建筑材料课件5_水泥.ppt

第五章水泥 目录基本要求1简介2硅酸盐水泥3掺混合材料的硅酸盐水泥4特种水泥5石棉水泥制品 基本要求本章课时：课时5，实验2内容主要介绍水泥的分类、优点及生产。主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水泥，包括：定义、组成、水化、凝结与硬化、实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。重点6种硅酸盐水泥的定义硅酸盐水泥的矿物组成水泥水化、凝结与硬化机理技术性质及测试方法 基本要求重点水泥的腐蚀及防护特性应用难点水泥水化、凝结和硬化机理各种水泥的异同点注意事项本章是整个课程的重点联系各种水泥进行学习着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因 第三章水泥§1简介Back 硅酸盐水泥兴起于19世纪。它已经成为现在最为重要的一种建筑材料。它的化学成成分复杂，但主要的胶结成分是水化硅酸钙。普通硅酸盐水泥强度高、能抗硫酸盐腐蚀、水化热，也可用于制备砂浆。为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其他各种颜色。简介 简介水泥具有以下优点，因此，在土木工程领域得到广泛的应用。Back 水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥复合水泥简介专用水泥砌筑水泥油井水泥特性水泥快硬水泥膨胀水泥抗硫酸盐水泥中热水泥 水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫酸盐水泥。硅酸盐水泥一般工程铝酸盐水泥硫酸盐水泥快硬、早强。主要用于紧急抢修工程、早强工程、冬季施工、抗蚀、抗冻等工程。早强、膨胀。适用于抢修工程、锚固和地下工程等。Back简介 混合材料0-5%石膏熟料磨细硅酸盐水泥P.ⅠP.Ⅱ 混合材料6-15%石膏熟料磨细普通硅酸盐水泥P.O 粒化高炉矿渣石膏熟料磨细矿渣硅酸盐水泥P.S 火山灰质混合材料石膏熟料磨细火山灰质硅酸盐水泥P.P 粉煤灰石膏熟料磨细粉煤灰硅酸盐水泥P.F 两种以上混合材料石膏熟料磨细复合硅酸盐水泥P.C 尽管水泥的品种很多，但是，工程中90%以上使用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基础，主要学习硅酸盐水泥的组成、技术性质及应用等知识。在此基础上，再学习其它掺混合材料的硅酸盐水泥等内容。Back简介 硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成硅酸盐水泥的凝结和硬化硅酸盐水泥的技术性质硅酸盐水泥的腐蚀与防护硅酸盐水泥的特性与应用§2硅酸盐水泥Back 何为硅酸盐水泥？凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰或熟化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥代号PⅠ、PⅡPⅠ表示不掺混合材料的硅酸盐水泥PⅡ表示混合材料掺量不超过5%的硅酸盐水泥ClinkerPortlandCementMixingmaterialsGypsumRawmaterialsBack 硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成图3.2.1硅酸盐水泥的生产过程GrindingPⅡPⅠMixingmaterialsLimestoneClayIronorepowderBleedingGrinding1450℃RawmaterialClinkerGypsum 硅酸盐水泥的矿物组成及特性硅酸盐水泥的主要矿物组成包括：硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙矿物组成的技术特性见表3.2.1 表3.2.1硅酸盐水泥的矿物组成组成化学分子式缩写硅酸三钙3CaO·SiO2C3S硅酸二钙2CaO·SiO2C2S铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF 表3.2.2矿物组成性质矿物种类硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙缩写C3SC2SC3AC4AF含量（%）37-6015-377-1510-18水化速度快慢最快快水化热多少最多较多强度高早低后高低低抗腐蚀性好好差极好收缩中较大大小Back 水化水化机理石膏调节凝结时间的原理水化产物凝结与硬化何为凝结、硬化？凝结硬化过程影响因素硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化Back 水化机理水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量的过程。硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度快，形成早期强度并生成早期水化热。3CaO·SiO2+H2OCaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2 硅酸二钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化钙晶体。该水化反应的速度慢，对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用。水化热释放缓慢。产物中氢氧化钙的含量减少时，可以生成更多的水化产物。2CaO·SiO2+H2O3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2水化机理 铝酸三钙水化生成水化铝酸钙晶体。该水化反应速度极快，并且释放出大量的热量。如果不控制铝酸三钙的反应速度，将产生闪凝现象，水泥将无法正常使用。通常通过在水泥中掺有适量石膏，可以避免上述问题的发生。3CaO·Al2O3+H2O3CaO·Al2O3·6H2O水化机理硅酸二钙水化生成水化铝酸钙晶体和水化铁酸钙凝胶该水化反应的速度和水化放热量均属中等。4CaO·Al2O3·Fe2O3+H2O3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O 石膏与水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。为什么石膏用量不能过多？这个问题将通过水泥石腐蚀的学习得到答案。3CaO·Al2O3·6H2O+H2O+CaSO4·2H2O3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O钙矾石石膏调节凝结时间的原理Back 水化硅酸钙(70%)氢氧化钙(20%)水化铝酸钙水化铁酸钙水化硫铝酸钙水化产物水泥熟料水化后的主要水化产物有：图3.2.2水化程度与水泥石组成Back 何为凝结？水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑性的过程。何为硬化？失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。水泥的凝结与硬化过程由以下四个过程组成。凝结与硬化Back 凝结硬化过程初始反应期初始的溶解和水化，约持续5-10分钟。潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，1h凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，6h。多孔的空间网络—凝聚结构，失去可塑性凝结期凝胶体填充毛细管，6h-若干年硬化石状体密实空间网硬化期 凝结硬化过程Back 影响水泥凝结硬化的因素影响水泥凝结硬化的主要因素有：水泥的种类和细度、石膏掺合料、龄期、温度和湿度等。图3.2.3影响水泥凝结硬化的因素Back 硅酸盐水泥的技术性质细度凝结时间体积安定性强度其他性质Back 细度与水接触的表面积凝结和硬化速度性质<40μ大高强度高过细很大很高成本高D>100μ小低低水泥的细度指水泥的磨细程度或分散度。细度决定了水泥与水接触的表面积。从而影响水泥的水化和凝结速度和性质。表3.2.3水泥的细度和性质细度 比表面积硅酸盐水泥的细度用比表面积表示按照GB175-1999的规定硅酸盐水泥的比表面积>300m²/kg比表面积可采用比表面积仪测定（图3.2.4）用比表面积测定仪测试颗粒粒径分布情况。测量一定量空气通过水泥石时，流速变化.图3.2.4比表面积测定仪细度 Back 凝结时间标准稠度及标准稠度用水量凝结时间测定初凝时间终凝时间 标准稠度试锥下沉深度为28±2mm时的稠度标准稠度用水量P(%)按一定的方法将水泥调制成具有标准稠度的净浆所需的水量。P%=水量ml/水泥1g。标准稠度用水量测试方法有不变(固定)水量法和调整水量法2种。初学者多用前者，有争议时以后者为准。标准稠度及标准稠度用水量不变(固定)水量法初学者采用有争议时多采用此法调整水量法 不变(固定)水量法固定水量法采用以下方法配制标准稠度净浆称取500g水泥加入500×P%ml水采用标准稠度测定仪（图3.2.5）测量P% 不变(固定)水量法图3.2.5标准稠度测定仪 通过水泥净浆凝结时间测定仪测定标准稠度水泥净浆的凝结时间。测定方法图3.2.6凝结时间测定仪 水泥凝结时间测定录像凝结时间测定 概念从水泥加水拌和起至标准稠度的水泥净浆开始失去可塑性所需的时间标准要求≮45min国产水泥一般为1-3h实验测试时以试针距底板4±1mm为准。工程意义水泥的初凝时间不宜过早，以便施工时有充分的时间搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作。初始凝结时间 终凝时间概念从水泥加水拌和起至水泥净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。标准要求≯390min国产水泥一般为5-6h实验测试时以试针下沉0.5mm为准。工程意义终凝时间不宜过迟，以便施工完毕后更快硬化，达到一定的强度，以利于下一步施工工艺的进行。Back 定义指水泥硬化过程中体积变化小且均匀的性能。体积安定性不良水泥硬化后产生不均匀的体积变化（裂纹后弯曲）。使建筑质量下降，甚至引起严重的建筑事故。体积安定性不良的原因过量游离的CaO过量游离的MgO过量石膏硅酸盐水泥的体积安定性Back 水泥中的游离氧化钙或氧化镁都是过烧的它们的水速度慢，在水泥硬化后才开始水化，使已经硬化的水泥石膨胀开裂。当石膏掺量过多时，在水泥硬化后，它还能继续与水化铝酸钙反应，生成高硫型水化硫铝酸钙，体积增大1.5倍，引起水泥石开裂。此时，水化硫铝酸钙被称为水泥杆菌。体积安定性不良的原因 煮沸法-加速实验法测量体积安定性的两种方法：饼法观察水泥净试饼在沸煮后的外形变化雷氏夹法测量水泥石饼沸煮后的膨胀值体积安定性的测定 水泥安定性的测定 图3.2.8煮沸法测定仪图3.2.7体积安定性不良体积安定性的测定图3.2.9雷氏夹法体积安定性测定仪 限制上述测试方法仅能测出游离CaO是否过量。游离MgO和石膏不能通过加速实验的方法检测所以它们必须在生产工艺中严格控制，避免过量。标准规定：MgO≯5%、石膏SO3≯3.5%。体积安定性的测定Back C:S:W=1:3:0.5Standardspecimen40×40×160CompressivestrengthCuredunderthestandardconditionBendingstrengthtestC:S:W=1:3:0.5的比例混合，制成标准尺寸的试件（40×40×160mm），在标准条件下养护，测试抗压强度和抗折强度。强度试验Back 图3.2.10强度测定仪 bendingstrengthinstrument图3.2.10强度测定仪Compressivestrengthinstrument 实验录像 强度等级根据3天和28天抗压强度3天和28天抗折强度硅酸盐水泥可分为6个等级：42.5，42.5R,52.5，52.5R,62.5,62.5R各龄期的强度不低于GB175-99表中的规定。按早期强度不同分为两种类型，早强型(用R表示)和普通型。 等级抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0表3.2.4硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-99） 技术性质分析水泥在出厂和使用前必须检验的技术指标有四项：细度、凝结时间、强度和体积安定性。这四项指标中，除强度外，其它任何一项指标不合格，则水泥不能使用；反之，若仅强度一项指标不合格，而其它三项指标合格，则水泥可降等级使用。IfonlythestrengthisunqualifiedCementofthelowergradeBack 其他性质密度:3.1-3.2g/cm3,通常3.1g/cm3堆积密度:松散时900-1300kg/m3，紧密1400-1700kg/m3碱含量以Na2O+0.658K2O计算值表示，以防止碱-骨料反应的发生。低碱水泥含碱量≯0.6%，或由供需双方商定。水化热大部分的水化热在水化反应的初期释放出来，它的数量决定于水泥的化学成分和细度、矿物掺合料以及酸的侵蚀。C3S，C3A越高，颗粒越细，水化热越大，对冬季施工有利，但对大体积混凝土工程有害。Back 水泥石的腐蚀和防止简介腐蚀类型腐蚀原因防止措施Back 简介水泥石硬化后，在正常的使用条件下，即在潮湿环境中或水中，仍可以逐渐硬化并不断增长期强度。水泥石的腐蚀在一些腐蚀性介质中，水泥石的结构会遭到破坏，强度和耐久性降低，甚至完全破坏的现象。腐蚀类型软水侵蚀，硫酸盐腐蚀，镁盐腐蚀，碳酸盐的腐蚀，酸的腐蚀，碱的腐蚀Back 软水侵蚀和碳酸腐蚀特点介质—软水（含HCO3－少的水，如雨水、雪水和蒸馏水）；氢氧化钙溶解于水中引起的腐蚀。过程当水泥石与软水接触时，最先溶出的成分是氢氧化钙。当水泥使处于流水或是有压力的水中时，氢氧化钙不断溶解流失，水泥石的密实度下降，强度和耐久性也降低；而且，由于氢氧化钙浓度的下降，还引起了水泥石中的其它水化产物的分解 酸的腐蚀易溶于水结晶膨胀OHCaSOOHCaSOHOHCaClOHCaHCl242422222)(2)(2®++®+特点以酸性介质为主的工业环境等酸与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例： 碳酸腐蚀Ca(OH)2+CO2+H2OCaCO3+2H2OCaCO3+H2O+CO2Ca(HCO3)2易溶于水特点以碳酸盐为介质的海水、地下水等碳酸盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例： 硫酸盐腐蚀特点以硫酸盐为介质的海水、地下水等硫酸盐与水泥石中的成分反应生成膨胀性晶体，钙矾石(水泥杆菌)，使水泥石破坏腐蚀过程举例：结晶膨胀 MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2+H2O=Mg(OH)2+CaSO4·2H2O结晶膨胀易溶于水镁盐腐蚀特点以镁盐为介质的海水、地下水等镁盐与水泥石中的成分反应，生成易溶于水或松软无胶凝作用的产物，破坏水泥石腐蚀过程举例：松软且无胶凝能力 碱的腐蚀易溶于水干燥空气结晶膨胀特点碱与水泥石中的成分反应，生成易溶于水、结晶膨胀的产物，破坏水泥石Back 腐蚀原因内因水泥石中存在着易受腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙；水泥石本身不密实，使侵蚀性介质易于进入其内部；腐蚀与介质相互作用；外因腐蚀介质、温度、湿度、介质浓度Back 防止措施根据环境特点，合理选择水泥品种提高水泥石的密实度在混凝土表面覆盖保护层，对有特殊要求的混凝土工程，还可以采用浸渍混凝土Back 硅酸盐水泥的特点和应用强度高适用于高强混凝土和预应力钢筋混凝土工程硬化快适用于要求凝结快、早强高的工程，冬季施工，预制、现浇等工程抗冻性好适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程耐蚀性差不适用与淡水及海水等腐蚀性介质接触的工程Back 耐热性差不适用于有耐热要求的混凝土工程水化热大不适用于大体积混凝土工程，但有利于低温季节畜热法施工耐磨性好适用于公路、地面工程抗碳化性好对钢筋的保护作用强，适合CO2浓度高的环境硅酸盐水泥的特点和应用 混合材料普通硅酸盐水泥(P.O)矿渣硅酸盐水泥(P.S)火山灰质硅酸盐水泥(P.P)粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)复合硅酸盐水泥(P.C)Back§3.3掺混合材料的硅酸盐水泥 混合材料定义分类活性混合材料概述二次水化活性原理非活性混合材料Back 混合材料定义生产水泥时加入的人工或天然矿物材料改善水泥性能调节水泥强度等级降低成本在生产水泥时，为了改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加入的人工或天然的矿物材料。Back 分类按性能分非活性混合材料(填充性混合材料)活性混合材料(水硬性混合材料)按性能分为两类:活性混合材料(水硬性混合材料)非活性混合材料（填充性混合材料）Back 活性混合材料磨细后加水不水化但掺加石灰后发生二次水化反应生成水硬性胶凝产物火山灰活性概述Back SiO2+mH2O+xCa(OH)2xCaO·SiO2·nH2OAl2O3+aH2O+yCa(OH)2yCaO·Al2O3·bH2O活性混合材料消耗Ca(OH)2水硬性胶凝产物火山灰活性 水化反应硅酸盐水泥中加入活性混合材料硅酸盐水泥水化一次水化二次水化虽然活性混合材料不是水泥的组成材料.但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥的性能活性混合材料二次水化反应的特性温度敏感性常温反应速度慢高温反应速度快消耗Ca(OH)2改善孔隙构造 掺活性混合材料的作用提高产量降低成本改善水泥的性能调整强度等级降低水化热减少碱骨料反应的发生扩大应用范围充分利用工业废渣保护环境 常用活性混合材料粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰粉煤灰是一种发电厂燃料废渣粒化高炉矿渣是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性氧化硅和活性氧化铝。火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材料的统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。Back 非活性混合材料Back特点磨成细粉与石灰加水拌和后，不能或很少生成具有胶凝性质的水化产物常用品种石英粘土慢冷矿渣 普通硅酸盐水泥什么是普通硅酸盐水泥技术性质强度要求应用Back 什么是普通硅酸盐水泥？普通硅酸盐水泥是一种水硬性胶凝材料掺加少量混合材料和适量的石膏混合材料的最大掺量不超过15%熟料混合材料石膏磨细水硬性胶凝材料P.OBack 技术性质特点与硅酸盐水泥相近因为混合材料的掺量少，其矿物组成仍在硅酸盐水泥的范围之内不同点细度采用筛余量表示测量通过0.08mm的方孔筛的筛余量≯10%强度等级强度应符合表3.3.1的要求共有六个强度等级:32.5,32.5R,42.5R,42.5,52.5,52.5R最终凝结时间不超过10h 强度等级抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3天28天3天28天32.532.5R42.542.5R52.552.5R11.016.016.021.022.026.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.05.05.55.56.56.57.07.0表3.3.1普通硅酸盐水泥强度要求 普通硅酸盐水泥的应用是通用的水泥主要品种，广泛应用于各种混凝土和钢筋混凝土工程。应用范围与硅酸盐水泥相同。Back 凡有硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣水泥。粒化矿渣掺量为20～70%。水硬性胶凝材料熟料粒化高炉矿渣石膏磨细P.S什么是矿渣硅酸盐水泥？BackSlag（矿渣） 技术性质技术性质:分为6个强度等级:32.5,32.5R,42.5,42.5R,52.5,52.5R（表3.3.2）其它技术性质与普通水泥相同强度等级抗压强度(MPa)抗折强度（MPa）3天28天3天28天32.532.5R42.542.5R52.552.5R10.015.015.019.021.023.032.532.542.542.552.552.52.53.53.54.04.04.55.55.56.56.57.07.0表3.3.2P.S、P.P、P.F的强度要求 P.S的特点与应用性能与硅酸盐水泥和普通水泥有以下区别原因：水泥中混合材料掺量多，熟料成分少，故其性能与硅酸盐水泥有一定的差别。①早期强度低，后期强度高矿渣水泥的水化分两步:水泥熟料的水化;二次水化二次水化早期速度慢，生成的水化产物少，因而强度低后期二次水化速度增长，生成产物数量增加，强度也随之提高。矿渣水泥适用于中期养护的预制构件以及承重迟缓的工程,不适用于早强要求高的工程。与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比 P.S的特点与应用②抗蚀性强，抗碳化能力差。因为氢氧化钙含量低适用于水工或海港混凝土工程不适用于CO2浓度高的工业厂房（如铸造翻砂车间）③水化热低。适用大体积混凝土工程④温度敏感性大适合高温养护 ⑤抗冻性差：早期强度低，且火山灰需水量大。⑥耐热性好适用于有耐热要求的混凝土工程。⑦干缩大，抗渗性差。由于混合材料掺量大，而且高炉矿渣有尖锐棱角，拌和用水量大，保水性差，易产生泌水通道。说明：⑥⑦为P.S特性，其它为PS、PP、PF水泥共性P.S的特点与应用Back 凡有硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏其同磨细制成的水硬性胶凝材料。其中混合材料的掺量为20～50%。火山灰质硅酸盐水泥水硬性胶凝材料熟料火山灰质混合材料石膏磨细P.PPozzolana（火山灰）Back 特点与应用早期强度低，后期强度高耐腐蚀性强，抗碳化性差抗冻性差水化热低温度敏感性大与P.S的相同点 Back与P.S的不同点特点与应用①在潮湿环境或水中养护时抗渗性好。因为细而多孔的火山灰材料适用于有抗渗要求工程发生膨胀胶化作用，生成较多的水化硅酸钙，使水泥石的结构密实②在干燥环境中使用易裂纹、起粉。因为上述水化反应在干燥的环境中不能进行，强度不发展；且以生成的水化硅酸钙凝胶也会使水收缩，产生裂纹，所以不适用于干热地区的地上建筑。③有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含烧粘土的火山灰水泥。 凡有硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。粉煤灰掺量为20～40%。什么是粉煤灰硅酸盐水泥？水硬性胶凝材料熟料粉煤灰石膏磨细P.FBackFlyash（粉煤灰，飞灰） 特点与应用早期强度低，后期强度高耐腐蚀性强，抗碳化性差抗冻性差水化热低温度敏感性大与P.S的相同点 与P.S的不同点Back特点与应用①早强低，因为粉煤灰球形玻璃体表面密实，1～3个月后表面活性物质才发生二次水化作用，适应于承重迟缓的工程。②干缩小，抗裂性好：表面结构密实，吸水量少。③泌水性大（快）易产生失水裂纹，抗渗性差。 复合硅酸盐水泥P.C在硅酸盐水泥熟料中掺入2种或2种以上的混合材料制备而成的硅酸盐水泥。性质32.5～52.5R6个强度等级。其它性质与P.O相同。强度要求见表3.3.3（GB12958-1999）BackCompound（复合） 表.3.3.3复合水泥的强度要求强度等级fc(MPa)fm(MPa)3d28d3d28d32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.55.2522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0Back 第三节特种水泥 特种水泥1、快硬水泥2、白色和彩色硅酸盐水泥3、膨胀水泥和自应力水泥 快硬硅酸盐水泥其他品种水泥①快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥生产方法与硅酸盐水泥基本相同，只是提高了熟料中快硬早强的矿物即C3S和C3A的含量。快硬硅酸盐水泥水化放热速率快，水化热较高，早期强度高，但干缩率较大。快硬水泥以3d强度确定其标号。主要适用于紧急抢修工程和低温施工工程、军事工程、预应力钢筋混凝土构件。②快硬硫铝酸盐水泥凡以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物，加入适量石膏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。快硬硫铝酸盐水泥的主要矿物为无水硫铝酸钙和β-C2S。快硬硫铝酸盐水泥具有快硬、早强、不收缩的特点，宜用于配制早强、抗渗和抗硫酸盐侵蚀混凝土，冬季施工，喷锚支护，抢修工程等。 白色和彩色硅酸盐水泥其他品种水泥普通水泥的颜色主要因其化学成分中所含氧化铁所致。因此，白水泥与普通水泥制造上的主要区别，在于严格控制水泥原料的铁含量，生产中亦须控制其含量。常用的粘土质原料有高岭土、瓷石、白泥、石英砂等，石灰岩质原料则采用白垩。根据国家标准GB2015—91规定，白色硅酸盐水泥分为325、425、525、625四个标号，白水泥按白度分为特级、—级，二级和三级四个等级。彩色硅酸盐水泥可由白色硅酸盐水泥熟料、石膏和耐碱矿物颜料共同磨细制成，也可在普通硅酸盐水泥中加入耐碱矿物颜料制成。白色和彩色硅酸盐水泥在装饰工程中常用来配制彩色水泥浆，配制装饰混凝土，配制各种彩色砂浆用于装饰抹灰，以及制造各种色彩的水刷石、人造大理石及水磨石等制品。 高铝水泥一、高铝水泥的生产、矿物组成与水化产物1.生产：高铝水泥又称矾土水泥，它是以铝矾土和石灰石为原料，经锻烧制得以铝酸钙为主要成分、氧化铝含量约50％的熟料，再磨细制成的水硬性胶凝材料。2.矿物组成：高铝水泥的主要矿物成分为铝酸一钙(简写为CA)，另外还有二铝酸一钙(简写为CA2)、硅铝酸二钙(简写为C2AS)、七铝酸十二钙(简写为Cl2A7)，以及少量的硅酸二钙(C2S)等。3.水化产物：高铝水泥的水化产物主要为水化铝酸一钙、水化铝酸二钙和铝胶(A1203.3H20)。高铝水泥初期强度增长很快，但后期强度增长不显著。水化铝酸一钙和铝酸二钙是介稳型晶体，随时间的推移会逐渐转变为稳定的水化铝酸三钙 二、高铝水泥的特性及应用1.快凝早强，1d强度可达最高强度的80％以上。2.水化热大，且放热量集中。3.抗硫酸盐性能很强，因其水化后无Ca(OH)2生成。4.耐热性好，能耐1300—1400℃高温。5.长期强度要降低。6.施工适宜温度为15℃，应控制在不大于25℃。也不能进行蒸汽养护。高铝水泥不能用于长期承重的结构及高温高湿环境中的工程，适用于紧急军事工程(筑路、桥)，抢修工程(堵漏等)、临时性工程，以及配制耐热混凝土，如高温窑炉炉衬等。配制高铝水泥混凝土时应采用低水灰比。不经过试验，高铝水泥不得与硅酸盐水泥或石灰相混，以免引起闪凝和强度下降。 膨胀水泥和自应力水泥其他品种水泥硅酸盐膨胀水泥是以硅酸盐水泥为主，外加高铝水泥和石膏配制而成。膨胀源均来自于在水泥石中形成钙矾石产生体积膨胀而致。膨胀水泥适用于补偿混凝土收缩的结构工程，作防渗层或防渗混凝土；填灌构件的接缝及管道接头；结构的加固与修补；固结机器底座及地脚螺丝等。自应力水泥适用于制造自应力钢筋混凝土压力管及其配件。使水泥产生膨胀的反应主要有三种：CaO水化生成Ca(OH)2、MgO水化生成Mg(OH)2以及形成钙矾石，因为前两种反应产生的膨胀不易控制，目前广泛使用的是以钙矾石为膨胀组分的各种膨胀水泥。　　①自应力硅酸盐水泥:以适当比例的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、高铝水泥和天然二水石膏磨制而成的膨胀性的水硬性胶凝材料称为自应力硅酸盐水泥。　　②自应力铝酸盐水泥:自应力铝酸盐水泥是以一定量的高铝水泥熟料和二水石膏粉磨而成的大膨胀率胶凝材料。按1：2标准砂浆28d自应力值分为3.0，4.5和6.0三个级别。　　③膨胀硫铝酸盐水泥:凡以适当成分的生料，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，加入适量二水石膏磨细制成的具有可调膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为膨胀硫铝酸盐水泥。 第四节石棉水泥制品 石棉水泥制品石棉水泥制品为石棉与硅酸盐水泥均匀混合制成的一种人造石材。石棉石棉水泥瓦石棉水泥管石棉水泥板石棉纤维表面积大，表面的显微孔隙多，良好的吸附性能，与水泥结合牢固。 石棉水泥制品石棉水泥波瓦可分为小、中、大波瓦，常见规格见表5-12，根据其抗折力、吸水率与外观质量可分为优等品、一等品和合格品三个等级。优点：重量轻、强度高、防火性能好、耐久及施工方便。缺点：较脆、吸水后强度低、易翘曲变形等。 石棉水泥制品石棉水泥板为大张平板，可制成各种尺寸，用作建筑物的墙面板及顶棚板，也可与矿物棉、加气混凝土等绝热材料复合制成复合墙板。石棉水泥管，内表面光滑、质轻、强度高、耐腐蚀、接头方便、可以任意钻孔和切割。常用作石棉水泥输煤气管、石棉水泥井管。石棉水泥管石棉水泥板 THEEND 知识回顾KnowledgeReview