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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 C3.3.1混合材料及其分类混合材料 为了改善水泥性能、提高水泥
2、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l 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
3、况下，具有水硬性的性能 。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 =
4、xCaOSiO2nH2OxCa(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3d7d49d182d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水
5、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% 粒化高炉矿矿渣磨细细制成； 火山灰质硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料+适量石膏 +20%50%火山灰质质混合材料磨细细制成； 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
6、于5.0%；一、普通硅酸盐水泥 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。强度等级抗压强度，MPa抗折强度，MPa3d28d3d28d32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R11.0 16.0 16.0 21.0 22.0 26.032.5 32.5 42.5 42.5 52.5 52.52.5 3.5 3.5 4.0 4.0 5.05.5 5.5 6.5 6.5 7.0 7.0一、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
7、，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）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，42.5，42.5
8、R， 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。强度 等级抗压强度，MPa）抗折强度，MPa3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0二、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
9、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
10、度等级（GB129581999）强度等级级抗 压压 强 度抗 折 强 度3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0四、通用水泥的验收和保管(一)、通用水泥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
11、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
12、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强度不得低于下表数值。 强度等级 抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)1d3d28d1d3d28d32.515.032.552.53.55.07.237.517.037.557.54.06.07.642.519.042.5
13、62.54.56.48.0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
14、 当温度低于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
15、 比表面积不小于300 m2/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
