无机水泥4

表3-7
品种（ 品种（硅 盐类） 酸 盐类） 硅酸盐水 泥 代号
通用硅酸盐水泥的化学指标
烧失量 不大于 三氧化硫 不大于 氧化镁不 大于
%
不深物 不大于
氯离子不 大于
P·Ⅰ P·Ⅱ
普通水泥
0.75 1.5
2.0 2.5 5.0 6.0 4.0 0.06 3.5 5.0
P·O P·S·A
矿渣水泥
P·S·B
除四种主要成分外， 水泥中尚含有少量游离CaO、 除四种主要成分外 ， 水泥中尚含有少量游离 、 MgO、SO3、 及碱（ K2O、Na2O）这些均为有害成 及碱（ 、 、 ） 分，国家标准中有严格限止
Construction11 Materials
2.石膏 2.石膏 • 石膏主要有天然石膏分为（ G和M两类 ） 石膏主要有天然石膏分为（ 和 两类 和工业副产石膏。 和工业副产石膏。 • 石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水 化硫铝酸钙针状结晶体（称为钙矾石）。 化硫铝酸钙针状结晶体（称为钙矾石）。 • 该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形 该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上， 成保护膜，阻碍水分进入水泥颗粒内部， 成保护膜，阻碍水分进入水泥颗粒内部，从 而阻碍了铝酸三钙的水化， 而阻碍了铝酸三钙的水化，降低了水泥的水 化速度，使水泥的凝结时间得以延缓。 化速度，使水泥的凝结时间得以延缓。 • 所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。 所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。 • 为什么石膏用量不能过多，这个问题将通过 为什么石膏用量不能过多， 水泥石腐蚀的学习得到答案。 水泥石腐蚀的学习得到答案。
掺入石膏过多，硬化后，仍有CaSO4存 ②掺入石膏过多，硬化后，仍有 存 在，则CA、水化铝酸钙与之反应，形成 、水化铝酸钙与之反应， 钙矾石（水泥杆菌） 体积膨胀1.5倍 钙矾石 （ 水泥杆菌 ） ， 体积膨胀 倍 ， 引起水泥石开裂。 引起水泥石开裂。 熟料中含游离氧化钙（ ③熟料中含游离氧化钙（f-CaO）过多，熟 ）过多， 料中f-CaO、是过烧的，结构致密，水化 料中 、是过烧的，结构致密， 很慢； 水泥硬化后才吸收孔隙中水分熟 很慢 ； 生成氢氧化钙体积膨胀97％ 以上， 化 ， 生成氢氧化钙体积膨胀 ％ 以上 ， 从而引起不均匀体积膨胀， 从而引起不均匀体积膨胀 ， 使水泥石开 裂。
（3）窑灰
• 水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘。 水泥回转窑窑尾废气中收集的粉尘。
4.助磨剂 4.助磨剂
水泥粉磨时允许加入助磨剂但不应超过水泥 质量的5% 5%。 质量的5%。 三、通用硅酸盐水泥的技术要求
1.化学指标 1.化学指标 （1）不容物 是指经盐酸处理后的残渣，再以氢氧化钠溶液处 是指经盐酸处理后的残渣， 理，经盐酸中和过渣后所得的残渣经高温灼烧所 剩的物质。 剩的物质。 （2）烧失量 是用来限制石膏和混合材料中的杂质， 是用来限制石膏和混合材料中的杂质，以保证水泥 质量。 质量。
5强
度
国
JJ-55ISO行星式搅拌机 行星式搅拌机
水泥胶砂试体成型振实台
水泥胶砂三联试模 水泥电动抗折机
细度（ （4）细度（选择性指标 ） （1）定义：水泥颗粒的粗细程度或分散度。 定义：水泥颗粒的粗细程度或分散度。 细度与性质关系： （2）细度与性质关系：细度决定了水泥与水 接触的表面积， 接触的表面积，从而影响水泥的凝结时间和 性质。 性质。
Materials
Construction 5 Materials
正在建设中的三峡大坝
Construction 7 Materials
依掺合料的品种和掺量分（ 依掺合料的种和掺量分（P65表3-5）： 表 ）：
表3-5 通用硅酸盐水泥的组成和分类
组分 品种（ 品种（硅酸 盐类） 盐类） 代号 熟料+ 熟料+石膏 P·Ⅰ 水泥 P·Ⅱ ≧95 普通水泥 矿渣水泥 P·S·B 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合水泥 P·P P·F P·C ≧30且 50且 ≧30且<50 >50且≦70 ≧60且 ≧60且<80 ≧60且 ≧60且<80 ≧50且<80 ≧50且 >20且≦50 20且 >20且≦40 20且 >20且 20且 ≦40 P·O P·S·A ≧80且<95 ≧80且 ≧50且 ≧50且<80 >5且≦20 ≦5 100 ≧95 ≦5 粒化高炉 渣 火山灰质混 合材料 粉煤 灰 石灰 石
水泥细度和性质关系 与水接触面积 凝结硬化速度 性质 高 大 早强高 硬化收缩大， 过细 很大 很高 硬化收缩大，易受潮 而降低活性； 而降低活性；成本高 ＞100 μ 小 低 强度低 细度 ＜40μ
3. 生产概况
石膏 石灰石
配料、 配料、 粘 土
磨细、匀化 磨细、
煅烧 生 料 1450℃ 熟料
磨细
水泥
铁矿粉
硅酸盐水泥生产工艺示意图
Construction 9 Materials
Construction 10 Materials
二、通用硅酸盐水泥的组成材料
1.硅酸盐水泥熟料 硅酸盐水泥熟料
§3.4通用硅酸盐水泥的组成与技术要求 3.4通用硅酸盐水泥的组成与技术要求
内容提要： 内容提要：
重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、 重点介绍硅酸盐水泥的矿物组成、水 化硬化机理、 影响水化因素； 化硬化机理 、 影响水化因素 ； 硅酸盐水 泥主要技术性质； 水泥石的腐蚀和防止； 泥主要技术性质 ； 水泥石的腐蚀和防止 ； 同时介绍了其它掺混合材的水泥、 同时介绍了其它掺混合材的水泥 、 特种 水泥；达到正确的选择和使用水泥。 水泥；达到正确的选择和使用水泥。
3.混合材料 3.混合材料
• 掺入作用:加入后在常温下反应可以生成水硬性的水 掺入作用: 化物,改善水泥石的性能. 化物,改善水泥石的性能.
（1）活性混合物材料： 活性混合物材料：
特点：磨细后与水拌合， 特点：磨细后与水拌合， 本身并不具有胶凝性质或 胶结能力很小，但与石灰、 胶结能力很小，但与石灰、 根据性能分类 石膏或硅酸盐水泥一起加
• 国家标准规定： 国家标准规定： • 氧化镁（MgO）： ）：<5%，影响体积稳定 氧化镁（ ）： ， 性 • 三氧化硫 三氧化硫(SO3):<3.5%，影响体积稳定性 ， • 碱(Na2O、K2O):<0.6%， 超量造成碱骨 、 ， 料反应破坏 （3）强度 各类各强度等级水泥的各龄期强度不低于 P69表 的要求。 P69表3-8的要求。
非活性混合 活性混合材
水拌和后， 水拌和后，在常温下能生
材
成具有水硬性的水化产物 常用品种:粉煤灰、 常用品种:粉煤灰、火山灰 质的材料、粒化高炉矿渣。 质的材料、粒化高炉矿渣。
（2）非活性混合材料
• 特点：指不与水泥成分起化学作用或作用很 特点： 小的混合材料。 小的混合材料。 • 掺入作用：主要是为了提高水泥的产量， 掺入作用：主要是为了提高水泥的产量， 调整水泥的标号， 调整水泥的标号，减少水化热 • 被称为填充性混合材料。 被称为填充性混合材料。 • 常用品种：如石英、黏土、慢冷矿渣 常用品种：如石英、黏土、
2.碱含量 2.碱含量 计算值表示， 水泥中碱含量以 Na 2 O + 0.658K 2 O 计算值表示， 若使用活性集料，用户要求提供低碱水泥时， 若使用活性集料，用户要求提供低碱水泥时， 水泥中的碱含量应不大于0.6% 0.6%或有双方协商 水泥中的碱含量应不大于0.6%或有双方协商 确定 。 3.物理指标 3.物理指标 (1)凝结时间 (1)凝结时间 初凝时间（ 初凝时间 （t 初）－ 水泥开始加水拌和至水泥浆 所需的时间。 开始失去可塑性所需的时间 开始失去可塑性所需的时间。 终凝时间（t终） －水泥开始加水拌和至水泥浆 终凝时间（ 完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间 并开始产生强度所需的时间。 完全失去可塑性 并开始产生强度所需的时间 。 GB1346规定： 1346规定 45min GB1346规定： t初≮45min ; t终≯6.5h
主要原料为氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁。 主要原料为氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁 。 硅酸三钙（ 硅酸三钙（3CaO.SiO2）－C3S 37～60％ ～ ％ 硅酸二钙（ 硅酸二钙（2CaO.SiO2）－C2S 15～37％ ～ ％ 铝酸三钙（ 铝酸三钙（3CaO.AlO3）－C3A 7～15％ ～ ％ 铁铝酸四钙（ 铁铝酸四钙（4CaO.AlO2.Fe2O3）－C4AF 10～18％ ～ ％
古罗马水泥－ 古罗马水泥－1796年，用含有一定比例粘土 年 成分的石灰石煅烧而成，如古罗马“庞贝” 成分的石灰石煅烧而成，如古罗马“庞贝” 城遗址； 城遗址； 1824 年 ， 英 国 泥 瓦 工 约 瑟 夫 . 阿 斯 普 丁 （Joseph Aspdin）申报波特兰水泥专利： ）申报波特兰水泥专利： 把粘土和焙烧过的石灰石混合， 把粘土和焙烧过的石灰石混合，经煅烧至 二氧化碳释放， 二氧化碳释放，将所得到的产物磨细成粉 这种粉末在与水拌合时， 末。这种粉末在与水拌合时，具有水硬胶 凝性，由于它硬化后外观象波特兰（ 凝性，由于它硬化后外观象波特兰（英国 一港口城市）的石头， 一港口城市）的石头，就起名为波特兰水 泥 。
Construction 1 Materials
水泥的起源
而最早采用具有水硬性胶凝材料制备混凝土的 是中国人， 是中国人，而不是多少年来一直误认为的古 罗马人。 罗马人。 据甘肃省考古研究所于1980年和 年和1983年考察， 年考察， 据甘肃省考古研究所于 年和 年考察 在该省秦安县的大地湾（黄河支流渭水之畔， 在该省秦安县的大地湾（黄河支流渭水之畔， 西安以西约600公里处 ） 先后发掘出两个大 公里处） 西安以西约 公里处 型住宅遗址，该遗址的地坪系用混凝土建造， 型住宅遗址，该遗址的地坪系用混凝土建造， 经测算距今已有5千年 相当于“ 千年， 经测算距今已有 千年 ， 相当于 “ 新石器时 代”。从大地湾发掘出的混凝土是用水硬性 的水泥所制成。这种水泥以礓石——一种富 的水泥所制成。这种水泥以礓石 一种富 含碳酸钙的粘土为原料煅烧而成. Materials 含碳酸钙的粘土为原料煅烧而成 Construction 2