低热硅酸盐水泥在水电工程中的应用

中国水科院第十届青年学术交流会

低热硅酸水泥

低热硅酸盐水泥

在水电工程中的应用

计涛结构企

2010-11-25

汇报提纲

1 研究背景

2 低热硅酸盐水泥的性能特点

3 试验概况

试验概

44 试验结果与分析

5 结论

1 研究背景

11¾1.1

温控防裂掺粉煤灰和矿渣等掺和料

¾加大粗骨料粒径和优选骨料级配

¾采用低水化热水泥

¾限制浇注层高度和层间间歇期，合理分块¾采用预冷骨料或加冰水拌和以降低混凝土浇注温度

¾通水冷却

1.2 节能环保12

水泥工业作为能源和资源消耗密集型产业

水泥工业作为能源和资源消耗密集型产业，消耗大量不可再生资源和能源，如石灰石、粘

土煤等同时水泥窑尾排放大量的土、煤等；同时水泥窑尾排放大量的CO

2、NO

x

和SO

2等废气，环境污染严重。生产1t熟料直接

1而低热硅酸盐水泥是

或间接排放的CO

2约为1t。而低热硅酸盐水泥是

以C

2

S为主晶相，熟料的煅烧温度较低，对环境的污染较少符合国家节能减排和可持续发展的污染较少，符合国家节能减排和可持续发展的战略目标。

1 研究背景

2 低热硅酸盐水泥的性能特点3

3 试验概况

试结果与分析

4 试验结果与分析

5 结论

2低热硅酸盐水泥的性能特点

2.1 低能源消耗

21

¾熟料矿物的高温生成

C3S的烧成温度在1450℃左右

C2S的烧成温度在1300℃左右

¾生料中石灰石的分解

C2S的含钙量比C3S的低，熟料中CaO需求较

的低熟料中C O

少，生料中石灰石分解所需要的能耗减少，熟料烧成热耗显著降低。

2.2 低环境负荷

低热水泥对石灰石资源的消耗较少及熟料的烧成温度降低，因此石灰石分解产生的CO2以及矿物燃料燃烧放出的CO2、CO、NO x和SO2等有害气体的大量排放，这些有害气体是造成地球温室效应破坏生态环境害气体是造成地球温室效应、破坏生态环境的主要污染源。

2.22C S+7H O=C S H +3Ca(OH)ΔH=-118.4kJ/mol 2.2

水泥品质的高性能化32324()22C 2S+5H 2O=C 3S 2H 4+Ca(OH)2ΔH=-43kJ/mol C 3S 和C 2S 具有相同的水化产物，但后者需水量低水化发热量低水化时析出的少水低、水化发热量低、水化时析出的Ca(OH)2少，水化热仅为C 3S 的20～30%，且最终强度与C 3S 持平或超究结表低热水有低碱度低水超出。研究结果表明，低热水泥具有低碱度、低水化热、后期强度增长率大、长期强度高、抗化学侵热

蚀性能优良和耐磨性好等优点。

1 研究背景

2 低热硅酸盐水泥的性能特点3

3 试验概况

试结果与分析

4 试验结果与分析

5 结论

2 试验概况
3 1 原材料 3.1 水泥：42.5 42 5中热硅酸盐水泥、42.5 42 5低热硅酸盐水 泥 掺合料 Ⅰ级粉煤灰 硅粉 掺合料：Ⅰ级粉煤灰、硅粉 骨料：灰岩人工骨料，中砂和二级配碎石 外加剂 （1）聚羧酸减水剂（2）优质引气剂 外加剂：（

水泥检测结果
检测项目 中热水泥 低热水泥 GB200-2003 密度 (g/cm3) 3.21 3.22 — 细度 (%) 0.12 2.30 — 比表面积 (m2/kg) 301 380 ≥250 标准稠度 (%) 26.0 23.6 — 安定性 凝结时间( h：min） (试饼法) 初凝 终凝 合格 合格 合格 2:39 2:15 ≥1:00 3:53 3:29 ≤12:00
检测项目 中热水泥 低热水泥
抗压强度（MPa） 3d 21.5 12.1 7d 29.8 18.3 28d 50.4 51.0 90d 67.6 68.5 3d 4.8 3.1
抗折强度（MPa） 7d 6.2 4.3 28d 8.8 8.1 90d 9.3 8.8

水泥检测结果
检测项目 中热水泥 低热水泥 GB200-2003 化学成分（%） SiO2 22.85 23 31 23.31 — Al2O3 3.88 4 43 4.43 — Fe2O3 4.02 5 01 5.01 — CaO 61.60 61 45 61.45 — MgO 4.62 1 48 1.48 ≤5.0 SO3 2.28 2 92 2.92 ≤3.5 R 2O 0.40 0 52 0.52 — Loss 1.20 1 10 1.10 ≤3.0
检测项目 中热水泥 低热水泥 GB200-2003中热水泥 GB200-2003低热水泥
水化热值（kJ/kg） 12h 72 78 — — 1d 170 151 — — 2d 214 177 — — 3d 240 195 ≤251 ≤230 4d 257 208 — — 5d 270 218 — — 6d 281 228 — — 7d 290 237 ≤293 ≤260

3.2 配合比
编号 MHC LHC 水泥 品种 中热 低热 水胶 比 0.33 0.33 减水 引气剂 剂 (1/万) (%) 0.6 0.7 0.6 0.6 材料用量（kg/m g 3） 水 108 108 水泥 213 213 粉煤 灰 98 98 硅粉 16 16 砂 634 634 石 1354 1354
3.3 试验方法
抗裂试验： CCES01-2004《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 力学性能、变形性能、热学性能、耐久性能： SL352-2006《水工混凝土试验规程》