水泥的种类与应用上课讲义.docx

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水泥的种类与应用上课讲义

水泥的种类与应用

水

泥

的

分

类

与

应

用

田桂

DS-11-1

2012\5\29

根据国家标准，按强度等级分为：

22.5、32.5、42.5、52.5和62.5五种。

水泥按品种分为：

火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热矿渣盐水泥、普通硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、砌筑水泥、油井水泥.矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥

火山灰质硅酸盐水泥

定义：

由硅酸盐水泥熟料和20—50％的火山灰质混合材料加入适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

应用学科：

水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；建筑材料（水利）（三级学科）

 由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成的水硬性胶凝材料（简称火山灰水泥）。

代号P.P。

　　 水泥中火山灰质混合材料掺加量按质量百分比记为20%~50%。

火山灰质硅酸盐水泥的特性是：

早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，在高温潮湿环境中强度增长较快，水化热低，抗硫酸盐侵蚀性较好，但抗冻、耐磨性差，拌制混凝土用水量比普通水泥大，，其干缩性相对于一般的混凝土更大，极其容易形成细微的裂缝！

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。

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；且已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。

粉煤灰硅酸盐水泥适用于大体积水工混凝土以及地下和海港工程等。

粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥。

它是由硅酸盐水泥熟料和一定数量的粉煤灰，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

由于粉煤灰的化学成分和结构状态有自身的特点，使粉煤灰水泥的水化硬化及其形成的水泥硬化体具有独特性能。

（1）早期强度低后期强度增进率大：

粉煤灰水泥的早期强度低，随着粉煤灰掺加量的增多早期强度出现较大幅度下降。

因为粉煤灰中的玻璃体极其稳定，在粉煤灰水泥水化过程中其粉煤灰颗粒被Ca（OH）2侵蚀和破坏的速度很慢，所以粉煤灰水泥的强度发育主要反映在后期，其后期强度增进率大，甚至可以超过相应硅酸盐水泥的后期强度。

（2）和易性好，干缩性小：

由于粉煤灰颗粒大都呈封闭结实的球形，且内表面积和单分子吸附水小，使粉煤灰水泥的和易性好，干缩性小，具有抗拉强度高，抗裂性能好的特点。

这是粉煤灰水泥的明显优点。

（3）耐腐蚀性好：

粉煤灰水泥具有较高抗淡水和抗硫酸盐的腐蚀能力，由于粉煤灰中的活性SiO2与Ca（OH）2结合生成的水化硅酸钙，平衡时所需的极限浓度（即液相碱度）比普通硅酸盐水泥中水化硅酸钙平衡时所需的极限浓度低得多，所以在淡水中浸析速度显著降低，从而提高了水泥耐淡水腐蚀能力和抗硫酸盐的破坏能力。

（4）水化热低：

粉煤灰水泥的水化速度缓慢，水化热低，尤其是粉煤灰掺加量较大时水化热降低十分明显。

中热硅酸盐水泥中热水泥具有水化热低，抗硫酸盐性能强，干缩低，耐磨性能好等优点

常用的大坝水泥的一种，简称中热水泥，是指由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。

根据其3d和7d的水化放热水平及28d强度分为425和525两个等级。

中热水泥在水工水泥中的比例约为30%，是我国目前用量最大的特种水泥之一，目前是三峡工程水工混凝土的主要胶凝材料。

低热矿渣硅酸盐水泥

低热矿渣硅酸盐水泥

　　常用大坝水泥的一种，简称低热矿渣水泥，是指由适当成分的硅酸盐水泥熟料加入矿渣、适量石膏磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。

按质量分数计，低热矿渣水泥中矿渣掺入量为20%-60%，允许用不超过混合材总量50%的磷渣或粉煤灰代替部分矿渣，按其强度高低分为325和425两个等级。

低热矿渣水泥具有水化热低，抗硫酸盐性能良好，干缩小能性能。

一般用在大体积混凝土的内部。

 3.1中热硅酸盐水泥：

以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥。

3.2低热矿渣硅酸盐水泥：

以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入矿渣、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥。

水泥中矿渣掺加量按重量百分比计为20％￣60％，允许用不超过混合材总量50％的磷渣或粉煤灰代替部分矿渣。

注：

①矿渣、磷渣和石膏必须分别符合GB203、GB6645和GB5483的规定。

粉煤灰应符合GB1596的规定，并当用户提出低碱要求时，碱含量以Na2O＋（Na2O＋0.658K2O）当量表示不大于2.0％。

采用工业副产石膏时，必须经过试验，并呈报盛市、自治区建材工业主管部门批准。

②磨制水泥时允许加入不损害水泥性能的助磨剂，加入量不超过水泥重量1％。

5技术要求

 5.1铝酸三钙和硅酸三钙熟料中的铝酸三钙含量对于中热水泥不得超过6％，对于低热矿渣水泥不得超过8％；熟料中硅酸三钙含量对于中热水泥不得超过55％。

5.2氧化镁熟料中氧化镁含量不得超过5％。

如水泥经压蒸安定性试验合格，允许放宽到6％。

 5.3游离氧化钙生产中热水泥时，熟料中游离氧化钙含量不得超过1.0％；生产低热矿渣水泥时，熟料中游离氧化钙含量不得超过1.2％。

5.4碱碱含量由供需双方商定。

当水泥在砼中和骨料可能发生有害反应并经用户提出低碱要求时，中热水泥熟料中的碱含量以Na2O＋（Na2O＋0.658K2O）当量表示不得超过0.6％，低热矿渣水泥熟料中的碱含量不得超过1.0％。

5.5三氧化硫水泥中的三氧化硫含量不得超过3.5％。

5.6细度0.080mm方孔筛筛余不得超过12％。

 5.7凝结时间初凝不得早于60min,终凝不得迟于12h。

5.8安定性水泥安定性必须合格

普通硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料、5%-20%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。

　　国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：

（1）细度筛孔尺寸为80µm的方孔筛的筛余不得超过10%，否则为不合格。

（2）凝结时间初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。

　　（3）标号根据抗压和抗折强度，将硅酸盐水泥划分为325、425、525、625四个标号。

　　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）耐腐蚀性稍好

　　（3）水化热略低

　　（4）抗冻性和抗渗性好

　　（5）抗炭化性略差

　　（6）耐磨性略差

抗硫酸盐硅酸盐水泥

抗硫酸盐硅酸盐水泥按其抗硫酸盐侵蚀程度分为中抗硫酸盐硅酸盐水泥和高抗硫酸盐硅酸盐水泥两类。

以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为中抗硫酸盐硅酸盐水泥。

简称中抗硫水泥。

代号P·MSR。

以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为高抗硫酸盐硅酸盐水泥。

简称高抗硫水泥。

 中抗硫酸盐硅酸盐水泥

　种类　

以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为中抗硫酸盐硅酸盐水泥。

简称中抗硫水泥。

代号P·MSR。

　　高抗硫酸盐硅酸盐水泥

　　以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为高抗硫酸盐硅酸盐水泥。

简称高抗硫水泥。

代号P·HSR。

用途

在侵蚀环境条件下，许多通用水泥配制的混凝土工程短期内就发生早期损坏甚至彻底破坏，工程寿命远远达不到设计使用年限，给国家造成了很重的维修和重建负担；为此设计单位元考虑到工程的重要性，沿海地区、盐碱地基础工程或地下水中含SO42－离子浓度高的工程，必须要用抗硫水泥确保工程质量来满足工程设计的要求，主要是抵抗硫酸根离子及其它异离子的侵蚀,是普通水泥所不能达到抗腐蚀效果的理想产品,该水泥主要控制水泥中部分成分的含量来达到该效果。

   混凝土抵抗侵蚀的能力与水泥混凝土的密实性有关，水灰比大的混凝土，水泥石的孔隙率大，抗渗能力差，最容易受到侵蚀破坏，所以减少水灰比提高混凝土的密实度也可以增强抗侵蚀的能力。

抗硫酸盐水泥适用于一般受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧涵、引水、道路和桥梁基础等工程，主要在沿海或盐碱地。

砌筑水泥

砌筑水泥是由一种或一种以上活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，代号M。

这种水泥的强度较低，不能用于钢筋混凝土或结构混凝土，主要用于工业与民用建筑的砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等。

油井水泥

具有合适的密度和凝结时间，较低的稠度，用其配制的预拌油井混凝土具有良好的抗沉降性和可泵性。

将其注入预定（温度、压力）的井段，能迅速凝结硬化并产生一定的机械强度。

混凝土固化后具有良好的抗渗性、稳定性和耐腐蚀性。

油井水泥属特种水泥，由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏和助磨剂磨细制成。

具有合适的密度和凝结时间，较低的稠度，用其配制的预拌油井混凝土具有良好的抗沉降性和可泵性。

将其注入预定（温度、压力）的井段，能迅速凝结硬化并产生一定的机械强度。

混凝土固化后具有良好的抗渗性、稳定性和耐腐蚀性。

油井水泥属特种水泥，由水硬性硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏和助磨剂磨细制成。