工程材料第二章水泥

第二章水泥第一節(jié)硅酸鹽水泥在中國(guó)硅酸鹽辭典中，將水泥的概念定義為：凡以適當(dāng)?shù)纳?，燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的硅酸鹽水泥熟料，參與適量的石膏磨細(xì)制得的水硬性膠凝資料，稱之為硅酸鹽水泥。水硬性：粉末狀水泥與水泥混合后，經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反響，可由可塑性漿體變成鞏固的石狀體，將散粒資料膠結(jié)成整體，這一過(guò)程是水化在水環(huán)境下完成的，同時(shí)可以在水中更好的堅(jiān)持石狀體的概念。所以，水泥是一種水硬性膠凝資料。膠凝資料的開展史大致可分為三個(gè)歷史時(shí)期①石膏——石灰時(shí)期：公元前2000—3000年，利用生石灰和鍛燒石膏的砂漿，——埃及金字塔和中國(guó)的萬(wàn)里長(zhǎng)城。②石灰——火山灰時(shí)期：公元初—18世紀(jì)，石灰中參與火山灰，其強(qiáng)度與抗水性都比石灰—石膏有所提高，——古羅馬圣廟建筑。③水泥時(shí)期：以前的①、②都是氣硬性膠凝資料，而1796年，利用天然水泥巖〔含粘土成分的石灰石〕制造的“羅馬水泥〞，開場(chǎng)有水硬性膠凝資料，而水泥巖分布不廣。所以，1824年英國(guó)泥瓦工Jose-ph·Aspdin發(fā)明泥特蘭水泥，也即硅酸鹽水泥，而1838年約翰遜首先將水泥的鍛燒的關(guān)鍵：適當(dāng)?shù)呐淞虾蜏囟燃右悦鞔_。1890年唐山水泥廠是第一個(gè)在中國(guó)建成的水泥廠。硅酸鹽水泥：Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.Ⅰ。Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.Ⅱ。普通硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱普通水泥，代號(hào)P.O。礦渣硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱礦渣水泥，代號(hào)P.S。火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱火山灰水泥，代號(hào)P.P。粉煤灰硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥，代號(hào)P.F。復(fù)合硅酸鹽水泥：復(fù)合水泥，代號(hào)P.C。還有其他水泥：如快硬水泥、油井水泥、彩色水泥等普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥統(tǒng)稱摻混合資料的硅酸鹽水泥水泥的分類——六大通用水泥(1)生料的配制與粉磨(2)硅酸鹽水泥的煅燒(3)水泥熟料的粉磨一、硅酸鹽水泥的消費(fèi)——

(兩磨一燒)二、硅酸鹽水泥熟料礦物組分礦物稱號(hào)化學(xué)成分縮寫符號(hào)含量硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S44％～62％硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S18％～30％鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A5％～12％鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10％～18％其中，硅酸三鈣和硅酸二鈣為強(qiáng)度組分，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣為熔劑組分。其他還有少部分f-CaO、f-MgO及玻璃體等三、硅酸鹽水泥熟料率值和礦物組成計(jì)算〔一〕熟料的各率值——各氧化物之間的比例。1.硅率;2.鋁率〔鐵率〕3.石灰飽和系數(shù)；4.堿度〔二〕水泥熟料中礦物組成根據(jù)熟料中的化學(xué)成分含量，計(jì)算硅率、鋁率、堿度和石灰飽和系數(shù)，可以計(jì)算出任何水泥熟料中C2S、C3S、C3A和C4AF的含量：C3S=3.8SiO2(N-2)=3.8SiO2(3KH-2)C2S=2.87SiO2(3-N)=8.61SiO2(1-KH)普通，P=0.9~1.7，所以C4AF=3.04Fe2O3C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)CaSO4=1.70SO3四、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性能1．密度：普通在3.05~3.2間，其測(cè)試留意介質(zhì)。與密度有關(guān)的要素：①ρc3S=3.25,ρc2S=3.28,ρc3A=3.04,ρC4M=3.71存放時(shí)間越長(zhǎng)，密度下降，這是由于水泥中的f-CaO(ρ=3.34)吸水及吸收CO2，變成Ca(OA)2甚至CaCO3(ρ=2.23,ρ=2.7)水泥欠燒比重小，過(guò)燒比艱苦表現(xiàn)密度：1300左右，粉磨越細(xì)，表觀密度越小。2．細(xì)度〔分散度〕水泥的細(xì)度是表示水泥磨細(xì)的程度或分泥分散度的目的。水泥細(xì)度的測(cè)試有兩種方法：①篩分法〔水篩法或干篩法〕，我國(guó)多用0.080(80nm)的方孔篩進(jìn)展水篩或干篩，以其篩余百分?jǐn)?shù)表征細(xì)度，普通篩余量<12%。②比外表積法：測(cè)試單位每克的水泥粉的總外外表積，普通沒(méi)動(dòng)在2500~3500cm2/g之間。硅酸鹽水泥多用比外表積法。水泥細(xì)度對(duì)水泥性能影響很大?！苍谄胀ㄇ闆r下〕①水泥細(xì)度越大，強(qiáng)度越高，但太細(xì)時(shí)早期強(qiáng)度增長(zhǎng)雖快，但后期能夠要下降，且對(duì)耐久性不利，分析——a、水化速度加快。b、水化范圍變大。②需水性影響。③收縮影響。④經(jīng)濟(jì)性分析。3．需水量：將水泥與水拌成規(guī)范稠度形狀下的加水量為水泥的規(guī)范稠度需水量?！菜喾至堪俜?jǐn)?shù)〕P.O水泥普通在25~28%之間。影響要素：①細(xì)度；②礦物組分：C3A>C3S>C4AF>C2S4．泌水性與保水性在拌制水泥漿以及砂漿、砼時(shí)，為保證必要的和易性，往往參與比規(guī)范稠度用水量多的水。但是，水泥由于自重的緣由，有能夠下沉，而余水那么向上挪動(dòng)被析出，從而使?jié){體分層，從而影響強(qiáng)度及耐久性等?！策@一景象即稱為泌水性〕與之有關(guān)的是保水性：此時(shí)余水不會(huì)析出，但當(dāng)在真空抽吸時(shí)能析出，這種景象稱為保水性。減少泌水性的措施：①添加水泥細(xì)度。②添加C3A含量。③摻入混合材。在工程中應(yīng)杜絕的景象：①砌筑砂漿要求保水性好，決不能泌水，否那么砌體很快吸收漿體中的水分，從而降低砂漿的塑性和粘結(jié)性，影響砌體的整體性。②離心法消費(fèi)砼制品時(shí)，不能用泌水性大的水泥。5．凝結(jié)時(shí)間凝結(jié)分為初凝和終凝。初凝：水泥加水拌合時(shí)，到規(guī)范稠度凈漿開場(chǎng)推進(jìn)可塑性所需的時(shí)間。終凝：水泥加水拌合至規(guī)范稠度凈漿完全推進(jìn)可塑性并開場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。硅酸鹽水泥規(guī)范規(guī)定，初凝不得早于45min，終凝不遲于6h30min。影響水泥凝結(jié)的要素：①礦物組分，C3A越高，凝結(jié)越快。②水泥細(xì)度。③環(huán)境溫、濕度。④緩凝組分：a.石膏。b.緩凝劑及促凝劑。C.礦物摻合料?！蔡貏e是FA〕6．體積安定性水泥石硬化后，產(chǎn)生不均勻的體積變化，即體積安定性不良。體積穩(wěn)定性的危害：引起建筑物的破壞、構(gòu)件解體。緣由：①熟料中的f-CaO太多——控制方法：沸煮法測(cè)定。②熟料中的f-MgO太多——≯5.0%。③摻入的石膏太多≯3.5%。①、②：普通是由于熟料燒結(jié)時(shí)溫度高于石灰燒結(jié)時(shí)的溫度，熟料中的f-CaO和f-MgO成死燒形狀，而過(guò)熟的f-Ca與f-Mg熟化慢，待水泥凝結(jié)酸化后還在熟化，導(dǎo)致水泥石體積安定性不良。〔熟化后體積膨脹，水泥石開裂〕③：主要是由于過(guò)量的石膏與C3A的水化物水化鋁酸鈣反響，生成高硫型水化硫酸鈣，體積膨脹1.5倍，也引起水泥石開裂。安定性測(cè)試：①餅法②雷化法。主要是促使f-CaO熟化〕7．強(qiáng)度與水泥標(biāo)號(hào)強(qiáng)度是資料在外力荷載作用下，資料抵抗破壞的才干。〔水泥硬化以后石的強(qiáng)度〕水泥強(qiáng)度與礦物組分和水泥細(xì)度關(guān)系明顯。①水泥細(xì)度。②水灰比。③礦物組分：C3S早強(qiáng)與后期強(qiáng)度都高，而C2S早期強(qiáng)度較低，后期增長(zhǎng)快，一年后能夠超越C3S，C4AF和C3A早強(qiáng)都較高，但后期無(wú)增長(zhǎng)。④環(huán)境條件。8．水化熱①產(chǎn)生的緣由：水化放熱反響。②礦物組分放熱速度不同：C3A>C3S>C4AF>C2S。③影響水化熱的要素：總的放熱量一樣，但可以控制放熱速度。④大體積禁用硅酸鹽水泥，普硅也應(yīng)控制運(yùn)用。⑤水化熱利用——自養(yǎng)護(hù)溫度：消除水化熱不利影響措施：低熱水泥、冷卻導(dǎo)流澆注溫度、養(yǎng)護(hù)等。9.水泥的堿含量假設(shè)運(yùn)用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中的堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值表示不得大于0.6％。五、硅酸鹽水泥的水化過(guò)程〔一〕硅酸鹽水泥熟料的水化作用水泥的性能主要由其熟料礦物的礦物組成的決議，礦物組分遇水，發(fā)生水化反響，水泥由粉狀膠結(jié)成固太而具有強(qiáng)度。1．C3S和C2S的水化：C-S-H以及CH硅酸三鈣和硅酸二鈣〔-C2S)由于其晶體構(gòu)造特點(diǎn)，因此遇水后與水發(fā)生水化反響:(3CaO·SiO2)+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)22(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2C-S-HCH生成的水化硅酸鈣〔C-S-H〕中各化學(xué)成分不是恒定值，有兩種形狀：C-S-H〔Ⅰ〕和C-S-H〔Ⅱ〕，其中，C-S-H〔Ⅰ〕的C/S比=0.8~1.5，C-S-H〔Ⅱ〕的C/S比為1.5~2.0，它們統(tǒng)稱為C-S-H凝膠，結(jié)晶度較差。C-S-H〔Ⅰ〕又可表示為C-S-H〔B〕。C-S-H凝膠有四種形狀，它們具有以下特點(diǎn)：〔1〕具有高度的不溶性，溶解度極??；〔2〕比外表積大，高度分散性；〔3〕具有剛度特征，膠體微粒間以化學(xué)鍵和范德華力結(jié)合，有一定的強(qiáng)度；〔4〕內(nèi)部多孔隙〔凝膠孔〕。而CH生成量較CSH少的多，只能起到填充作用，但由于CH間是層狀構(gòu)造，層間結(jié)合弱，因此，是裂痕的策源低。而CH溶解度較大，對(duì)耐久性也不利。C3S水化比C2S快，同時(shí)生成的CH較多。C-S-H凝膠的構(gòu)成與溫度有一定的關(guān)系，從而影響凝膠類型和C/S比。3CaO·A12O3+6H2O→3CaO·A12O3·6H2O2.C3A的水化3.C4AF的水化〔二〕硅酸鹽水泥的水化七、水泥石體積的變化1．化學(xué)收縮：水泥在水化過(guò)程，由水泥熟料水化成水化產(chǎn)物，由于這一過(guò)程產(chǎn)生的收縮叫化學(xué)收縮。緣由：水泥水化后的固相體體積比水化前大，雖然如此，就整個(gè)水泥——水體系來(lái)講，體積反而有的減少，其緣由是主要緣由是水化前體系體積包括固、液相，雖然反響生成物固相增大，但總體積減小。對(duì)于硅酸鹽水泥來(lái)講，每100g的縮減總量為7~9ml。礦物組分化學(xué)縮減不同：C3A>C4AF>C3S>C2S。2．干縮〔失水收縮〕3．碳化收縮：當(dāng)空氣中有適當(dāng)?shù)臐穸葧r(shí)，CO2+H2O會(huì)引起水泥石收縮①CO2+H2O與Ca(OH)2不斷作用。②CO2與水化物發(fā)生置換反響，而發(fā)生碳化收縮。4.自枯燥收縮——低水膠比下八、水泥石的耐久性(1)軟水腐蝕(溶出性腐蝕)：氫氧化鈣不斷地溶解流失(2)離子交換腐蝕(溶解性腐蝕)1)碳酸的腐蝕2)普通酸的腐蝕3)鎂鹽的腐蝕(3)膨脹性腐蝕1)硫酸鹽腐蝕2)硫酸的腐蝕(4)堿的腐蝕(5)水泥石腐蝕的防止第二節(jié)摻混合材的硅酸鹽水泥混合材：在水泥消費(fèi)時(shí)，為改善水泥的性能，如強(qiáng)度和耐久性等而參與到水泥中，和水泥熟料、石膏一同粉磨的礦物資料?；旌喜挠址譃榛钚曰旌喜暮头腔钚曰旌喜?。一、混合材的類別1．活性混合材：在激發(fā)條件下〔石灰或石膏的作用〕，加水拌合后，生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物，既能在水中，又能在空氣中開展并堅(jiān)持強(qiáng)度的礦物資料。這一類資料包括有：粉煤灰、?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)資料等?！脖M能夠具無(wú)定形狀，而非晶態(tài)〕。激發(fā)與激發(fā)劑：參與到水泥中的活性混合材的激發(fā)劑為水化物CH和石膏，并不外加。2.非活性混合材：由于這類資料活性很低，即使在有激發(fā)條件下〔堿或石膏〕也不與水發(fā)生水化反響，也不具有水硬性膠凝性質(zhì)的礦物資料活性混合材在水泥中的作用主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：〔1〕二次反響〔又叫火山灰反響〕火山灰效應(yīng)的益處：①由于耗費(fèi)了大量的Ca(OH)2，提高了水泥石的強(qiáng)度和耐久性。②水泥水化物中，高堿性水化硅酸鈣與低堿性〔C/S<1.5〕水化硅酸鈣相比，低堿性CSH強(qiáng)度更高，耐久性更好，因此，火山灰反響使CSH由高堿性CSH轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪A性水化硅酸鈣，添加了強(qiáng)度和耐久性。③降低了Aft生成的能夠性。④對(duì)堿集料反響的抑制有利?！?〕經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與環(huán)保效應(yīng)活性混合材普通都是工業(yè)廢棄物，將它參與到水泥中，〔在不改動(dòng)水泥性能的前提下〕，取代了都分水泥，一來(lái)作到了廢棄物的再利用，添加了水泥產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，再者廢棄物利用，減少堆場(chǎng)占地面積，也有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，同時(shí)廢物利用，減少CO2排放是，也具有環(huán)保效應(yīng)?！?〕降低水化熱?！?〕改動(dòng)水泥與集料間粘結(jié)力。非活性混合材作用：〔1〕經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與環(huán)保效應(yīng)〔2〕降低水化熱〔3〕改動(dòng)水泥與集料間粘結(jié)力?；旌喜姆N類1.活性混合材：硅灰〔SF〕、礦渣〔SL〕、粉煤灰〔FA〕、沸石粉、稻殼灰、偏高齡土、磷渣等；2.非活性混合材：石粉、石英粉、碳黑等。二、混合材性能1.礦渣——磨細(xì)高爐礦渣礦渣：在煉鐵爐中，浮于鐵水的外表一層熔渣，排出時(shí)用水急冷，得到水淬礦渣，也叫粒狀高爐礦渣?！?〕化學(xué)成分〔2〕礦渣構(gòu)造〔3〕礦渣活性2.火山灰質(zhì)混合材①硅酸質(zhì)混合材：硅藻土〔SiO2：68.78%〕、硅藻石〔SiO2：76.50%〕、蛋白石〔SiO2：88.92%〕、硅質(zhì)渣〔SiO2：79.1%〕、硅灰等。其中的SiO2接近或超越70%，硅灰的SiO2>90%。②鋁硅玻璃質(zhì)混合材。這類混合材除活性SiO2含量較大外，Al2O3含量也較大，包括粉煤灰、火山灰，浮石、凝灰?guī)r等天然混合材及人工的粉煤等。③燒粘土質(zhì)混合材。這類資料的活性組成主要為脫水粘土礦物，仍以SiO2和Al2O3為主，包括燒粘土、煤矸石、頁(yè)巖渣等。火山灰質(zhì)混合材根據(jù)不同的種類及化學(xué)成分、活性成分不同，其水化、凝結(jié)、強(qiáng)度各有不同?！?〕粉煤灰粉煤灰：是發(fā)電廠鋁爐以煤作燃料時(shí)，從其煙氣中搜集下來(lái)的灰渣，又叫作飛渣，又叫作飛灰〔Flyash〕〔2〕硅灰硅灰是鐵合金廠冶煉硅鐵合金或金屬硅時(shí)搜集的煙氣，硅灰平均粒徑很小，只需0.1m左右，比外表積高達(dá)150000~250000cm2/g，硅灰組成中，含活性SiO2約90％～98％，呈球狀體，硅灰具有火山灰活性。〔3〕其它主要的火山灰混合材活性混合材活性及評(píng)價(jià)活性混合材種類不同，其活性緣由也不同：1.具有潛在水硬性——礦渣〔需求堿或硫酸鹽激發(fā)其活性〕2.具有火山灰反響〔二次反響〕才干——硅灰、粉煤灰及沸石等；3.同時(shí)具有以上兩種才干——高鈣粉煤灰、固硫渣等?；钚栽u(píng)價(jià)1.活性率目的〔廉慧珍〕2.質(zhì)量系數(shù)法3.石灰吸收值法4.抗壓強(qiáng)度比法〔較普遍〕5.比強(qiáng)度法〔蒲心誠(chéng)〕三、摻混合材的水泥1.硅酸鹽水泥：Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.Ⅰ。Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.Ⅱ。2.普通硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱普通水泥，代號(hào)P.O。3.礦渣硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱礦渣水泥，代號(hào)P.S。4.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱火山灰水泥，代號(hào)P.P。5.粉煤灰硅酸鹽水泥：簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥，代號(hào)P.F。6.復(fù)合硅酸鹽水泥：代號(hào)P.C：第三節(jié)高鋁水泥〔礬土水泥、鋁酸鹽水泥〕高鋁水泥是鋁酸鹽水泥的一種，其主要礦物組成主要為CA〔鋁酸—鈣〕，CA2〔二鋁酸一鈣等鋁酸鹽礦物以及少量的C2S等。高鋁水泥是以鋁礬土和石灰石為原料，按適當(dāng)?shù)谋壤浜虾筮M(jìn)展燒結(jié)或熔融，冷卻后經(jīng)粉磨而成。消費(fèi)工藝與硅酸鹽根本一樣。但相對(duì)熟料難磨。高鋁水泥礦物組分礦物稱號(hào)礦物成分簡(jiǎn)寫鋁酸一鈣(主要)CaO·A12O3CA二鋁酸一鈣CaO·2A12O3CA2硅鋁酸二鈣2CaO·A12O3·SiO2C2AS七鋁酸十二鈣12CaO·7A12O3C12A7高鋁水泥的水化與硬化高鋁水泥礦物組分中CA和CA2是主要的，其次是C12A7,這些礦物組分在不同的溫度下水化產(chǎn)物不同。雖然在低溫下構(gòu)成的CAH10和C2AH8，但它們都是亞穩(wěn)定性的，最終要轉(zhuǎn)化為C3AH6，這是一個(gè)自發(fā)的過(guò)程。由在以下條件下，這個(gè)過(guò)程會(huì)加快：①溫度的升高②濕度的升高③堿度添加

但C3AH6強(qiáng)度不如CAH10和C2AH8，降低值達(dá)40%以上。在常溫下的工程實(shí)際證明，高鋁水泥長(zhǎng)期強(qiáng)度要下降，特別是在濕熱環(huán)境中，影響更為嚴(yán)重，甚至引起構(gòu)造的破壞，因此，高鋁水泥應(yīng)限制運(yùn)用，特別是構(gòu)造工程中，但由于其強(qiáng)度開展快，可用于搶修工程。在實(shí)際中，保證高鋁水泥砼工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于①施工和養(yǎng)護(hù)降低砼溫度〔不要陽(yáng)光照對(duì)，要灑水養(yǎng)護(hù)等〕，砼體積不宜過(guò)大，〔不超越45cm為宜，但非國(guó)家規(guī)定〕。②合理控制好W/C，應(yīng)盡量采用較低的W/C，普通為0.4，W/C=0.4時(shí)水份并不能保證水泥的完全水化，但可以保證出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)化時(shí)〔CAH10和C2AH8→C3AH6〕,游離出的水又使水泥開場(chǎng)水化，新構(gòu)成的水化物填充密實(shí)孔隙。③在高鋁水泥中摻加石膏或無(wú)水石膏。CAH10和C2AH8可與石膏反響生成水化硫鋁酸鈣，從而處理晶型轉(zhuǎn)化。④摻加?；郀t礦渣三、高鋁水泥的性能及運(yùn)用①施工與養(yǎng)護(hù)防止高溫、溫?zé)?，適于冬季施工，不適于大體積砼。②不得與石灰，硅酸鹽水泥混合存放或運(yùn)用，因會(huì)出現(xiàn)閃凝，且生成高堿性水化鋁酸鈣另有膨脹，由于Ca(OH)2對(duì)高鋁水泥起加速凝結(jié)作用。③適于搶修工程。 ④有很高的抗硫酸鹽浸蝕性能。⑤有較高的耐熱性，在900℃下，強(qiáng)度損失至原來(lái)的70%,1300℃時(shí)為50%左右。⑥對(duì)Cl-浸透性強(qiáng)，所以對(duì)鋼筋銹的防護(hù)不利。⑦可用于消費(fèi)人造大理石，成型快，脫?？欤灰俗非蟾哌^(guò)的后期強(qiáng)度。⑧抗堿、抗酸性極差。⑨與石膏配合可以配制膨脹水泥。

第四節(jié)其它種類水泥其它種類水泥是以硅酸鹽水泥以及鋁酸鹽、硫鋁酸鹽水泥等為根底，經(jīng)過(guò)摻入其它資料或在特殊工藝下，賦予水泥特殊的性能。一、快硬水泥1.快硬硅酸鹽水泥2.快硬硫鋁酸鹽水泥3.氟鋁酸鹽快硬水泥二、裝飾水泥1.白色水泥2.彩色水泥三、道路硅酸鹽水泥以適當(dāng)?shù)纳蠠敛糠秩廴?，所得的以硅酸鈣為主要成分和較多的鐵鋁酸四鈣的硅酸鹽熟料，參與適量的石膏共同磨細(xì)，所得的水硬性膠凝資料，稱為道路硅酸鹽水泥。(<道路硅酸鹽水泥>(GBl3693-92))在道路硅酸鹽水泥中，熟料的化學(xué)組成和硅酸鹽水泥是完全一樣的，只是水泥中的鋁酸三鈣的含量小于5.0％，鐵鋁酸四鈣的含量要大于16.0％。道路水泥的技術(shù)性質(zhì)及運(yùn)用道路水泥抗折強(qiáng)度高，耐磨性好、干減少、抗凍性、抗沖擊性、抗硫酸鹽性能好，可減少混凝土路面的斷板、溫度裂痕和磨耗，減少路面維修費(fèi)用，延伸運(yùn)用年限。適用于道路路面、機(jī)場(chǎng)跑道、城市人流較多的廣場(chǎng)等工程的面層混凝土。四、抗硫酸鹽水泥以適當(dāng)?shù)纳蠠敛糠秩廴?，所得以硅酸鈣為主要成分的熟料，參與石膏，共同磨細(xì)制成的具有一定抗硫酸鹽侵蝕性能的水硬性膠凝資料，稱為抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱抗硫酸鹽水泥。在抗硫酸水泥中，C3S的含量小于50％；C3A含量小于5％，C3A和C4AF的總含量小于22％。五、膨脹水泥和自應(yīng)力水泥在鋼筋混凝土中運(yùn)用膨脹水泥，由于混凝土的膨脹使鋼筋產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，混凝土遭到相應(yīng)的壓應(yīng)力。根據(jù)壓應(yīng)力的大小，可以將水泥分為兩類，一類壓應(yīng)力值不小于2.0MPa時(shí)，為自應(yīng)力水泥；另一類壓應(yīng)力值小于2.0MPa的為膨脹水泥。自應(yīng)力水泥自應(yīng)力水泥的膨脹值較大。常用的自應(yīng)力水泥有硅酸鹽自應(yīng)力水泥、鋁酸鹽自應(yīng)力水泥等。普通用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及配件等。膨脹水泥膨脹水泥主要用于收縮補(bǔ)償混凝土工程，防滲混凝土(屋頂防滲、水池等)，防滲砂漿，構(gòu)造的加固，構(gòu)件接縫、接頭的灌漿，固定設(shè)備的機(jī)座及地腳螺栓等。膨脹水泥有硅酸鹽膨脹水泥、高鋁膨脹水泥、硫鋁酸鹽膨脹水泥、鐵鋁酸鹽膨脹水泥等。六、砌筑水泥以活性混合資料和一些具有潛在水硬性的工業(yè)廢料為主，參與少量的水泥熟料、石膏，磨細(xì)所得的水硬性膠凝資料，稱為砌筑水泥(<砌筑水泥>(GBl83-82))。用于工業(yè)與民用建筑的砌筑砂漿、內(nèi)墻抹面砂漿，也可用于配制道路混凝土墊層或蒸養(yǎng)混凝土砌塊。七、油井水泥用于油井、氣井的固井工程中，又稱之為堵塞水泥。這主要是保證在石油、天然氣勘探、開采時(shí)把鋼質(zhì)套管下入井內(nèi)，再注入水泥漿將套筒與周圍地層膠結(jié)封固，封隔地層內(nèi)的油氣、水層，以便在井內(nèi)構(gòu)成一條良好的油流通道。油井水泥因受地層溫度影響，要接受高溫、高壓這是油井水泥消費(fèi)和運(yùn)用中最主要的問(wèn)題八、大壩水泥大壩水泥包括低熱水泥、中熱水泥等，是水化熱較低的一種硅酸鹽水泥種類，適用于水工大壩，大型構(gòu)筑物及大體積的根底工程。水泥砼導(dǎo)熱性差，水泥的水化熱不易散失，呵斥砼內(nèi)、外溫差太大而易產(chǎn)生裂痕的出現(xiàn)。因此有必要采取措施控制溫差：①內(nèi)部冷卻系統(tǒng)。②集料預(yù)冷卻。③留意養(yǎng)護(hù)條件。④低熱、中壩水泥等大壩水泥。⑤冰水?dāng)嚢?。⑥摻入摻和料。大壩水泥：①熟料中C3A和C3S含量應(yīng)降低。②摻入混合材如礦渣、粉煤灰。九、放射水泥

十、超細(xì)水泥

十一、活化水泥

十二、球狀水泥

十三、調(diào)粒水泥硅酸鹽水泥1.硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料、0％～5％石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為硅酸鹽水泥〔即國(guó)外通稱的波特蘭水泥〕。硅酸鹽水泥分兩種類型，不摻加混合資料的稱Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.Ⅰ。在硅酸鹽水泥粉磨時(shí)摻加不超越水泥質(zhì)量5％的石灰石或?；郀t礦渣混合資料的稱Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P.Ⅱ。〞(據(jù)GB175－1999<硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥>)2.硅酸鹽水泥的技術(shù)性能3.硅酸鹽水泥的特性、運(yùn)用1)早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度高2)水化熱大、抗凍性好3)干減少、耐磨性較好4)抗碳化性較好5)耐腐蝕性差6)不耐高溫普通硅酸鹽水泥1.普通硅酸鹽水泥定義：凡由硅酸鹽水泥熟料、6％～15％混合資料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為普通硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱普通水泥〕，代號(hào)P.O。〞(據(jù)GB175－1999<硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥>)2.普通硅酸鹽水泥的技術(shù)要求1)細(xì)度：0.08mm方孔篩篩余量不得超越10.0％。〔用篩余法〕2)凝結(jié)時(shí)間：初凝時(shí)間不得早于45min，終凝時(shí)間不得遲于10h。3)強(qiáng)度等級(jí)3.普通硅酸鹽水泥的特性、運(yùn)用根本同硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料和20％—70％粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為礦渣硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱礦渣水泥〕，代號(hào)P.S。〞(據(jù)GB1344－1999<礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥>)特性及運(yùn)用①凝結(jié)硬化速度慢：早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高②對(duì)溫度濕熱敏感性強(qiáng)：適于蒸養(yǎng)(steamcuringorhigh-pressuresteamcuring)③耐腐蝕性好：可用于海港工程和水工大壩的建立。④水化熱?。嚎捎糜诖篌w積混凝土，大型根底和混凝土大壩等。⑤耐熱性好⑥抗碳化(carbonization)才干差：普通不用于熱處置車間的建筑。⑦礦渣水泥的保水性差、抗?jié)B性差、泌水通道較多、干縮較大，運(yùn)用中要嚴(yán)厲控制用水量，加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)。⑧抗凍性差：不宜用于冬季施工火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合資料(摻量為水泥熟料質(zhì)量的20％-50％)和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱火山灰水泥〕，代號(hào)P.P。〞(據(jù)GB1344－1999<礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥>)特性及運(yùn)用火山灰水泥干縮大，在枯燥高溫下，水化硅酸鈣與空氣中的二氧化碳反響生成碳酸鈣和氧化硅，產(chǎn)生“起粉〞景象。不宜用于枯燥環(huán)境?？箖鲂院湍湍バ员鹊V渣水泥還要差?？?jié)B性高。摻入粘土質(zhì)的火山灰水泥不抗硫酸鹽侵蝕。粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰(摻量按質(zhì)量百分比計(jì)為20％-40％)和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱粉煤灰水泥〕，代號(hào)P.F。〞(據(jù)GB1344－1999<礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥>)特性及運(yùn)用干減少，抗裂。凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度低。色深?？固蓟阅懿?。復(fù)合硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥定義：“凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合資料(混合材的總摻量按質(zhì)量的百分比為15％~50％)、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝資料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥〔簡(jiǎn)稱復(fù)合水泥〕，代號(hào)P.C。〞(據(jù)GB12958-1999<復(fù)合硅酸鹽水泥>)特性及運(yùn)用耐腐蝕性好水化熱小，抗?jié)B性好，早強(qiáng)。硅酸鹽水泥生料的配制原料石灰質(zhì)原料〔如石灰石、貝殼等，提供CaO〕粘土質(zhì)原料〔如粘土、頁(yè)巖等，主要提供SiO2、Al2O3、Fe2O3〕校正原料〔如鐵礦粉、砂巖，前者是補(bǔ)充原料中缺乏的氧化鐵，后者是補(bǔ)充原料中缺乏的SiO2〕礦化劑工藝干法濕法硅酸鹽水泥的煅燒窯型立窯回轉(zhuǎn)窯煅燒過(guò)程水分蒸發(fā)生料預(yù)熱生料分解熟料煅燒熟料冷卻立窯旋窯水泥熟料生料水泥熟料生料硅酸三鈣——硅酸三鈣簡(jiǎn)稱A礦〔Alite)硅酸三鈣晶體構(gòu)造特點(diǎn)：〔1〕是晶體構(gòu)造是[SiO4]4-四面體和[CaO6]10-八面體交聯(lián)而成；〔2〕在常溫下存在的假穩(wěn)態(tài)，具有熱力學(xué)不穩(wěn)定性；〔3〕構(gòu)造中由于Al3+、Mg2+等離子的攙和，而構(gòu)成固溶體，固溶體程度越大，礦物礦性越高。〔4〕Ca2+的配位數(shù)得不到滿足；〔5〕[CaO6]10-八面體中O2-分布不規(guī)那么，構(gòu)造中存在較大的空穴，水分或OH-容易進(jìn)入，易利水化。硅酸二鈣——B礦〔Blite)硅酸二鈣有四種晶型：-C2S、‘-C2S、-C2S、-C2S。水泥中出現(xiàn)的是-C2S。構(gòu)造特點(diǎn):〔1〕晶體構(gòu)造是由[SiO4]4-四面體和Ca2+組成；〔2〕在常溫下存在的假穩(wěn)態(tài)，具有熱力學(xué)不穩(wěn)定性；〔3〕構(gòu)造中的鈣離子具有不規(guī)那么的配位，配位數(shù)不能滿足，因此活性較高；〔4〕雜質(zhì)和穩(wěn)定劑的存在，有利于固溶體的構(gòu)成，能提高礦物的活性；〔5〕沒(méi)有象硅酸三鈣那樣的空穴，因此水化速度較慢。鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣1.硅率——表示水泥熟料中SiO2與Al2O3，F(xiàn)e2O3之和的比值，以n或SM表示。本目的表示水泥熟料中硅酸鹽礦物〔強(qiáng)度組分〕與熔劑性礦物之間的數(shù)量比，硅率越大，強(qiáng)度組分含量也越高。這意味著煅燒過(guò)程中的液相含量越少，煅燒溫度越高，當(dāng)硅率過(guò)小時(shí)，因熔劑礦物太多，熟料易構(gòu)成大塊，甚至出現(xiàn)結(jié)圈、結(jié)窯，影響消費(fèi)。2.鋁率——又稱鐵率，表示Al2O3與Fe2O3的相對(duì)含量，也表示熟料中鋁酸三鈣與鐵鋁酸四鈣的相對(duì)比例，用P或IM表示。P普通在0.9~1.7之間動(dòng)搖，。鋁率反映了水泥煅燒過(guò)程中高溫液相的黏度，鋁率高，意味著鋁酸三鈣含量高，液相黏度大，鋁率低，液相黏度小，對(duì)構(gòu)成硅酸三鈣有利，但燒結(jié)范圍變窄，窯內(nèi)易結(jié)大塊，不利于控制。當(dāng)P大于0.64時(shí)，C3A和C4AF都能生成，當(dāng)P小于0.64時(shí)，只能生成C4AF，無(wú)C3A生成。3.石灰飽和系數(shù)：熟料中全部氧化硅生成硅酸鈣〔C2S和C3S〕所需的氧化鈣與全部氧化硅生成硅酸三鈣所需氧化鈣最大含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化鈣飽和構(gòu)成硅酸三鈣的程度。用KH表示。理想水泥熟料KH=1，但實(shí)踐上KH=0.8~0.9。KH過(guò)低，C3S量少，C2S量多，C2S易出現(xiàn)晶型轉(zhuǎn)化，KH過(guò)高，燒結(jié)困難，容易生成f-CaO。在旋窯KH值控制比立窯的偏高，主要是旋窯煅燒條件好，均勻。4.堿度——表示與一個(gè)SiO2分子平均能結(jié)合CaO的分子數(shù)，用N表示。由于水泥熟料中主要出現(xiàn)出社C2S和C3S，因此N=2~3。N=3KH碳酸對(duì)水泥石的腐蝕Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2OCaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2反響生成的碳酸氫鈣易溶于水，溶解流失普通酸對(duì)水泥石的腐蝕2HCl+Ca(OH)2→CaCl2(易溶)+2H2O鎂鹽對(duì)水泥石的腐蝕MgCl2+Ca(OH)2→CaCl2(易溶)+Mg(OH)2(絮凝狀、無(wú)膠結(jié)力)硫酸鹽對(duì)水泥石的腐蝕MgSO4+Ca(OH)2+2H2O→Mg(OH)2(絮凝狀的、無(wú)膠結(jié)力)+CaSO4·2H2O3(CaSO4·2H2O)+3CaO·A12O3·6H2O+19H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O(水化硫鋁酸鈣)(結(jié)晶膨脹)硫酸對(duì)水泥石的腐蝕H2SO4+Ca(OH)2→CaSO4·2H2O+H2O3(CaSO4·2H2O)+3CaO·A12O3·6H2O+19H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O(水化硫鋁酸鈣)(結(jié)晶膨脹)堿對(duì)水泥石的腐蝕3CaO·A12O3+6NaOH→3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2(易溶于水)2NaOH+2CO2+H2O→2Na2CO3+H2O(結(jié)晶膨脹)水泥石腐蝕的防止①當(dāng)存在腐蝕性介質(zhì)時(shí)，選擇適宜的水泥種類，摻入適宜的混合材，減少水泥中易被腐蝕的物質(zhì)(即Ca(OH)2、3CaO·A12O3·6H2O)。②提高水泥石的致密度，降低水泥石的孔隙率。經(jīng)過(guò)減小水灰比，摻加外加劑，采用機(jī)械攪拌和機(jī)械振搗，可以提高水泥石的密實(shí)度。③在水泥石的外表涂抹或鋪設(shè)維護(hù)層，隔斷水泥石和外界的腐蝕性介質(zhì)的接觸。例如，可在水泥石外表涂抹耐腐蝕的涂料，如：水玻璃、瀝青、環(huán)氧樹脂等；或在水泥石的外表鋪建筑陶瓷、致密的天然石材等。礦渣化學(xué)成分礦渣的主要化學(xué)成份是硅酸鈣，與熟料的化學(xué)成分類似，但主要差別在于礦渣中鈣含量偏低，而硅含量偏高。SiO2CaOAl2O3硅酸鹽水泥高爐礦渣硅酸鹽水泥與礦渣化學(xué)成分比較化學(xué)成分(含量%）CaOSiO2Al2o3Fe2O3MgO硅酸鹽水泥62~6720~244~72~5<5~6礦渣35~4530~407~20<(FeO)<9化學(xué)成分與性能有直接的關(guān)系：〔1〕當(dāng)CaO含量高時(shí)，對(duì)活性有利，但不能超越51%以上，否那么渣體在液態(tài)時(shí)，容易析出晶體，并會(huì)使其中的-C2S變?yōu)?C2S，使活性降低。(2)SiO2對(duì)活性不利，由于容易構(gòu)成高硅玻璃體，活性下降。(3)MgO在礦渣中不存在安定性問(wèn)題，由于是穩(wěn)態(tài)存在。當(dāng)含量<20%時(shí)，對(duì)礦渣活性有良好影響，可以促進(jìn)礦渣玻璃化〔非晶態(tài)〕?！?〕MnO是有害物質(zhì)?！?〕Al2O3對(duì)活性有利。根據(jù)化學(xué)成分，礦渣可以分為酸性、中性和堿性礦渣三種，這主要是根據(jù)堿性系數(shù)來(lái)確定：M0>1，堿性礦渣；M0<1，酸性礦渣；M0=1，中性礦渣構(gòu)造礦渣是非晶體，在宏觀上是硅氧四面體組成的聚合度不同的網(wǎng)絡(luò)狀構(gòu)造。礦渣經(jīng)水淬的緣由，就是要使之構(gòu)成無(wú)定形的玻璃體，具有熱力學(xué)不穩(wěn)定性，因此具有活性。同時(shí)使-C2S來(lái)不及變?yōu)?C2S?！?200×2000磨細(xì)礦渣在SEM下的形貌微觀形貌礦渣活性主要取決于構(gòu)造，當(dāng)然與化學(xué)成分也親密相關(guān)。質(zhì)量系數(shù)：活性粉煤灰粉煤灰顆粒直徑普通為0.001~0.05mm，其物理性態(tài)多為實(shí)心或空心的球顆粒，外表致密；其化學(xué)性質(zhì)，也即其活性主要決議于玻璃體，含量可達(dá)70%，其成份主要是活性氧化硅和活性氧化鋁，除此兩種化學(xué)成分外，其中還包括CaO,SO32-以及未熄滅的碳等，其中，據(jù)一些資料引見SO32-有能夠附著于粉煤灰顆料外表，因此具有緩凝性。原狀粉煤灰SEM下的形貌×2900×1000×5000×4200×2000磨細(xì)粉煤灰在SEM下的形貌粉煤灰分類：①根據(jù)質(zhì)量、含碳量等分為I、II、III三級(jí)。②按含鈣量高低，可有高鈣、低鈣粉煤灰之分，CaO含量高對(duì)活性有利，當(dāng)CaO含量>25%時(shí)，即使在無(wú)激發(fā)條件，也有能夠產(chǎn)生水硬性。③按f-CaO含量分為酸性煤灰和堿性份煤灰。酸性礬：f-CaO不含，用其制的水泥水化熱很低，適用于大體積砼堿FA：含f-CaO，f-CaO自力激發(fā)其他FA中的活性成分，因此具有自力水硬性，但當(dāng)f-Ca%>25%時(shí)，會(huì)帶來(lái)體積安定性問(wèn)題。影響粉煤灰性能的要素：①玻璃體含量：玻璃體含量越高，F(xiàn)A活性越好。②煤粉〔未燃碳〕：碳含量越高，越影響FA的水硬性及耐久性。要求≤8%〔燒失量〕。③CaO含量越高，活性越好，但不可超越限制。④熄滅時(shí)的溫度和負(fù)壓抽風(fēng)壓力，也影響了玻璃體含量及碳粉含量等。⑤粉煤灰細(xì)度。未燃碳的不利影響：a.添加了需水量。b.未燃煤粉遇水后表而構(gòu)成一層憎水膜，妨礙了