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第三章 掺混合材料的硅酸盐水泥3
材料的掺量20%~40%。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
2、技术要求
(1)细度、凝结时间、体积安定性 三种水泥的细度要求80μm方孔筛,筛余量不得超过10%或45μm方 孔筛,筛余量不得超过30% 。凝结时间、体积安定性同普通水泥要 求。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥ຫໍສະໝຸດ JIANZHUCAILIAO
3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
由于三种水泥中熟料的含量少,二次水化反应又比较慢,因此 早期强度低,但后期由于二次水化的不断进行及熟料的继续水
化,水化产物不断增多,使得水泥强度发展较快,后期强度可
赶上或超过同强度等级的普通硅酸盐水泥。 这三种水泥不适合用于早期强度要求高的混凝土工程,如冬 季施工、现浇工程等。
碍作用,因此,普通水泥和硅酸盐水泥不适合于高温养护。
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(5)抗炭化性较差 用这三种水泥拌制的砂浆和混凝土,由于其中氢氧化钙含量少 ,碱度较低,其中矿渣水泥最为明显, 低碱度使得碳化作用进 行的较快且碳化深度也较大。不适合用于二氧化碳含量高的工 业厂房,如铸造车间。 (6)抗冻性差 这三种水泥早期强度低。受冻易损害,且混合材料加入需水量大
(2)氧化镁、三氧化硫含量 氧化镁的含量应≤6%,若氧化镁的含量>6%,需进行压蒸安 定性检验并合格。
矿渣硅酸盐水泥中三氧化硫的含量应≤4% ,火山灰硅酸盐水 泥、粉煤灰硅酸盐水泥中三氧化硫的含量应≤3.5% 。
(3)强度等级 这三种水泥的强度等级按3d、28d的抗压强度和抗折强度来划 分,各强度等级水泥的各龄期的强度不得低于表3-9中的数值。
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2、非活性混合材料 在水泥中主要起填充作用而不与水泥发生化学反应或化学反应很 微弱的矿物材料,又称填充性混合材料。在水泥中掺入非活性混 合材料主要是为调节水泥强度等级、节约水泥熟料、提高水泥产 量。 非活性混合材料包括:质地较坚实的有石英岩、石灰岩、砂岩等 磨成的细粉;质地较松 软的有粘土、黄土等。另外,凡不符合技 术要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉煤灰等。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
(4)湿热敏感性强,适合高温养护 这三种水泥在低温下水化明显减慢,强度较低,采用高温养护可大大 加速活性混合材料的水化,并可加速孰料的水化,故可大大提高早期 强度,且不影响后期强度的发展。 与此相比,普通水泥和硅酸盐水泥在高温养护,虽然早期强度可提高 ,但后期强度发展会受到影响,比一直在低温下养护的强度低。 主要原因是普通水泥和硅酸盐水泥的水化速度较快,短时间内生成大 量的水化产物,这些水化产物对未水化的水泥颗粒的后期水化起到阻
≥32.5 ≥42.5 ≥52.5
≥2.5
≥3.5 ≥3.5
42.5R
52.5 52.5R
≥19.0
≥21.0 ≥23.0
≥4.0
≥4.0 ≥4.5
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
3、性质与应用 上述三种水泥都是在硅酸盐水泥熟料基础上加入大量活性混合 材料再加入适量石膏磨细制成,所加混合材料在化学组成和化 学活性上基本相同,并且在加水调制后经历了非常相似的水化 过程,因而这三种水泥存在很多共性,但每种活性混合材料的
3CaO Al2 O3 6H 2 O 3CaO Al2 O3 6H 2 O
4CaO Al2O3 Fe2O3 7H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O CaO Fe2O3 H 2O
为了调节水泥的凝结时间,掺入适量石膏作缓凝剂反应式如下:
3CaO Al2O3 6H 2O 3(CaSO4 2H 2O) 19H 2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H 2 O
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(2)抗软水、抗腐蚀能力强。 由于水泥的熟料少,因而水化生成的氢氧化钙和水化铝酸三钙 含量少,加之二次水化反应还要消耗一部分氢氧化钙和水化铝 酸三钙,因此水泥中造成腐蚀的因素大大降低。 适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等腐蚀作用的环境,如水工、 海港、码头等混凝土工程。 (3)水化热低,适合用于大体积混凝土
混合材料掺量50%~70%,B型,代号P.S.B
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火山灰质硅酸盐水泥:简称火山灰水泥,凡由硅酸盐水泥熟料 和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料, 代号P· P;混合材料的掺量20%~40%。 粉煤灰硅酸盐水泥:简称粉煤灰水泥,凡由硅酸盐水泥熟料和 粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,代号P· F;混合
3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
水泥加水拌和后,水泥浆体能够保持一定 的水分而不析出的性能,称为保水性 当加水量超过其保水能力时,在凝结过程 中,将有部分水从水泥浆中析出,这种析 出水分的性能,称为泌水性
2)保水性差,泌水性大、干缩性大。 矿渣与熟料共同粉磨过程中,矿渣颗粒难于磨得很细,且矿渣玻璃质 亲水性较弱, 因而矿渣水泥的保水性较差,泌水性较大。这是一个缺点 ,它易使混凝土内形成毛细管 通道及水囊,当水分蒸发后,便形成孔 隙,干缩性大,降低混凝土的密实性、均匀性及抗渗性。
石灰石或粒化矿渣 硅酸盐水泥生产工艺流程示意图
P.II水泥 简称两磨一烧
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(二) 硅酸盐水泥熟料矿物组成及特性 CaO
8000C左右 分解反应
3CaO· 2(C3S) SiO
800~14500C 结合反应
SiO2 Al2O3
2CaO· 2 (C2S) SiO
生料
3CaO· 2O3 (C3A) Al
3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
混合材料指在生产水泥时,为改善水泥性能,调节水泥强度等 级,而加到水泥中人工的或天然的矿物材料。 活性混合材料 按参与水化的程度
混合材料
非活性混合材料 1、活性混合材料 活性混合材料指与石灰或与石膏拌合在一起,并加水后 ,常温 下,能生成具有胶凝性的水化产物,既能在水中又能在空气中 硬化的混合材料。
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(2)强度和强度等级 硅酸盐水泥分4个强度等级,即42.5、42.5R、52.5、52.5R,表(3-8) 普通水泥的其他技术性质要与硅酸盐水泥相同。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
(二) 普通硅酸盐水泥的主要性能及应用 普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少,其性质与硅酸盐水泥 基本相同,略有差异,主要表现为: (1)早期强度略低 (2)水化热略低 (3)耐腐蚀性稍好 (4)耐热性稍好 (5)抗冻性、耐磨性、抗炭化性略差
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥 通用硅酸盐水泥
混合材料的品种 掺量的大小
矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
Ⅰ型硅酸盐水泥(P.Ⅰ) 硅酸盐水泥
(不掺加混合材料)
(混合材料掺量﹤5%)
Ⅱ型硅酸盐水泥(P. Ⅱ)
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(一) 硅酸盐水泥的原料及生产 P.I水泥
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
活性混合材料主要包括:粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉 煤灰 目的是阻止结晶,使其绝 (1)粒化高炉矿渣
大部分成为不稳定的玻璃 体,储有较高的化学性能 ,从而有较高的潜在活性
粒化高炉矿渣是将炼铁高炉的熔融矿渣,经急速冷却得到的松软 颗粒。 粒化高炉矿渣的化学成分主要是活性CaO、SiO2、Al2O3。如果 CaO、Al2O3 含量越高,则矿渣活性越高。
本身又有性质和特征的差异,又使得三种水泥有各自的特性:
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
三种水泥的共性: (1)凝结硬化慢,早期强度低、后期强度发展快。 水化:分二步进行:首先熟料与水发生反应,生成的产物与硅酸
盐水泥相同,随后是熟料矿物水化析出的氢氧化钙和掺入水泥中
的石膏分别作为碱性激发剂和硫酸盐激发剂,与活性混合材料的 活性成分发生二次水化反应,生成水化产物。
2、硅酸盐水泥的凝结硬化(了解)
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(1)熟料矿物组成的影响 (2)水泥细度的影响 (3)石膏的掺量
3、影响水泥凝结、硬化的因素
(4) 养护湿度和温度的影响 (5) 龄期的影响
(6) 水灰比的影响
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1、细度
评价指标
初凝时间
2、凝结时间 (四) 硅酸盐水泥的技术要求
,又因为保水性差,易在水泥内产生孔隙通道,抗冻性差。故不
宜用于严寒地区,特别是严寒地区水位经常变动的部位。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
三种水泥的特性: (1)矿渣水泥
1)耐热性强。矿渣水泥的耐热性较强,因此,较其它品种水泥 更适用于高温车 间、高炉基础等耐热工程。
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应用:与硅酸盐水泥基本相同,甚至在一些不能用硅酸盐水泥的 地方也可采用普通水泥。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
3.3.3 矿渣硅酸盐水泥 3.3.4 火山灰质硅酸盐水泥
3.3.5 粉煤灰硅酸盐水泥
1、概念 矿渣硅酸盐水泥:简称矿渣水泥,由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿 渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 混合材料掺量20%~50%,A型,代号P.S.A 矿渣硅酸盐水泥
终凝时间
3、标准稠度用水量 4、体积安定性 产生体积安定性不良的原因 5、水泥的强度与等级 6、水化热
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