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1、 水 泥上海市建筑科学研究院(集团)有限公司 沈 丽 华Shanghai Research Institute of Building Sciences上海市建筑科学研究院培训内容n第一节 水泥生产及组成简况n第二节 通用硅酸盐水泥品种及主要性能n第三节 进行水泥试验的准备要求n第四节 主要物理性能及试验方法n第五节 数值修约规则第一节 水泥生产及组成简况1简况2生产硅酸盐类水泥主要原料及生产工序3硅酸盐水泥熟料的主要化学成份4硅酸盐水泥熟料的矿物组成5水泥中使用的混合材料1、简况n胶凝材料有气硬性和水硬性两种类型水泥是水硬性胶凝材料一、简况n气硬性胶凝材料加水后成为稠厚的粘浆，在空气中经一段
2、时间逐渐 变硬，并能承受一定的外力，即具有一定的强度 ，但将它们放入水中浸泡一些时间，就会失去强 度，变得松软（石灰、粘土） n水硬性胶凝材料加水后不但能在空气中变硬，而且还会在潮湿空 气及水中继续增长它的强度（水泥）一、简况目前我国水泥年产量达近21亿吨，产量占世界首位。253055601015一、简况水泥的使用范围：工业与民用建筑工程市政工程水利工程水泥制品等二、硅酸盐类水泥生产 的主要原料及生产工序主要原料石灰石质材料（石灰石、白垩、泥灰岩 ） 粘土质材料（粘土、黄土、页岩、砂岩）铁质、硅质、铝质校正材料石膏(天然石膏和工业副产石膏)（混合材料）石灰石粘土校正材料粉磨 生料煅烧煤熟料粉磨
3、石膏（混合材 ）水泥二、硅酸盐类水泥生产 的主要原料及生产工序三、硅酸盐水泥熟料的主要化学成份1.氧化钙 CaO 6070%2.氧化硅 SiO2 1924%3.氧化铝 Al2O3 47%4.氧化铁 Fe2O3 36%这四种成分总和在熟料中占比95以上，其中每种氧化物的含量不是固定不变的，而是根据不同情况 ，生产单位会有一定程度的变化或波动，但其波动范 围较为狭小。三、硅酸盐水泥熟料的主要化学成份5.氧化镁 MgO主要由石灰石、矿渣等带入。它与其它氧化物反应 能力极低，绝大部分以游离状态存在，且比f-CaO更难水 化。它需很长时间水化，MgO水 Mg(OH)2，产生体 积膨胀，使砼受到破坏。在生
4、料中少量的MgO有利于烧 成，还可改善水泥的颜色。国家标准对水泥中MgO含量 有明确规定，若经压蒸试验安定性合格，才可放宽MgO含 量。三、硅酸盐水泥熟料的主要化学成份6.三氧化硫 SO3主要由石膏（缓凝剂）及煤带入。适量的SO3可调节水泥的凝结硬化时间，并使水泥 的强度得到一定增长，尤其可激发矿渣的活性。但SO3过量，反而会使水泥快凝，或使凝结的水泥石产生膨 胀，影响水泥的强度发展，引起安定性不良。国标要求矿渣水泥三氧化硫的含量不超过4.0，其 它品种水泥不超过3.5%。三、硅酸盐水泥熟料的主要化学成份7.游离氧化钙 f-CaO一般呈死烧（过烧）状态，从理论上讲它的含量越低 越好，但由于生产
5、上种种原因（生料细度、均匀性、煅烧 ），会不可避免存在。它的水化较慢，水化产物产生体积膨胀，引起水泥强度下降， 甚至产生安定性不良，使水泥石结构涨裂。所以，从以上化学成份可看出影响水泥安定性主 要因素是MgO、SO3、f-CaO过量。四、硅酸盐水泥熟料的矿物组成硅酸盐水泥熟料中的各种氧化物并不是 以单独的形态存在，也不是单一化合物构成 的，而是经高温煅烧以后，二种或多种氧化 物反应生成的多种化合物(人造矿物)矿物组成。四、硅酸盐水泥熟料的矿物组成据岩相分析及其它分析方法表明，硅酸盐水泥熟 料有四种主要矿物：硅酸三钙 3CaOSiO2 简写C3S硅酸二钙 2CaOSiO2 简写C2S铝酸三钙 3
6、CaOAl2O3 简写C3A铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 简写C4AF还有少量f-CaO、方镁石、含碱矿物和玻璃体。四、硅酸盐水泥熟料的矿物组成水泥企业要对原材料、燃料、生产设备和操作水平等因素综合考虑，然后确定合适的熟料矿物组成来组织生产。五、水泥中使用的混合材料n使用混合材料的意义1.改善水泥性能，调节强度等级2.节省熟料，节约能耗，利用废渣，增加水泥产量， 降低成本n混合材料分类 活性混合材料和非活性混合材料1.活性混合材料：所谓活性混合材指这类材料中均 含有一定的活性组分，这些活性组分在常温下有水 时能与Ca(OH)2（熟料水化析出）作用，生成具有胶 凝性质的稳定化合物。凡
7、具有这些活性组分的材料 ，称为活性混合材料。如符合矿渣GB/T203、矿粉 GB/T18046、火山灰GB/T2847、粉煤灰GB/T1596标 准的均属于活性混合材。五、水泥中使用的混合材料n2. 非活性混合材料：凡不含或只含很少量活性组分的材料称为非活 性混合材料。活性指标达不到活性混合材料要 求的矿渣、矿粉、火山灰、粉煤灰以及石灰石, 石灰石中的三氧化二铝含量应不大于第二节 通用硅酸盐水泥品种及主要 性能GB175-2007n硅酸盐水泥熟料由主要含CaO,SiO2,Ai2O3,Fe2O3的原料,按 适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以 硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物 质.硅酸钙矿物含量
8、66%,氧化钙和氧化 硅质量比2.0第二节 通用硅酸盐水泥品种及主要性能1硅酸盐水泥2普通硅酸盐水泥3矿渣硅酸盐水泥4火山灰质硅酸盐水泥5粉煤灰硅酸盐水泥6复合硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥GB175-20071.由100%熟料和石膏磨细制成的水硬性胶 凝材料，称型硅酸盐水泥，代号P。 由95%熟料和石膏且5%矿渣或5%石灰 石磨细制成的水硬性胶凝材料，称型硅 酸盐水泥，代号P 。2.强度等级：42.5、42.5R、52.5、52.5R、 62.5、62.5R六个强度等级。一、硅酸盐水泥GB175-20073.技术要求：不 溶 物：型 0.75%；型1.50%烧 失 量： 型 3.0%；型3.5%三
9、氧化硫：含量3.5%氧 化 镁：含量5.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁的含量 允许放宽到6.0%氯离子：0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量：（选择性指标）凝结时间：初凝45min；终凝390min安 定 性：用沸煮法检验必须合格强度：细 度：比表面积 300m2/kg（选择性指标）一、硅酸盐水泥GB175-20074.特点强度等级高快硬、早强（一般三天可达28天的5075）抗冻性好，不透水性强抗硫酸盐侵蚀能力与水化热主要取决于熟料的矿 物组成，一般水化热较高，抗腐蚀性较差。一、硅酸盐水泥GB175-20075.用途：一般适用于配制高标号砼、先张预应 力制品、石棉制品、道路、低温下施工
10、的 工程、早强强度要求较高的工程。不宜用于大体积砼和地下工程。二、普通硅酸盐水泥GB175-20071.由80且95%硅酸盐水泥熟料和石膏 、 5且20混合材料、磨细制成的水硬 性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号 PO。2.强度等级： 42.5、42.5R、 52.5、52.5R四个强度等级。二、普通硅酸盐水泥GB175-20073.技术要求烧 失 量： 5.0%三氧化硫：含量3.5%氧 化 镁：含量5.0%。如果压蒸安定性合格，则氧化镁 的含量允许放宽到6.0%氯离子：0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）凝结时间：初凝45min；终凝 600min安 定 性：用沸煮法检验
11、必须合格强度:细 度：比表面积 300m2/kg（选择性指标）二、普通硅酸盐水泥GB175-20074.特点：与硅酸盐水泥相比早期强度增进率略有减少抗冻性、耐磨性稍有下降，低温下凝结时间 有所延长抗硫酸盐侵蚀能力有所增强二、普通硅酸盐水泥GB175-20075.用途：这种水泥的适应性较强一般用于地上工程和不受侵蚀作用的地 下工程及不受水压作用的工程，无腐蚀作 用的受冻工程，早强要求较高的工程，在 低温作用下需要强度发展较快的工程。三、矿渣硅酸盐水泥GB175-20071.由50且80%硅酸盐水泥熟料和石膏、 20且50 矿渣、磨细制成的水硬性胶凝材料，为矿渣硅酸盐水泥 ，代号PSA。由30且5
12、0%硅酸盐水泥熟料和石膏、 50且70矿渣、磨细制成的水硬性胶凝材料，为矿渣 硅酸盐水泥，代号PSB。2.强度等级： 32.5、32.5R、42.5、42.5R、 52.5、52.5R六个强度等级。三、矿渣硅酸盐水泥GB175-20073.技术要求三氧化硫：含量4.0%氧 化 镁： PSA中氧化镁含量6.0%。如果压蒸安定性试验合 格，则氧化镁的含量允许6.0。氯离子：0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）凝结时间：初凝45min；终凝600min安 定 性：用沸煮法检验必须合格强度： 细 度：80m方孔筛筛筛筛 余量10%或45 m方孔筛筛筛筛 余量 30%（选择性指标）三、
13、矿渣硅酸盐水泥GB175-20074.特点早强低，后强增进大保水性差，易产生泌水（由于矿渣是一种致密的 玻璃质材料，水化很慢，加水之后不能很快产生 凝聚结构。由于重力作用，产生离析现象，拌和 物中一部分水上升到表面形成水膜，这称为泌水 ）泌水越大，保水越差，它不仅影响施工和浆体 与集料、钢筋的粘结力，同时给制品留下开口的 毛细孔道，造成矿渣水泥制品耐久性降低，一般 也有再加入其它混合材来改善性能。所以它不宜 制作薄型构件三、矿渣硅酸盐水泥GB175-2007抗大气性和抗冻性差，过早干燥和干湿交替 对它的强度发展不利。水化热低抗硫酸盐侵蚀性能好蒸气养护时有较好的效果有较普通水泥还高的耐热性，适宜
14、于高温车 间的建造。三、矿渣硅酸盐水泥GB175-20075.用途用于地下、水中和海水中的工程，以及 经常受水压作用的工程，大体积的砼工程； 蒸气养护的工程；受热工程；以及代替普通 硅酸盐水泥用于地上工程，但应加强养护； 用于不常冻融循环和干湿交替作用的受冻工 程，注意保温、保湿。四、火山灰质硅酸盐水泥GB175-20071.由60且80%硅酸盐水泥熟料和石 膏、 20且40火山灰质混合材料、 磨细制成的水硬性胶凝材料，为火山灰质 硅酸盐水泥，代号PP。2.强度等级： 32.5、32.5R、42.5、42.5R、 52.5、52.5R六个强度等级。四、火山灰质硅酸盐水泥GB175-20073.
15、技术要求三氧化硫：含量3.5%氧 化 镁：水泥中氧化镁含量6.0%。如果压蒸安定性合格，则 氧化镁的含量允许6.0%氯离子：0.06%更低要求可由买卖双方确定碱含量（选择性指标）凝结时间：初凝45min；终凝600min安 定 性：用沸煮法检验必须合格强度：细 度： 80m方孔筛筛筛筛 余量10%或45 m方孔筛筛筛筛 余量 30%（选择性指标） 四、火山灰质硅酸盐水泥GB175-20074.特点由于火山灰质混合材料本身组成与结构差别，因 此掺不同种类火山灰质混合材的水泥性能也有差别。需水量大，保水性好抗硫酸盐侵蚀能力强后期强度增长快收缩膨胀较大，抗冻性差水化热较低四、火山灰质硅酸盐水泥GB175-20075.用途用于地下、水中工程以及经常受较高水 压的工程，受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的 工程、大体积砼工程；不宜用于冻融循环和 干湿交替部位；比较适于制作蒸汽养护的构 件、运用在运输的砂浆及砼。五、粉煤灰硅酸盐水泥GB175-20071.由60且80%硅酸盐水泥熟料和石膏 、 20且40粉煤灰磨细制成的水硬性 胶凝材料，为粉煤灰硅酸盐水泥，代
