第二节掺混合材的硅酸盐水泥解析
胶凝材料学掺混合材料的硅酸盐水泥
这种方法可以说明材料是否具有火山灰性， 但要说明材料的火山灰性大小，还须根据 强度试验的结果。
〔2〕强度法：
测定掺30%火山灰质混合材料水泥的抗压 强度与硅酸盐水泥的抗压强度比值。
要求不得低于62%。
〔3〕综合评定：
当火山灰试验点落在Ca(OH)2饱和溶液的 下方，且28d强度比大于62%，即为活性 混合材料。否那么为非活性混合材料。
因为熟料含量少，所以 硅酸三钙和铝酸三钙 含量相对减少，而且 水化过程又较慢，因 此其水化热一般都比 普通水泥小得多。
随着火山灰含量增大， 水
水化热减少。
化
适用于大体积混凝土 热
中。
水泥中火山灰含量，%
2、早期强度低，后期强度增长快 。 早期强度低，后期增长快。 随着火山灰含量的增加，强度下降。 适宜蒸汽养护等湿热处理方式
3、具有较高的抗侵蚀能力，抗碳化能力差。
氢
氧
化
钙
氢
含
氧
量
化
〔
钙
以
CaO
含
量
计
〕
水化初期，随着养护时间的延长，熟料矿物 不断水化，使水泥浆体中氢氧化钙含量增加。 又因为，其中熟料矿物含量减少，所以在相 同时间时，氢氧化钙的含量较少。
此后，随着活性反响的进行，氢氧化钙的含 量开始下降。最终使其水泥石中氢氧化钙含 量远远低于硅酸盐水泥石中的，所以具有较 好高的抗侵蚀性能。
曲线上方的Ca(OH)2浓 度是过饱和的，曲线下方 的Ca(OH)2浓度是不饱 和的。
具有火山灰活性的材料， 其组成中有活性Al2O3和 活性SiO2，能与水泥水 化产生的Ca(OH)2作用， 所以，与火山灰共存的 Ca(OH)2溶液的浓度往 往是不饱和的，处于曲线 的下方。
掺混合材的硅酸盐水泥
三种水泥各自特性
粉煤灰水泥
❖ 早期强度、水化热更低； 适用于大体积工程。
❖ 干缩小，抗裂性好。
▪粉煤灰表面致密的球形颗粒，流动性好，吸水量少。
四、 复合硅酸盐水泥
两种及以上混合材
磨细
硅酸盐水泥熟料
水硬性胶凝材料
复合酸盐水泥 P·Ｃ
适量石膏
❖通用水泥的主要品种之一； ❖混合材总掺量为15% ～ 50%； ❖允许≯8%的窑灰代替部分混合材。
（五）活性混合材的作用
➢ 活性混合材与水调和后，本身不会硬化或硬化极慢，强度 极低，在氢氧化钙溶液中显著水化，而在饱和的该溶液中 水化更快，水化反应：
▪ xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O —— CaOSiO2(m +x) H2O ▪ yCa(OH)2 + A2O3 + nH2O —— CaOA2O3(n +y) H2O ➢ 掺混合材的硅酸盐水泥水化分两步： ▪第一步：水泥熟料的水化； ▪第二步：氢氧化钙与活性混合材中的活性组分反应生成
（二）混合材的分类
Hale Waihona Puke 分类活性混合材非活性混合材
特点：本身并不具有胶凝性质或胶结能
力很小，但与石灰、石膏一起，在常温下 能生成具有水硬性的水化产物。
常用品种：粒化高炉矿渣，粉煤灰
火山灰。
特点：不与水泥成分起化学作用或作用很
小， 掺入的作用主要是为了提高水泥的 产量，调整标号，减少水化热。 称为填充性混合材料。 常用品种：如石英、黏土、慢冷矿渣
灰
灰
硅
酸
酸
硅
硅
酸
盐
盐
酸
酸
盐
水
水
盐
谈建筑掺混合材料的硅酸盐水泥的应用
谈建筑掺混合材料的硅酸盐水泥的应用摘要：为了调整水泥强度等级，扩大使用范围，改善水泥的某种性能，增加水泥的品种和产量，充分利用工业废料，减低水泥成本，可以在硅酸盐水泥中掺入一定量的混合材料。
关键词：建筑;掺混合材料;硅酸盐;水泥;应用为了调整水泥强度等级，扩大使用范围，改善水泥的某种性能，增加水泥的品种和产量，充分利用工业废料，减低水泥成本，可以在硅酸盐水泥中掺入一定量的混合材料。
1、普通硅酸盐水泥根据gb175-1999定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、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），优号p·o。
掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5%石的窑灰〈水泥回转窑窑尾废气中收集下的粉尘）或不超过水泥质量10%的非活性混合材料来代替；掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量的10%。
1.1技术要求凝结时间初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。
强度和强度等级根据3d和28d龄期的抗折和抗压强度，将普通硅酸盐水泥划分为32.5、 32.51r， 42.5、 42.5r，52.5、 52.5r三个强度等级。
普通硅酸盐水泥的体积安定性、氧化镁含量、二氧化硫含量等其它技术要求与硅酸盐水泥相同。
1.2普通硅酸盐水泥的主要性能及应用普通硅酸盐水泥中掺入不超过15%的混合材料，主要是为了调节强度等级、增加产量。
与硅酸盐水泥的差别为早期强度稍低、水化热稍低、抗冻性稍差、碱度较低、耐蚀性和耐热性稍好、耐磨性和抗碳化性略有降低。
由于普通硅酸盐水泥的性质与硅酸盐水泥差别不大，因此，两种水泥应用范围基本相同。
但是有一些硅酸盐水泥不能用的地方普通硅酸盐水泥可以用，使得普通硅酸盐水泥成为建筑行业应用面最广、使用量最大的水泥品种。
2、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥2.1技术要求细度、凝结时间与体积安定性这三种水泥的细度、凝结时间、体积安定性要求与普通水泥相同。
掺混合材的硅酸盐水泥
• ④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:①熟料中 C3A↑,C3S↑,
②石膏掺量↑, ③粉磨细度↑ 。 (3)技术指标: 3d抗压强度表示,分325,375,425
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组分和膨胀组分。
• 膨胀组分 水化时形成体积膨胀的产物。
• 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。
养护。不宜早强要求高,低温环境施工的工程。 • ②水化热小,且放热缓慢。 • 适用于大体积的混凝土工程。 • ③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。
• ④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
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 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) 。
• 通用水泥的主要性能与应用见表3－8。
第三节 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,0～10％活性混合材料
掺混合材的水泥,铝酸盐水泥,水泥的应用.
第二节掺混合材的硅酸盐水泥一．水泥用混合材料定义：在生产硅酸盐水泥的过程中，为了改善水泥的性质，调节水泥强度而加入水泥中的人工或天然矿物材料，称为水泥混合材料。
火山灰活性：混合材料磨成细粉并与石灰或石膏混合均匀，用水拌和后，在常温下可生成具有水硬性的水化物，这称为混合材料的火山灰活性。
1．分类（1）非活性混合材料也称为惰性混合材，主要起填充作用，可调节水泥强度，降低水化热及增加水泥产量等。
主要有磨细石英砂、石灰石、粘土、缓冷矿渣等。
（2）活性混合材料主要化学成分为活性二氧化硅、活性氧化铝。
本身与水不起化学反应，但在有激发剂（硫酸盐或碱性）的情况下，能发生水化反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙。
主要品种有：粒化高炉矿渣、火山灰质、粉煤灰等。
A粒化高炉矿渣炼铁时为使铁矿石易熔加入石灰石作溶剂，高温下氧化钙与铁矿石中的黏土矿物生成硅酸盐与铝酸盐矿物，浮于铁水表面，排出用水急冷成为颗粒状、质地疏松、多孔的粒化高炉矿渣，又称水淬高炉矿渣。
其玻璃体含量达80％以上，其矿物成分为硅酸钙，与水泥熟料矿物成分相似，差别是钙含量低、硅含量高。
B火山喷发时形成的一系列矿物材料统称为火山灰质混合材料，包括浮石、火山渣（灰）、凝灰岩1等。
还有一些天然材料或工业废渣，由于其成分与火山灰材料相似，也称为火山灰质混合材料，如烧粘土2、粉煤灰、自燃煤矸石、硅藻土3(石)等。
按化学成分和活性来源将火山灰质混合材料分为三类：(1) 含水硅酸质材料：以SiO2为主要活性成分，含有结合水，如硅藻土、蛋白石4和硅质渣5等。
与石灰反应能力强，活性好，但需水量大、干缩大。
(2) 铝硅玻璃质材料：以SiO2和Al2O3为主要活性成分，如火山灰、凝灰岩、浮石和粉煤灰等。
活性大小与化学成分、冷却速度有关。
(3) 烧粘土质混合材料：以Al2O3为主要活性成分，如烧粘土、煤渣、自燃煤矸石等．1凝灰岩：火山喷出的渣、砾夹杂火山灰沉积后再经石化而成；2烧粘土：含Al2O3较高的黏土经600～800℃煅烧而成；3硅藻土：由硅藻类微生物在水中死后残骸沉积而成；4蛋白石：由硅藻石微粒经硅质胶结材料胶结而成；5硅质渣：粘土经提取氧化铝后的残渣；C粉煤灰是火力发电厂以煤粉作燃料，燃烧后收集起来的粒径为1～50μm的极细灰渣颗粒，呈玻璃态实心或空心球状，由于其主要活性成分为SiO2和Al2O3，所以也把粉煤灰划归为火山灰质混合材料。
造价工程师《安装计量》掺混合材料的硅酸盐水泥
造价工程师《安装计量》掺混合材料的硅酸盐水泥掺混合材料的硅酸盐水泥1．混合材料在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级，而加到水泥中的人工的或天然的矿物材料，称为水泥混合材料。
按其性能分为活性（水硬性）混合材料和非活性（填充性）混合材料两类。
（1）活性混合材料，如符合现行国家标准《用于水泥中的粒化高炉矿渣》GB/T203的粒化高炉矿渣、符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》G．B/T1596的粉煤灰、符合现行国家标准《用于水泥中的火山灰质混合材料》GB/T2847的火山灰质混合材料。
水泥熟料中掺入活性混合材料，可以改善水泥性能、调节水泥强度等级、扩大水泥使用范围、提高水泥产量、利用工业废料、降低成本，有利于环境保护。
（2）非活性混合材料是指与水泥成分中的氢氧化钙不发生化学作用或很少参加水泥化学反应的天然或人工的矿物质材料，如石英砂、石灰石及各种废渣，活性指标低于相关现行国家标准要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料。
水泥熟料掺人非活性混合材料可以增加水泥产量、降低成本、降低强度等级、减少水化热、改善混凝土及砂浆的和易性等。
2．定义与代号（1）矿渣硅酸盐水泥。
由硅酸盐水泥熟料和20％～70％粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号P·S.（2）火山灰质硅酸盐水泥。
由硅酸盐水泥熟料和20％～50％的火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥，代号P·P.（3）粉煤灰硅酸盐水泥。
由硅酸盐水泥熟料和20％～400A的粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬件胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号P·F.3．五种水泥的主要特性及适用范围。
2010年岩土工程师基础知识：掺混合材料的硅酸盐水泥
1．⽔泥混合材料 ⽣产⽔泥时，为改善⽔泥的性能，调节⽔泥强度等级，加⼊的⼈⼯或天然的矿物材料。
1）⽔泥混合材料的类别 混合材料分为：活性混合材料和⾮活性混合材料两类。
①活性混合材料。
指混合材料磨或细粉，与⽯灰或与⽯灰和⽯膏拌合在―起，并加⽔后，在常温下能⽣成具有胶凝性的⽔化物，既能在⽔中⼜能在空⽓中硬化，称为活性混合材料。
活性混合材料有：①粒化⾼炉矿渣，绝⼤部分为玻璃体，其活性成分为活性SiO2和活性A12O3；②⽕⼭灰质混合材料，含⼀定玻璃体，其活性成分为活性SiO2和活性A12O3；③粉煤灰，玻璃体含量较⾼，活性成分为活性SiO2和活性A12O3。
②⾮活性混合材料。
磨细的⽯英砂、⽯灰⽯、黏⼟、慢冷矿渣等均属⾮活性混合材料，它们与⽔泥成分不起化学作⽤（即⽆化学活性）或化学作⽤很⼩。
掺⼊⽔泥中仅起提⾼⽔泥产量和降低⽔泥强度⽔泥、减少⽔化热的作⽤。
2）活性混合材料的作⽤ 粒化⾼炉矿渣，⽕⼭灰质混合材料和粉煤灰，它们与⽔调和后，本⾝不会硬化或硬化极慢，强度很低。
但在氢氧化钙溶液中，便会发⽣显著的⽔化的反应，即 xCa（OH）2＋SiO2＋mH2O→xCaO·SiO2·nH2O yCa（OH）2＋A12O3＋mH2O→yCaO·Al2O3·nH2O 当液相中存在⽯膏时，将与⽔化铝酸钙反应⽣成⽔化硫铝酸钙。
这些⽔化产物能在空⽓中凝结硬化，并能在⽔中继续硬化，具有较⾼强度。
氢氧化钙和⽯膏起着激发⽔化，促进凝结硬化的作⽤，故称为激发剂。
2．普通硅酸盐⽔泥 定义：凡由硅酸盐⽔泥熟料，6%～15%混合材料，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）。
代号：P·O 普通⽔泥按照国家标准《硅酸盐⽔泥、普通硅酸盐⽔泥》（GB 175—1999）的规定分为32．5、32．5R、42．5、42．5R、52．5和52．5R六个强度等级。
掺混和材料的硅酸盐水泥
• （3）、火山灰质水泥的性能及应用 • 1）、火山灰水泥凝结硬化缓慢，早期强度低，后期强度 高。 • 2）、火山灰水泥具有良好的抗渗性、耐水性及一定的抗 腐蚀能力。 • 3）、火山灰水泥保水性差。 • 4）、火山灰水泥具有较低的水化热，适用于大体积工程。 • 3、粉煤灰硅酸盐水泥，简称粉煤灰水泥，代号PF • （1）、定义及技术性质 • 定义：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，即为矿渣硅酸盐水泥。 • 技术要求见教材表2-14、2-15所示 • （2）、粉煤灰水泥的水化、硬化过程与矿渣水泥相似， 首先是水泥熟料水化成为水化物，再由粉煤灰与水泥的水 化物发生反应。但这个过程也有不同之处，粉煤
掺活性混合材料的硅酸盐水泥与水拌和后， 首先是水泥熟料水化，然后水化生成的 ca(OH)2再与活性混合材料中的活性组分发 生二次水化反应生成相应的水化产物。由 该水化过程和活性混合材料的水化特点可 知，掺活性混合材料的水泥较硅酸盐水泥 的凝结硬化速度慢、早期强度低。
• 一、硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥 • 定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0—5%的石灰 石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水 硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。即国外的 波特兰水泥 Portland cement 分为不掺混合 材料PI和掺不超过5%混合材料PII
第五节
掺混合料的硅酸盐水泥
在水泥生产过程中加人的人工的或天然的 矿物材料称为水泥混合材料。为改善硅酸 盐水泥的某些性能，同时达到增加产量降 低成本的目的，在硅酸盐水泥熟料中掺加 适量的各种混合材料与石膏共同磨细制得 的水硬性胶凝材料，称为掺混合材料水泥。
பைடு நூலகம்
混合材料按其在水泥中所起的作用，分为活性混合材 料和非活性混合材料。 1.活性混合材料 在常温条件下，能与Ca(OH)2或水泥发生水化反应 的混合材料称为活性混合材料。活性混合材料能参 与水泥的水化反应，明显改善水泥的性能。常用的 活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料 和粉煤灰。 2.非活性混合材料 在常温条件下，不能与Ca(OH)2或水泥发生水化反 应的混合材料称为非活性混合材料。非活性混合材 料不参与水泥的水化反应，仅起到提高产量、降低 成本、调整水泥强度等级、降低水化热和改善新拌 混凝土和易性的作用，所以也称为填充性混合材料。 磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废 渣都属于非活性混合材料。
第二节 掺混合材料的硅酸盐水泥
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
三、各种通用水泥的特性 1、硅酸盐水泥 、 A、快硬早强 、 B、水化热大 、 C、抗冻性好 、 D、耐腐蚀与耐软水侵蚀性差 、 E、耐热性差 、
2、普通水泥 、 A、凝结硬化较快，早期强度较高 、凝结硬化较快， B、水化热较大 、 C、抗冻性好 、 D、耐腐蚀与耐软水侵蚀性较差 、 E、耐热性较差 、
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
矿渣水泥、 矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的强度
品 种 硅 酸 盐 水 泥 强 等 度 级 抗压强度 3天 28天 天 天 10.0 32.5 15.0 32.5 15.0 42.5 19.0 42.5 21.0 52.5 23.0 52.5 抗折强度 3天 28天 天 天 2.5 5.5 3.5 5.5 3.5 6.5 4.0 6.5 4.0 7.0 4.5 7.0
水泥中常用的活性混合材有： 水泥中常用的活性混合材有： 1）、粒化高炉矿渣 ）、粒化高炉矿渣 ）、 是高炉冶炼生铁所得以硅酸钙与铝酸钙为主 要成分的熔融物，经淬冷成粒后的产品。 要成分的熔融物，经淬冷成粒后的产品。 SiO 主要成分为 CaO 、Al2O3 、 2 2）、火山灰质混合材 ）、火山灰质混合材 ）、 是具有火山灰性的各类矿物质材料。 是具有火山灰性的各类矿物质材料。 3）、粉煤灰 ）、粉煤灰 ）、 是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末。 是从煤粉炉烟道气体中收集的粉末。 主要成分为Al2O3 、 SiO2
2、矿渣硅酸盐水泥 、 矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥，其代号为P·S。 矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥，其代号为 。 是由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、 是由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量 石膏、经磨细制成的水硬性胶凝材料。 石膏、经磨细制成的水硬性胶凝材料。 水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比为 20%～70%。 ～ 。 3、火山灰质硅酸盐水泥 、 火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥， 火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥，其代 号为P·P。 号为 。
jzx第3.2 掺混合材的硅酸盐水泥
2、特点： 干缩小，抗裂性好。
宜于大体积水工混凝土及地下和海港工程。
粉煤灰结构特点：
含有较多的球形空心玻璃微珠
“滚珠轴承”作用（形态效 应） 自表面玻璃体结构致密，吸 水性弱。
使得粉煤灰水泥标准稠度用水量降低，需水量比较低。
五、复合水泥
1、技术要求： 与普通水泥基本相同。 2、特点： 复合水泥综合性能较好。
（4）水化热小： （宜用于大体积混凝土工程，最小尺寸大于 0.8~1.0m） 熟料降低，所以水化热降低且水化放热速度也降低。 （5）抗渗性差，抗冻性差 （6）抗碳化能力差 ：
（7）保水性差，干缩大：
三、火山灰水泥P.P 1、技术要求： 除SO3<3.5%外 ，其它与P.S.相同。
2、特点 （1）在潮湿环境中，其抗渗性好。
« 土木工程材料»
贺智敏
建筑工程与环境学院
2012 年 8 月
第二节 掺混合材的硅酸盐水泥
一、混合材料
1 、定义： 在水泥生产过程中，为改善水泥性能、调节水泥标号，而 加到水泥中去的天然或人工矿物材料，称为混合材料。 2 、分类： （1）非活性混合材料 定义：无化学活性或化学作用很小的混合材料 如：磨细石英砂、石灰石等 作用：提高产量，减少水泥，减少水化热，起到填充作用
水化反应停止 但在干燥环境下
已形成C–S–H凝胶逐渐干燥 表面碳化
“起粉”
注：故不宜用于长期处于干燥环境和水位变 化区的混凝土工程。
（2）具有较强的抗侵蚀、抗腐蚀能力。 （3）不耐高温、需水性大、干缩率大。 （4）抗渗性好，抗冻性差（强度发展慢、低）、抗碳化能力差、 耐磨性差。
四、粉煤灰水泥（P.F）
（3）凝结时间： 2、特点： 密度稍有降低， （1）早期强度低，但后期强度高，甚至超过了同标号的硅酸盐 水泥。
掺混合材料的硅酸盐水泥
掺混合材料的硅酸盐水泥摘要掺混合材料的硅酸盐水泥是一种新型的水泥材料，通过掺入不同种类的材料，能够改善硅酸盐水泥的性能，降低成本，达到可持续发展的目的。
本文将介绍掺混合材料的硅酸盐水泥的制备方法、性能优势以及在工程应用中的潜在价值。
引言硅酸盐水泥是一种重要的水泥类型，具有优良的耐久性和抗压强度，被广泛应用于建筑和工程领域。
然而，传统硅酸盐水泥在生产和使用过程中存在一些问题，如能耗高、CO2排放多、抗裂性差等。
为了改进硅酸盐水泥的性能同时降低成本，研究人员开始探索掺入不同种类的混合材料的方法。
制备方法掺混合材料的硅酸盐水泥的制备主要采用以下步骤：1.原材料的选取：选择高品质的硅酸盐水泥基料和混合材料，如粉煤灰、矿渣等。
2.研磨混合：将硅酸盐水泥基料和混合材料进行研磨混合，确保颗粒均匀。
3.调整配比：根据不同的工程要求，调整掺混合材料的比例。
4.加入助剂：适当添加增塑剂、缓凝剂等助剂，提高材料的性能。
5.机械搅拌：通过机械搅拌设备，将材料充分混合均匀。
性能优势掺混合材料的硅酸盐水泥具有以下性能优势：1.抗压强度提升：混合材料的掺入可以提高水泥的抗压强度，增加工程结构的承载能力。
2.耐久性提高：掺混合材料后的水泥耐久性更好，能够延长工程结构的使用寿命。
3.抗裂性改善：掺入混合材料能有效改善水泥的抗裂性能，减少裂缝的产生。
4.CO2排放减少：使用混合材料可以减少水泥生产过程中的CO2排放量，降低环境负担。
工程应用掺混合材料的硅酸盐水泥在工程应用中具有广泛的潜在价值：1.水泥制品：掺混合材料的硅酸盐水泥可以用于生产混凝土、砖块等水泥制品，提高产品的质量。
2.建筑工程：在建筑工程中使用掺混合材料的硅酸盐水泥可以提高结构的承载能力和耐久性。
3.环境保护：减少CO2排放、降低能耗等优势使得掺混合材料的硅酸盐水泥成为低碳环保建材的首选。
结论掺混合材料的硅酸盐水泥是一种具有广阔应用前景的新型水泥材料，能够改善硅酸盐水泥的性能、降低成本、减少环境压力。
第二章 硅酸盐水泥
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.4 硅酸盐水泥的技术性质
1.实际密度、堆积密度、细度 硅酸盐水泥的密度主要取决于其熟料矿物组 成，一般为3.05～3.20。堆积密度主要取决 于堆积时的紧密程度。在混凝土配合比设计 时，通常采用1300kg/m3。 2.标准稠度用水量 标准稠度用水量是指拌制水泥净浆时为达到 标准稠度所需的用水量，以水与水泥质量之 比的百分数表示，一般在24%～30％之间。
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化
3）水泥石的结构 水泥石的组成：凝胶体（C—S—H） 、未水化的水泥颗粒内核、毛细孔和凝胶孔、晶体粒子 Ca（OH）2
图3.1.2 水泥石的结构 A－未水化水泥颗粒； B－胶体粒子（C－S－H等）； C－晶体粒子（Ca（OH）2等）；D －毛细孔（毛细孔水）； E－凝胶孔
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.4 硅酸盐水泥的技术性质
3.凝结时间 凝结时间是指水泥从加水开始到失去流动性所需大时间，分为 初凝和终凝。 初凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的 时间； 终凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并 开始产生强度所需的时间。 水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成 混凝土的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；水泥的终凝时间 不宜过迟，以免拖延施工工期。国家标准规定：硅酸盐水泥 初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化
1）硅酸盐水泥的水化
3CaO· Al2O3+6H2O → 3CaO·Al2O3· 6H2O 铝酸三钙 水化铝酸三钙
4CaO· Al2O3· Fe2O3+7H2O→ 3CaO· Al2O3· 6H2O+CaO· Fe2O3· H2O
掺混合材料的硅酸盐水泥(水泥外加剂)
掺混合材料的硅酸盐水泥(水泥外加剂）一、混合材料掺入到水泥或混凝土中的人工或天然矿物材料称为混合材料。
（一）非活性混合材料常温下不能与氢氧化钙和水反应，也不能产生凝结硬化的混合材料，称为非活性混合材料。
在水泥中主要起到调节标号、降低水化热、增加水泥产量、降低成本等作用。
主要使用的有石灰石、石英砂、缓慢冷却的矿渣等。
（二）活性混合材料常温下可与氢氧化钙反应生成具有水硬性的水化产物，凝结硬化后产生强度的混合材料，称为活性混合材料。
它们在水泥中的主要作用是调整水泥标号、增加水泥产量、改善某些性能、降低水化热和成本等。
常用活性混合材料有：1.粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣又称水淬高炉矿渣。
其活性来自非晶态的（即玻璃态的）氧化硅和氧化铝，称为活性氧化硅和活性氧化铝。
2.火山灰质混合材料常见火山灰质混合材料有：（1）含水硅酸质混合材料：主要有硅藻土、硅藻石、蛋白石和硅质渣等。
其活性来源为活性氧化硅。
（2）铝硅玻璃质混合材料：主要有火山灰、浮石、凝灰岩等。
其活性来源为活性氧化硅和活性氧化铝。
（3）烧黏土质混合材料：主要有烧黏土、炉渣、煅烧的煤矸石等。
其活性来源主要为活性氧化铝和少量活性氧化硅。
掺此类活性混合材料的水泥的耐硫酸盐腐蚀性差，因水化后，水化铝酸钙含量较高。
3.粉煤灰粉煤灰是煤粉锅炉吸尘器所吸收的微细粉尘。
灰份经熔融、急冷成为富含玻璃体的球状体。
其活性来源主要为活性氧化铝和少量活性氧化硅。
（三）掺活性混合材料的硅酸盐水泥的水化特点掺活性混合材料的硅酸盐水泥在与水拌和后，首先是水泥熟料矿物水化，之后，水泥熟料矿物的水化产物氢氧化钙与活性混合材料发生水化（亦称二次反应）产生水化产物。
由水化过程可知，掺活性混合材料的硅酸盐水泥的早期强度较硅酸盐水泥低。
二、普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料、（6%～15%）活性混合材料和适量石膏组成。
其中非活性混合材料的掺量不得大于10%，窑灰不得大于5%。
代号为P•O。
《《建筑材料》》掺加混合料的硅酸盐水泥
③性能与应用 矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合硅酸盐水泥在组成上具有共性 （均是硅酸盐水泥熟料、加较多的活性混合材料，再加上适量石膏磨细制成的 ），所以它们在性能上也存在着共性。 共性：与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比，密度较小，早期强度比较低 ，后期强度增长较快；对养护温湿度敏感，适合蒸汽养护；水化热小，耐腐蚀 性较好；抗冻性、耐磨性不及硅酸盐水泥或普通水泥。
复合水泥：在几种混合材料中，哪种混合材料的掺加量大其性质就接近哪 种水泥（如掺两种混合材料矿渣和火山灰，矿渣含量占大多数则该复合水泥的 性能就接近矿渣水泥）。
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普通硅酸盐水泥的体积安定性及氧化镁、三氧化硫、碱含量、氯离子等技术 要求与硅酸水泥相同。虽然普通硅酸盐水泥中掺入的混合材料的量较硅酸盐水 泥稍多，但与其他种类的掺混合材料的硅酸盐类水泥相比混合材料的掺加量仍 然较少，从性能上看接近于同强度等级的硅酸盐水泥。这种水泥被广泛用于各 种混凝土或钢筋混凝土工程，是我国主要的水泥品种之一。
矿渣水泥：保水性差，泌水性大。由矿渣水泥制成的混凝土的抗渗性、抗 冻性及耐磨性会受到影响，但矿渣水泥的耐热性较好。
火山灰水泥：易吸水，具有较高的抗渗性和耐水性。干燥环境下易失水产 生体积收缩而出现裂缝。不宜用于长期处于干燥环境和水位变化区的混凝土工 程。抗硫酸盐能力随成分而不同。
粉煤灰水泥：需水量较低、抗裂性较好。适合大体积水工混凝土及地下和 海港工程等。
国家标准（GB175－2007）中对普通硅酸盐水泥的技术要求为：细度：用比表面 积法测量，普通硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。凝结时间：初凝不得早于 45min。终凝不得迟于600min。强度：普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、 52.5、52.5R共4个强度等级。
混凝土中掺加硅酸盐水泥的原理与效果
混凝土中掺加硅酸盐水泥的原理与效果一、硅酸盐水泥的概述硅酸盐水泥，是一种以硅酸盐矿物质为主要原料，经过烧结或水化反应得到的胶结材料。
它具有高强度、耐久性好、化学稳定性强等特点，因此在建筑材料领域得到广泛应用。
硅酸盐水泥的主要原料包括石灰石、黏土、煤矸石、铁尾矿等。
二、混凝土中掺加硅酸盐水泥的原理混凝土是一种由水泥、砂、石料等材料拌合而成的人造材料。
在混凝土中掺加硅酸盐水泥可以改善混凝土的性能，使其更加坚固、耐久。
掺加硅酸盐水泥主要是因为硅酸盐水泥与普通水泥相比，具有以下特点：1. 硬化后的硅酸盐水泥混凝土比普通混凝土的硬度更高，抗压强度更大，且耐久性更好。
2. 硅酸盐水泥混凝土水化产物中含有大量的钙硅石，具有较好的化学稳定性和抗硫酸盐侵蚀性。
3. 硅酸盐水泥混凝土的水化反应速度较慢，使得混凝土的初始强度较低，但长期强度较高。
掺加硅酸盐水泥的原理就是利用硅酸盐水泥的上述特点，改善混凝土的性能。
首先，硅酸盐水泥中含有大量的硅酸盐矿物质，这些矿物质在水化反应中可以与水中的氢氧根离子结合，形成钙硅石等水化产物。
这些水化产物可以填充混凝土中的孔隙，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
其次，硅酸盐水泥的水化反应速度较慢，使得混凝土的初始强度较低，但长期强度较高。
这是因为硅酸盐水泥的水化反应是一个较为缓慢的过程，需要一定的时间才能完成。
在这个过程中，硅酸盐水泥中的矿物质逐渐溶解并与水中的氢氧根离子结合，形成水化产物。
这些水化产物可以填充混凝土中的孔隙，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
三、混凝土中掺加硅酸盐水泥的效果掺加硅酸盐水泥可以改善混凝土的性能，具体效果如下：1. 提高混凝土的强度和耐久性。
硅酸盐水泥可以填充混凝土中的孔隙，增加混凝土的密实度，从而提高混凝土的强度和耐久性。
2. 提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀性。
硅酸盐水泥混凝土中的水化产物中含有大量的钙硅石，具有较好的化学稳定性和抗硫酸盐侵蚀性。
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掺混合材的硅酸盐水泥
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
一、掺混合材的硅酸盐水泥的定义
硅酸盐水泥熟料，不小于5％的各种矿物材 料（混合材），以及适量的石膏共同磨细制成的 水硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。 掺入混合材的目的： 改善水泥的性质 什么是 调节水泥强度 混合材料？ 增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本
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硅灰silica fume、粉煤灰fly ash、火山灰、页岩、 煤矸石、硅藻土、蛋白石、凝灰石等。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
三、掺混合材的硅酸盐水泥种类
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
1、普通硅酸盐水泥P· O
硅酸盐水泥熟料加适量石膏，加(6~20)% 混合材（非活性混合材≯ 8％，窑灰≯ 5％）粉 磨而成的水泥。
特点（GB175-2007）：
性质：同硅酸盐水泥相近 不同点：初凝时间： ≮45min 终凝时间： ≯10h 强度等级： 42.5、 42.5R、52.5、
52.5R 六个，但标准不同。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
2、矿渣硅酸盐水泥P· S
硅酸盐水泥熟料加适量石膏，加 水化速度慢，水化热低； 20%~70%的矿渣粉磨而成的水泥。其中 早强低，后期强度增进大； 矿渣掺量为 20～50%称A型，矿渣掺量为 20～70% 称B型。 抗软水，抗硫酸盐浸蚀强； 矿渣水泥独 特点： 耐热性能好； 有特点？ 细度、凝结时间及安定性同 P· O水泥相同。 标稠需水量大，保水性差， 强度等级： 32.5、 32.5R、42.5、42.5R、 易泌水抗冻抗碳化差。
52.5、52.5R六个，但标准不同。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
3、火山灰质硅酸盐水泥P· P
熟料＋ 水化速度慢，水化热小； (20~40)%火山灰＋石膏 早强低，后期强度增进大； 特点： 细度、凝结时间、安定性与 P· O水泥相同； 抗软水，抗硫酸盐浸蚀强； 性能特点？ 强度等级： 32.5、 32.5R、42.5、42.5R、 需水量大，干缩大。 52.5、52.5R 六个
42.5R、52.5、52.5R六个
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
5、复合硅酸盐水泥P· C
由硅酸盐水泥熟料，两种或两种以上的混合材料 和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 熟料＋ 20%~50% 火山灰质材料＋石膏 新型通用水泥，各种混合材 特点： 复合使用，产生协同效应可 复合水泥独 凝结时间及安定性同 P · O 水泥相同。 使 P· C水泥具有比P· S、P· P、 有特点？ 强度等级：32.5、 32.5R、42.5、42.5R、 P· F水泥更优的性能。 52.5、52.5R六个
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
掺混合材水泥的水化特点
二次水化机理： 第一次: 水泥熟料的水化 C3S(C2S)+H2O=C-SH+Ca(OH)2 C3A+6H2O=C3AH6 第二次: 混合料与第一次水化产物的反应 f-SiO2+ Ca(OH)2 +H2O=C-S-H f-Al2O3+ Ca(OH)2 +H2O=C3AH6 最终产物为两次产物之和。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
掺混合材水泥的技术特点（共性）
凝结硬化速度慢，早期强度低，后期强 度高； 水化放热速度慢，放热量低； 抗软水、SO42-的腐蚀性好；矿渣水泥 的耐热性好 温度敏感性大，温度低时影响强度发展； 适于水下、大体积混凝土结构和蒸养的 混凝土构件； 不适于抗冻、干燥地区的混凝土工程。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
二、混合材的概念 1、定义
在水泥生产过程中，为改善 水泥性能，调节水泥强度，扩大 使用范围而掺入的天然或人工的 矿物质材料称为混合材。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
二、混合材的概念
2、分类（按照火山灰活性大小）：
（1）非活性混合材（惰性混合材）：不发生化学法应， 仅起填充作用。 石灰石粉、石英粉、缓冷矿渣等。
5.5
5.5 6.5 6.5 7.0 7.0
由硅酸盐水泥熟料，火山灰质混合材料和适量石 膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
第二节
掺混合材的硅酸盐水泥
4、粉煤灰硅酸盐水泥P· cement（代号）
熟料＋ (20~40)%粉煤灰＋石膏 水化速度慢，水化热小，同 P· S、 P · P； 早强低，后期强度增进大，同 P· S、P· P 特点： 性能特点？ 抗软水，抗硫酸盐浸蚀强；同 P· S、 P · P 细度、凝结时间、安定性同P· O水泥； 需水量小，干缩小，抗裂性好。 强度等级与标准：32.5、32.5R、42.5、
掺混合材水泥各龄期强度要求
抗压强度(MPa) 等级 3d 28d 抗折强度(MPa) 3d 28d
32.5
32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
10.0
15.0 15.0 19.0 21.0 23.0
32.5
32.5 42.5 42.5 52.5 52.5
2.5
3.5 3.5 4.0 4.0 4.5
本身不具有水化作用，但与 （2） 活性混合材－具有弱自硬性或火山灰性（潜在水硬 水泥水化产生的Ca(OH)2或其他 性）的材料。 什么是火山 弱自硬性混合材： 的碱性物质发生反应，生成具有 灰活性？ 碱性粒化高炉矿渣：CaO+SiO +Al O 占90％以上， 胶凝作用的水化硅酸钙、水化铝 含有一定量的 β硅酸二钙和铝酸钙，以及SiO 、Al O 。 玻璃化率达98％以上。 酸钙等物质的性质。 火山灰活性混合材：