掺混合材的硅酸盐水泥.ppt

1、第三章第三章 第二节第二节 掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的硅酸盐水泥定义:由硅酸盐水泥熟料,掺入适量的混合材料和石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料。种类: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、复合硅酸盐水泥等。影响这些水泥性能的主要因素是混合材料的种类混合材料的种类和掺量。和掺量。注意将这些水泥的组成,性能,应用等与硅酸盐水泥进行比较。一.混合材料定义:在水泥生产过程中,掺入的天然或人工矿物材料。目的:节约能源,利用工业废料,降低成本,增加品种,改善性能等。分类:活性混合材料和非活性混合材料。(一)非活性混合材料组成:SO2,Al2O3,Fe2O3。结构:为结晶结

2、构,常温下不能与石灰进行反应。品种:石英砂,石灰石,粘土,慢冷矿渣等。(二)活性混合材料 常温下在碱性和硫酸盐环境中能发生水化及凝结硬化:xCa(OH)2+SiO2+mH2OxCaOSiO2(x+m)H2OyCa(OH)2+Al2O3+nH2OyCaOAl2O3(y+n)H2O C3AH6+3CaSO42H2O+19H2O 3CaOAl2O33CaSO431H2O常见品种:粒化高炉矿渣,火山灰质混合材料(火山灰,凝灰岩,浮石,沸石岩,烧页岩,烧粘土,烧煤矸石,硅灰等),粉煤灰。组成与结构:活性SiO2,活性Al2O3,活性Fe2O3。无定型玻璃体结构。二.普通硅酸盐水泥 1.定义:由硅酸盐水泥

3、熟料,615混合材料,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料(PO)。2.技术要求:初凝45min终凝10h。共分6个强度等级。见表36。其余基本同硅酸盐水泥。3.性能性能(与硅酸盐水泥比较与硅酸盐水泥比较)早期硬化稍慢,水化热略低,强度稍有下降,抗冻性,耐磨性,抗碳化性能略低,耐腐蚀性能稍好。应用范围更广。三.矿渣水泥,火山灰质水泥,粉煤灰水泥,复合水泥 1.定义与组成矿渣水泥(PS):由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣(2070),适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。火山灰水泥(PP):由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料(2050),适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。粉煤灰水泥(PF):由硅酸盐水泥熟

4、料和粉煤灰(2040),适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。复合水泥(PC):由硅酸盐水泥熟料,两种或两种以上规定的混合材料(15 50),适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。2.技术要求要求基本同普通硅酸盐水泥。3.水化过程及特点水化过程及特点(1)水化分两步进行第一步:硅酸盐水泥熟料首先水化,形成碱性和硫酸盐环境。第二步:在碱性和硫酸盐激发剂作用下,活性混合材料水化。(2)水化过程特点(与硅酸盐水泥比较)水化特点水化特点:水化速度较慢,水化热较低,凝结硬化速度较慢。原因:熟料少,C3A和C3S少,二次反应。水化产物特点水化产物特点:Ca(OH)2和C3AH6少,碱度低。原因:熟料少,活性混合材

5、料水化消耗Ca(OH)2。上述特点程度取决于活性混合材料的掺量,掺量越大,其特点越突出。4.性能与应用(1)矿渣水泥 早强低,后强高。适用于一般的地上,地下,水中混凝土工程,适合蒸汽养护。不宜早强要求高,低温环境施工的工程。水化热小,且放热缓慢。适用于大体积的混凝土工程。耐腐蚀性较好,耐热性好。适用于有硫酸盐,镁盐,软水等腐蚀作用的工程,耐热混凝土工程。抗冻性,抗碳化性差,耐磨性差,保水性差,干缩大。.不宜严寒地区工程,抗碳化工程,地面和路面工程,干湿循环频繁的工程。(2)火山灰水泥,粉煤灰水泥 与矿渣水泥比较:火山灰水泥 泌水性较小,抗渗性较好,耐磨 性较差(结构疏松多孔)。粉煤灰水泥 需水

6、量比较低,干缩性比较小,抗裂性 较好。(3)复合水泥与普通水泥比较:强度发展上接近普通水泥,但水化热较低,耐腐蚀性能较好,并具有与之接近的抗渗性和抗冻性,是一种综合性能好的水泥。通用水泥的主要性能与应用见表38。第三节第三节 专用水泥和特性水泥专用水泥和特性水泥一.道路硅酸盐水泥(1)定义:由道路硅酸盐水泥熟料,010活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。(2)熟料矿物组成特点:铝酸三钙含量5.0%,铁铝酸四钙的含量16.0%。(3)技术指标特点:初凝时间不得早于1.5h，终凝时间不得迟于10h。干缩率不得大于0.10%。28d磨耗量不得大于3.00kg/。强度等级为32.5,42.

7、5,52.5三个等级。(4)性能特点:具有较高的早强和抗折强度,耐磨性好,干缩小,抗冲击性和抗冻性好,具有一定的抗硫酸盐腐蚀性能。二.白色硅酸盐水泥组成特点:氧化铁的含量0.5。此外控 制氧化锰,氧化钛,氧化铝的含量。技术指标特点:白度:与氧化镁标准版的反射率的比值(%)87%。彩色硅酸盐水泥:白色硅酸盐水泥熟料与适量的石膏和耐碱矿物颜料共同磨细。应用:装饰砂浆和混凝土,如水磨石,水刷石,斩假石,人造大理石等。三.快硬硅酸盐水泥(1)定义:以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的早期(3d)强度增长率较快的水硬性胶凝材料。(2)组成特点:熟料中 C3A,C3S,石膏掺量,粉磨细度。(3)技术指标:

8、3d抗压强度表示,分325,375,425 三个标号标号。(4)应用:配制早强,高强度等级的混凝土,适用于紧急抢修工程,低温施工工程和高强度等级的混凝土预制构件等。四.中热水泥,低热水泥和低热矿渣水泥(1)定义中热水泥(PMH)以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量的石膏,磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。低热水泥(PLH)以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量的石膏,磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。低热矿渣水泥(PSLH)以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入2060粒化高炉矿渣,适量的石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。(2)组成特点熟料矿物中:C3AC3S,C4AFC2S

9、 C3S不宜过少,否则早强。(3)性能特点中热水泥水化热较低,抗冻性与耐磨性较高。低热矿渣水泥水化热更低,早期强度低,抗冻性与耐磨性较差。低热水泥性能处于二者之间。(4)工程应用中热水泥和低热水泥适用于大体积高抗冻性和耐磨性的工程,如水工建筑物水位变动区的覆面层及大坝溢流面。低热矿渣水泥适用于大体积建筑物或大坝内部要求更低水化热的部位。均可用于较低硫酸盐侵蚀程度的工程。五.抗硫酸盐硅酸盐水泥(1)定义中抗硫酸盐水泥(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中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料。高抗硫酸盐水泥(P.HSR)以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏

10、,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。(2)熟料矿物组成特点 熟料矿物中:C3AC3S,C4AFC2S C3S不宜过少,否则早强。(3)技术指标特点 按3d和28d龄期的抗压和抗折强度划分为 425,525两个标号。(4)抗硫酸盐腐蚀能力评定方法 抗硫酸盐腐蚀系数F:水泥试件在硫酸根离子浓度分别为2 500mgL和8 000mgL的硫酸钠溶液中,浸泡6个月后的强度与同时浸泡在饮用水中的试件的强度之比。F 0.8。(5)工程应用 主要用于受硫酸盐侵蚀的海港,水利,地下,隧道,引水,道路和桥梁基础等工程。六.膨胀水泥和自应力水泥1.膨胀水泥硬化结构形成原理膨胀水泥组成包括强度

11、组分和膨胀组分。膨胀组分膨胀组分 水化时形成体积膨胀的产物。强度组分强度组分 其水化产物修补由于膨胀产生的结 构破坏和形成强度。两组分的作用交替进行,直至膨胀水泥石结构最终形成.2.定义和分类定义:硬化过程中体积不收缩或微有膨胀的水泥.分类:(1)按线膨胀率 1 膨胀水泥 13 自应力水泥(2)按成分自应力硅酸盐水泥 明矾石膨胀水泥铝酸盐自应力水泥膨胀硫铝酸盐水泥和自应力硫铝酸盐水泥 3.技术指标特点膨胀水泥 1d,28d自由膨胀率。自应力水泥 1d,28d自由膨胀率。7d,28d自应力值(确定等级)。4.工程应用 膨胀水泥石结构致密,所以具有良好的抗渗性和抗冻性。配制防水砂浆和防水混凝土,浇

12、灌构件的接缝及管道的接头,堵塞与修补漏洞与裂缝等。自应力钢筋混凝土结构工程和制造自应力压力管等。第四节第四节 铝酸盐水泥铝酸盐水泥定义:凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料,磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥(CA)。一.分类和矿物组成按Al2O3的含量:CA-50 50%Al2O360%CA-60 60%Al2O368%CA-70 68%Al2O377%CA-80 77%Al2O3矿物成分:主要 CA,CA2。次要 C12A7,C2S,C2AS。若CA 则水硬活性,水化速度。若CA2 则耐火性能,水化速度。二.铝酸盐水泥的水化和硬化结构 1.铝酸一钙的水化20时 CA+10H2OCAH1O20

13、30时 2CA+11H2OC2AH8+AH3 30时 3CA+12H2OC3AH6+2AH32.二铝酸一钙的水化20时 2CA2+26H2O2CAH1O+2AH3 2030时 2CA2+17H2OC2AH8+3AH3 30时 3CA2+21H2OC3AH6+5AH33.硬化结构CAH10和C2AH8针状或板状结晶形成坚强 的骨架,难溶于水的氢氧化铝凝胶填充其中形成致密的凝胶体结构,具有很高的强度。晶型转变(自发过程,随温度增高而加速):CAH10和C2AH8(亚稳定相)C3AH6(稳定相)晶型转变后果:析出大量的游离水,增大了孔隙体积,强度降低。4.性能特点与应用(1)快硬早强(CA-50,CA-60)宜于紧急抢修工程和早强要求高的工程。(2)早期水化热大(CA-50,CA-60)不宜大体积混凝土,适合于冬季施工。(3)抗硫酸盐侵蚀能力强,但不耐碱。(4)耐高温性能好(尤CA-70和CA-80)配制耐火混凝土,用作各种高温炉衬的内衬。(5)最适宜的硬化温度为15左右,一般不得超过25。使用时还应注意:不得与硅酸盐水泥,石灰等混合,否则将产生瞬凝。以最低稳定强度设计。试件在502水中养护,以7天和14天强度值低者来确定。一般不宜蒸汽养护,必须时养护温度不得高于50。