如有石膏存在,还化成还化成水化硫铝(铁)酸钙水化硫铝(铁)酸钙水化硫铝(铁)酸钙水化硫铝(铁)酸钙。4/20/20234/20/20232424第二十四页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。提高矿渣水泥早期强度的方法选择活性高的矿渣及适当的加入量。适当提高石膏加入量在矿渣水泥中,加入适量的石灰石代替矿渣。由于CaCO3和水化铝酸钙可形成水化碳铝酸钙,这也可以提高矿渣水泥的早期强度4/20/20234/20/20232525第二十五页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。矿渣水泥的特点早强低,后期强度可超过硅酸盐水泥在清水和硫酸盐水
19、中的稳定性优于硅酸盐水泥,可用于水工及海工建筑水工及海工建筑.水化热低,可用于大体积建筑.和易性差,泌水量大,施工应加强保养,注意加水量.抗大气性和抗冻性差,不适宜冻融循环及干湿交替的工程.4/20/20234/20/20232626第二十六页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。火山灰质混合材(pozzolana)具有火山灰性的、天然的或人工的矿物材料。密度在2.7-2.9g/cm3天然火山灰质混合材:火山灰、凝灰岩、沸火山灰、凝灰岩、沸石岩、浮石、硅藻土石岩、浮石、硅藻土。人工火山灰质混合材:煤矸石、烧页岩、烧煤矸石、烧页岩、烧粘土、煤渣、硅质渣粘土、煤渣、硅质渣。特点:多为多孔状的材料多为
20、多孔状的材料,比表积面大,水泥的标准稠度用水量高。人工火山灰的火山人工火山灰的火山灰性比天然火山灰好灰性比天然火山灰好。用氢氧化钙激发用氢氧化钙激发。4/20/20234/20/20232727第二十七页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。火山灰水泥的水化过程火山灰水泥的水化过程:水泥拌水后,首先是水泥熟料矿物水化,然后是熟料矿物水化过程中释放出来的Ca(OH)2与混合材料中的活性成份发生反应,生成水化硅酸钙和水化铝酸钙4/20/20234/20/20232828第二十八页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。GB/T2847技术要求烧失量,不大于10%三氧化硫,不大于3.5%火山灰性,合格28
21、天抗压强度比,不小于65%放射性,合格。4/20/20234/20/20232929第二十九页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。火山灰水泥的特点早期强度低。后期强度(3个月后)增长较大。生成的水泥石也较致密。抗渗性、抗硫酸盐性较好;抗冻性、抗大气性、干缩率大。更适用于地下、水中、潮湿环境。4/20/20234/20/20233030第三十页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。粉煤灰(fly ash)火力发电厂从煤灰炉烟气体中收集的粉末,它是一种特特殊殊的的火火山山灰灰质质混混合合材材料料。密度在1.8-2.4g/cm3。经空气分选后分为:级灰;级灰;级灰。前二级灰用于混凝土的掺合料,后一级灰
22、主要用水泥生产的混合材。主要成份:二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、和未燃尽的炭。具有火山灰性。碱激发。具有火山灰性。碱激发。4/20/20234/20/20233131第三十一页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。粉煤灰活性的特点粉煤灰的活性主要来自低铁玻璃体低铁玻璃体,其含量高,活性高。玻璃体的形态对活性有影响。细小的密实玻细小的密实玻璃多,活性高,需水量低璃多,活性高,需水量低。不规则多孔玻璃含量多,活性下降,需水高。未燃炭粒多,需水多,制成水泥的强度也低。含有5-45um的细颗粒越多,活性越高。4/20/20234/20/20233232第三十二页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。粉煤灰
23、水泥的水化特点粉煤灰水泥的凝结硬化过程与火山灰水泥极为相似。在水泥水化7天后,玻璃球的表面玻璃球的表面几乎没变化,28天后表面开始水化,有凝胶状的水化物出现。在90天后,颗粒表面才开始生成大量的水化硅酸钙,并相互交叉连接,形成好的粘结强度。强度发展同火山灰质水泥相似,后期(6个月)可超过硅酸盐水泥。4/20/20234/20/20233333第三十三页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。GB/T 1596技术要求烧失量,不大于8.0%含水量,不大于1.0%三氧化硫,不大于3.5%游离氧化钙,安定性强度活性指数,不小于70%需水比(混凝土),需水比(混凝土),1级不大于级不大于95%,2级级10
24、5%4/20/20234/20/20233434第三十四页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。粉煤灰水泥的特点粉煤灰有很多球状颗粒,内比表面积小,需水量较低,干缩小,抗裂性好;水化热低,抗蚀性好。可用于一般的工业和民用建筑,适用于大体积混凝土以及地下和海港工程。4/20/20234/20/20233535第三十五页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。石灰石石灰石只是一种非活性的混合材,基本上在水泥的水化过程中不参予水化反应.石灰石的要求:三氧化二铝的含量应不超过2.5%.4/20/20234/20/20233636第三十六页,编辑于星期日:二十二点 四十四分。加入石灰石的性能石灰石易石灰石易磨
25、性好磨性好磨性好磨性好,细粉磨后填充的水泥颗粒的间隙中,细粉磨后填充的水泥颗粒的间隙中,掺入水泥后能够明显减少水泥颗粒堆积的空隙率减少水泥颗粒堆积的空隙率,增增增增加了浆体的致密性加了浆体的致密性加了浆体的致密性加了浆体的致密性,所以也就提供了水泥的早强强度,和减少水泥的标准稠度用水量,可以改善水泥的和易性、保水性和抗渗性等物理性能。一般在最佳,据大量试验一般在以下,可以说这时的石灰石掺量已经把水泥颗粒之间的间隙填充满了,再多,只能起骨料的作用了,效果就不如掺加活性混合材好了 掺石灰石作混合材水泥的抗冻融性能和抗盐剥蚀能力特别差(石灰石存在时水泥水化生成碳铝酸盐的存在时水泥水化生成碳铝酸盐的缘
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