第五节掺混合材料的水泥解析

2）适用于大体积混凝土及耐热混凝土工程；
3）可用于有硫酸盐、软水侵蚀要求的混凝土 工程，蒸汽养护的混凝土构件中等。
（2）火山灰质混合材
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）。
2005年6月5日，墨西哥西部科利马省的科利马火山喷发， 喷出的火山灰将近5千米高。
R=1时-----矿渣无活性； R值越高，矿渣活性越好
国家标准对粒化高炉矿渣质量要求
（1）质量系数K不应小于1.2
（2）MnO2不得超过4%；
（3）块状矿渣以质量计，不得超过5%，最大 直径不得超过10cm； （4）不得混有外来夹杂物，金属铁应严格控制。
用途
1）广泛用于地上、地下或水中混凝土工程；
一、水泥混合材料
1、混合材定义及作用 在生产水泥时，为改善水泥性能， 增加水泥产量、降低能耗和调节水泥强度 等级而加到水泥中去的天然的和人工的矿 物材料----称为混合材。
调节水泥强度等级（合理使用） 改善水泥性能（增加品种）
作 用
降低成本（增加产量）
改善环境（废料利用）
2、分类
按作用分
活性混合材料 (水硬性混合材料)
活性评定方法
A、化学法
将含30%火山灰的水泥 20g与100ml水制成浑浊 液，于40℃±2℃条件下养 护7~14天。将溶液过滤， 滴度（以mmol/L）表示，然后在火山灰活性图上， 以CaO为纵坐标，OH-为横坐标画点。
饱和
不饱和
若试验点落在曲线下方，说明该火山灰质材 料能与熟料析出的Ca(OH)2反应，即具有活性。 反之，无活性。
碱性激发剂
能造成氢氧化钙液相以激发矿渣活性的 物质。如熟料中C2S和C3S水化放出Ca(OH)2， 故熟料和石灰属于碱性激发剂。
激发机理： 碱性溶液能破坏玻璃体表面的结构，使水分 易于进入，造成矿渣颗粒的分散和解体，产生有胶 凝性的水化硅酸钙和水化铝酸盐。
硫酸盐激发剂
在含有氢氧化钙的碱性介质中，加入一定Βιβλιοθήκη Baidu 量的硫酸钙，能使矿渣的活性更充分发挥出来。 激发机理： CaSO4的掺入，能进一步与矿渣中的活性 Al2O3在Ca(OH)2液相环境下生成水化硫铝酸钙， 而使强度增高。
概念：
凡天然的或人工的以SiO2和Al2O3为主要
成分的矿物质原料，磨成细粉拌水后本身不
能硬化，但与石灰混合加水拌和成胶泥状，
既能在空气中硬化又能在水中硬化称为火山 灰质混合材。
分类及组分
天然：火山灰、凝灰岩、浮石。其活性成分 为火山玻璃质。 人工：烧页岩、烧粘土，自燃过的煤渣、 硅质渣等。其化学成分中含有活性 SiO2和Al2O3（~70%）。 天然的火山灰质混合材的活性一般都不如人工。 火山灰质混合材的活性一般都不如矿渣好.
用途
除了用于一般工业与民用建筑外，更适用 于大体积混凝土工程和水工、海工混凝土工程。
二、掺混合材的通用水泥
1、定义、代号和混合材掺加量
按国家标准GB1344-1999和GB12958-1999规定：
用途
与一般矿渣水泥相同，根据本身特
点，还较适用于具有抗渗要求的混凝土
工程。
（3）粉煤灰
活性来源
物相结构-----低铁玻璃体。其含量越高，活性越高。 化学成分---- 游离的SiO2、Al2O3，含量越高活性也越高。
粉煤灰越细，表面积越大活性也越好。
粉煤灰结构致密，水化 速度缓慢。 粉煤灰颗粒经过1年时间 才有1/3水化， 而矿渣水化 1/3只需90天。
MnO和TiO2
活性表示
CaO% Al 2O3 % MgO% 质量系数： K SiO2 % MnO% TiO2 %
K值越大，活性越好。
影响活性 的主要因 素
化学成分和成粒质量
此外，矿渣的成粒也对矿渣的活性影响很大。 一般说来， 矿渣的熔融温度越高，冷却速度越快， 则玻璃体含量越高，活性就越好。
3、常用混合材的活性及评定 （1）粒化高炉矿渣 高炉炼铁时的熔融渣经急冷粒化而得，故 称粒化高炉矿渣，简称矿渣。
组分及活性：
易形成低活 性的低碱性 硅酸钙和高 硅玻璃而降 低矿渣活性。
CaO、Al2O3、MgO、SiO2（30~40%）
形成C2S的 主要组分
在激发剂作用下， 与Ca(OH)2和石 膏反应，生成水 化铝酸钙等。 增加熔融矿渣 的流动性，促 使矿渣粒子化， 利于活性。
因此，水泥生产中在烘干矿渣时，必须注 意避免温度过高（900℃），以免矿渣产生 “反玻璃化”现象而结晶，失去活性。
活性评定方法
化学分析法：K 物理法：直接测定矿渣硅酸盐水泥强度的方法。 用强度比值R来评定矿渣的活性。
R 矿渣硅酸盐水泥的 28天抗压强度100 不掺矿渣的硅酸盐水泥 的28天抗压强度（ 100- 矿渣掺入百分数）
非活性混合材料 (填充性混合材料)
活性混合材料 混合材料磨成细粉，与石灰 或与石灰和石膏拌合在一起，并 加水后，在常温下，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，称为活性 混合材料。
非活性混合材料
活性混合材料
非活性混合材料
非活性混合材料是指不与 水泥成分起化学作用或作用很 小的混合材料。主要起惰性填 充作用，掺入的目的主要是为 了提高水泥的产量，调整水泥 的标号，减少水化热，故又被 称为填充性混合材料。
活性混合材与非活性混合材的区别
非活性混合材： 不含与Ca(OH)2反应而生成C-S-H凝胶等产物的活 性组分，即没有吸收Ca(OH)2的能力，但可改善水泥 的颗粒组成、起填充作用，对提高水泥强度有利。
活性混合材： 在激发剂作用下表现出水硬性，并含有活 性组分的混合材料。
碱性（硅酸盐水泥熟料和石灰） 硫酸盐（天然石膏、CaSO4为主要成分的 化工副产品如磷石膏、氟石膏等）
B、物理法：强度对比试验法。
水泥胶砂强度比R比法：
掺30%火山灰的水泥 28d抗压强度 R比 100% 硅酸盐水泥28d抗压强度
用于水泥中的活性火山灰质混合材料， 国家标准GB/T2847-1996规定： 火山灰活性试验有活性；强度比R比应大于62%； 此外，人工火山灰质混合材，其烧失量不得超过10%， SO3不得超过3%。