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1、土木工程,3.3 掺混合材料的硅酸盐水泥,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！,掺混合材水泥的代号,水泥品种 组成特点 代号普通水泥 615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,3.3.1混合材料及其分类,混合材料 为了改善水泥
2、性能、提高水泥的产量，在生产时掺入的天然或人工矿物质材料。活性混合材料 具有潜在水硬性或火山灰特性，或者兼具有潜在水硬性和火山灰特性的混合材料。粒化高炉矿渣；粉煤灰；火山灰质混合材料非活性混合材料 不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如磨细石灰石粉、磨细石英砂等。,3.3.1混合材料及其分类,活性混合材料 活性混合材料是具有较高的火山灰性或潜在的水硬性或两者兼有，性能符合有关国家标准的矿物材料。 火山灰性：指一种材料磨成细粉，单独不具有水硬性，但在常温下与石灰一起和水拌合后，能生成具有水硬性化合物的性能。潜在的水硬性：指将磨细的材料与水拌合后，在有少量激发剂的情况下，具有
3、水硬性的性能。,活性混合材料,粒化高炉矿渣 粒化高炉矿渣是炼铁高炉的熔融矿渣经急速冷却而成的松软颗粒，其粒径一般为0.55mm。矿渣经水淬的原因，就是要使之形成无定形的玻璃体，具有热力学不稳定性，因此具有活性。,活性混合材料,火山灰质混合材料 凡是天然或人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分，具有火山灰性的矿物材料，称为火山灰质混合材料。如火山灰、凝灰岩、煤矸石渣等。粉煤灰 是以煤粉为燃料的火力发电厂从其锅炉烟气中收集下来的粉末，又称飞灰。粉煤灰中含有较多的活性SiO2、Al2O3，具有较高的活性。,3. 活性混合材的作用,火山灰反应： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O = xCaOSi
4、O2nH2O xCa(OH)2 + Al2O3 + mH2O = xCaOAl2O3nH2O稀释作用减少水泥中熟料矿物含量，降低水化热；减少水泥石中Ca(OH)2的含量。超细粉末的密实填充效应,活性矿物粉磨颗粒与石灰的反应,3d,7d,49d,182d,掺加粉煤灰的水泥的水化热,掺加粉煤灰的水泥石中Ca(OH)2的含量,矿渣掺量对硬化水泥浆中Ca(OH)2的影响,非活性混合材料,经磨细后加入水泥中不具有或只具有微弱的化学活性，在水泥水化中基本上不参加化学反应，仅起提高产量、降低水泥强度等级、节约水泥熟料的作用，因此又称为填充性混合材料。如石英砂、石灰石、粘土等。,3.3.2 掺混合材料的硅酸盐
5、水泥,普通硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+6%15%混合材料磨细制成；矿渣硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+20%70%粒化高炉矿渣磨细制成；火山灰质硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+20%50%火山灰质混合材料磨细制成；粉煤灰硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏+20%40%粉煤灰混合材料磨细制成；,一、普通硅酸盐水泥（代号PO）,定义硅酸盐水泥熟料61的混合材料适量石膏技术性质要求（与硅酸盐水泥相比）相同点 MgO含量、SO3含量、初凝时间、安定性的技术要求相同。不同点细度：80m方孔筛筛余量不超过10.0%；终凝时间：不迟于10h；烧失量：不得大于5.0%；,一、普通硅酸盐
6、水泥,强度等级：普通硅酸盐水泥分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个强度等级。各龄期的强度不低于下表的规定。,一、普通硅酸盐水泥,主要特性（1）早期强度略低，后期强度高。（2）水化热略低。（3）抗渗性好，抗冻性好。（4）抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好。（5）耐磨性较好；耐热性能较好。应用普通硅酸盐水泥的应用范围和硅酸盐水泥相同。,二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,定义技术性质要求（与普通水泥相比）相同点MgO含量、细度、凝结时间、安定性的技术要求相同。不同点,熟料,适量石膏,20%70%粒化高炉矿渣,20%40%粉煤灰,20%50%火山灰质混合材料,矿渣水泥（PS
7、）,粉煤灰水泥（PF）,火山灰水泥（PP）,磨细,磨细,磨细,二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,三氧化硫含量：矿渣水泥不超过4.0；火山灰质水泥、粉煤灰水泥不得超过3.5。强度等级：强度等级划分为32.5，32.5R，42.5，42.5R，52.5，52.5R共六个等级。各龄期的强度要求见下表。密度：水泥的密度为28003000kg/m3。,二、矿渣水泥、粉煤灰水泥、火山灰水泥,主要特性（与硅酸盐水泥、普通水泥相比）三种水泥的共同特性凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快；水化热较低，放热速度慢；抗硫酸盐腐蚀和抗水性较好；蒸汽养护适应性好；抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。三种水泥各自
8、特性矿渣水泥的抗渗性较差，但耐热性好，可用于温度不高于200的混凝土工程中。火山灰水泥的抗渗性好，但干缩较大，不适用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。粉煤灰水泥干缩小，抗裂性好。,三、复合硅酸盐水泥和石灰石硅酸盐水泥,复合硅酸盐水泥（PC） 与硅酸盐水泥相比，由于掺入了两种或两种以上的混合材料，复合水泥的水化热较低；其强度要求与普通水泥的强度要求相同。 石灰石硅酸盐水泥（PL）凡由硅酸盐水泥熟料和石灰石、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为石灰石硅酸盐水泥。石灰石硅酸盐水泥的技术要求应符合相应标准的规定。,复合水泥的强度等级（GB129581999）,四、通用水泥的验收和保管,(一)、通用水泥
9、的验收,包装标志和数量的验收 包装标志的验收 包装有袋装和散装两种袋装水泥在包装袋上应清楚地标明产品名称、代号、净含量、强度等级、生产许可证编号、生产者名称和地址、出厂编号、执行标准号、包装年月日等主要包装标志。掺火山灰质混合材料的普通硅酸盐水泥，必须在包装上标上“掺火山灰”字样。包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。印刷字体颜色：硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥红色；矿渣硅酸盐水泥绿色；火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥黑色 。散装水泥供应时须提交与袋装水泥标志内容相同的卡片。,(一)、通用水泥的验收,数量的验收 袋装水泥每袋净含量为50kg，且不得少于标志质量的98；随机抽取20袋总质量不得少于
10、1000kg。质量的验收 检查出厂合格证和试验报告 ；复验 ；仲裁检验 。,(二)、通用水泥的保管,不同品种和不同强度等级的水泥要分别存放，不得混杂。防水防潮，做到“上盖下垫”。堆垛不宜过高，一般不超过10袋，场地狭窄时最多不超过15袋。储存期不能过长，通用水泥不超过三个月。水泥储存期超过三个月，水泥会受潮结块，强度大幅度降低，会影响水泥的使用 。,3.4 其他水泥,3.4.1 快硬水泥,3.4.1.1 快硬硅酸盐水泥凡是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的、以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥。快硬水泥分32.5、37.5、42.5等强度等级，不同强度等级水泥各龄期
11、强度不得低于下表数值。,快硬硅酸盐水泥各龄期强度,3.4.1.2 铝酸盐水泥,定义 以石灰岩和矾土为主要原料，配制成适当成分的生料，烧至全部或部分熔融所得以铝酸钙为主要矿物的熟料，经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。主要矿物成分铝酸一钙（CaOAl2O3简写 CA）凝结正常，硬化迅速，为铝酸盐水泥强度的主要来源。二铝酸一钙（CaO2Al2O3简写 CA2），其特点是凝结硬化慢，早期强度较低，后期强度高。此外还有少量水化极快、凝结迅速而强度不高的七铝酸十二钙（127）以及胶凝性极差的铝方柱石（C2AS）、六铝酸一钙（CA6）等矿物。,3.4.1.2 铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的水化与硬化当温度低于
12、30时，水化生成水化铝酸钙（CAH10）、水化铝酸二钙（C2AH8）、氢氧化铝凝胶（AH3）。铝酸盐水泥的硬化过程与硅酸盐水泥基本相似。CAH10、C2AH8都属六方晶系，其晶体呈片状或针状，互相交错攀附，重叠结合，可形成坚强的结晶共生体，使水泥获得很高的强度。氢氧化铝凝胶又填充于晶体骨架的空隙，所以能形成比较致密的结构。当温度高于30时，水化生成立方晶系的水化铝酸三钙（C3AH6）、氢氧化铝凝胶（AH3）。此时形成的水泥石孔隙率很大，强度较低。因而铝酸盐水泥不宜在高于30的条件下养护。,水化铝酸二钙 氢氧化铝凝胶,3.4.1.2 铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的技术要求细度 比表面积不小于300 m
13、2/kg或0.045mm筛余不大于20%。凝结时间 按GB201-2000规定的标准稠度胶砂测得的凝结时间应符合如下要求：CA-50、CA-70、CA-80铝酸盐水泥的初凝时间不早于30min，终凝时间应不迟于6；CA-60铝酸盐水泥的初凝时间不早于60min，终凝时间应不迟于18。强度 铝酸盐水泥按照Al2O3含量分为四类。各类型铝酸盐水泥的不同龄期强度值不得低于GB201-2000的规定。,3.4.1.2 铝酸盐水泥,铝酸盐水泥的特性与应用早期强度很高，故适用于工期紧急的工程。抗渗性、抗冻性好。抗硫酸盐腐蚀性好。水化放热极快且放热量大，不得应用于大体积混凝土工程。耐热性好。高温下产生烧结作
14、用，具有良好的耐高温性能，较高的强度，故适合耐热工程。长期强度降低较大，不适合长期承载结构。,3.4.1.3 快硬硫铝酸盐水泥,凡是以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏和010%的石灰石磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥。熟料的主要矿物成分为无水硫铝酸钙和型硅酸二钙。以3d抗压强度划分为425、525、625、725四个标号。,3.4.2 膨胀型水泥,由硅酸盐水泥熟料与适量石膏和膨胀剂共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为膨胀水泥。按水泥的主要成分不同，分为硅酸盐、铝酸盐和硫铝酸盐型膨胀水泥；按水泥的膨胀值及其用途不同，又分
15、为收缩补偿水泥和自应力水泥两大类。,3.4.2 膨胀型水泥,硅酸盐膨胀水泥是以硅酸盐水泥为主要组分，外加铝酸盐水泥和石膏配制而成的一种水硬性胶凝材料。 铝酸盐膨胀水泥是由铝酸盐水泥熟料和二水石膏为组成材料，采用混合磨细或分别磨细后混合而成，具有自应力高、抗渗、气密性好等优点 。硫铝酸盐膨胀水泥是以含有适量无水硫铝酸钙熟料，加入较多的石膏磨细而成。,3.4.3 白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥,白色硅酸盐水泥的组成、性质与硅酸盐水泥基本相同，所不同的是在配料和生产过程中严格控制着色氧化物（Fe2O3、MnO、Cr2O3、TiO2等）的含量。彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥。它是用白水泥熟料，适量石膏和耐碱矿物颜料共同磨细而制成的。白水泥和彩色水泥广泛地应用于建筑装修中。如制作彩色水磨石、饰面砖、锦砖、玻璃马赛克以及制作水刷石、斩假石、水泥花砖等。,
