抗硫酸盐硅酸盐水泥
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道、涵洞、道路和桥梁基础等工程。 涵洞、道路和桥梁基础等工程。 4.抗硫酸盐水泥概述:混凝土的硫酸盐腐蚀是化学腐蚀中 4.抗硫酸盐水泥概述: 抗硫酸盐水泥概述 的一种。在各种条件下, 的一种。在各种条件下,硫酸盐介质对硬化水泥石的腐蚀 作用, 作用,以及由此而引起的混凝土材料破坏是影响混凝土工 程服务年限的重要原因之一。我国八盘峡水电站工程,由 程服务年限的重要原因之一。我国八盘峡水电站工程, 于电站左岸山头硫酸根离子含量高达12300mg/L以上, 12300mg/L以上 于电站左岸山头硫酸根离子含量高达12300mg/L以上,致使 主厂房的混凝土墙发生严重腐蚀。刘家峡水电站、 主厂房的混凝土墙发生严重腐蚀。刘家峡水电站、察尔汗 盐湖铁路、公路工程以及暴露于海水中的码头、 盐湖铁路、公路工程以及暴露于海水中的码头、防波堤等 混凝土工程也遭受着不同程度的硫酸盐腐蚀。 混凝土工程也遭受着不同程度的硫酸盐腐蚀。为了确保混 凝土工程的耐久性,除了采用适宜的混凝土工艺措施外, 凝土工程的耐久性,除了采用适宜的混凝土工艺措施外, 还要求工程中使用抗硫酸盐硅酸盐水泥。 还要求工程中使用抗硫酸盐硅酸盐水泥。 根据国家标准GB748--83规定, GB748--83规定 根据国家标准GB748--83规定,凡以适当成分的生料烧至部 分熔融,所得的以硅酸钙为主的特定矿物组成的熟料, 分熔融,所得的以硅酸钙为主的特定矿物组成的熟料,加 入适量石膏, 入适量石膏,磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性能的水 硬性胶凝材料,称为抗硫酸盐硅酸盐水泥,简称抗硫酸盐 硬性胶凝材料,称为抗硫酸盐硅酸盐水泥, 水泥。 水泥。
抗硫酸盐硅酸盐水泥
第一节
1.定义: 1.定义: 定义
抗硫酸盐水泥简介
中抗硫酸盐硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料, 中抗硫酸盐硅酸盐水泥: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。代号P.MSR 水硬性胶凝材料。代号P.MSR 高抗硫酸盐硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加 高抗硫酸盐硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料, 入适量石膏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。代号P.HSR 水硬性胶凝材料。代号P.HSR
2.熟料矿物组成: 2.熟料矿物组成: 熟料矿物组成
中抗硫水泥: A≤5%, S≤55% 中抗硫水泥:C3A≤5%, C3S≤55% 烧失量< 3.0%, 烧失量< 3.0%,SO3< 2.5% 高抗硫水泥: A≤3%, S≤50% 高抗硫水泥:C3A≤3%, C3S≤50%
3.用途:一般用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧 3.用途:一般用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、 用途
5.油井水泥简介 5.油井水泥简介
用途:专用于油井、气井的固井工程,将套管与周围岩层胶 用途:专用于油井、气井的固井工程, 结封固,封隔地层内油、 防止互相窜扰, 结封固,封隔地层内油、气、水,防止互相窜扰,在井内形 成油流通道。 成油流通道。 要求:注入过程中要有一定的流动性和合适的密度; 要求:注入过程中要有一定的流动性和合适的密度;注入后 应较快凝结,短期达到相当强度; 应较快凝结,短期达到相当强度;硬化后有良好稳定性和抗 渗性、抗蚀性。 渗性、抗蚀性。 油井底部的温度和压力随着井深的增加而提高, 油井底部的温度和压力随着井深的增加而提高,高温高压对 水泥性能影响大。 水泥性能影响大。 按井深,分为 九个级别, 按井深,分为A~J九个级别,普通型、中抗硫型、高抗硫型 九个级别 普通型、中抗硫型、 三类
第二节
抗硫酸盐水泥腐蚀机理
硫酸盐腐蚀主要是环境介质中的硫酸盐与水泥浆体组分之 间发生化学反应,导致水泥混凝土结构破坏。 间发生化学反应,导致水泥混凝土结构破坏。常见的腐蚀 反应有以下几种: 反应有以下几种: 1.硫酸盐与水化铝酸盐作用(以Na2SO4为例) :当环境介 1.硫酸盐与水化铝酸盐作用( 硫酸盐与水化铝酸盐作用 为例) 质中硫酸根离子浓度较低时,在饱和的石灰溶液中, 质中硫酸根离子浓度较低时,在饱和的石灰溶液中,硫酸 根离子和水化铝酸盐作用生成水化硫铝酸钙晶体, 根离子和水化铝酸盐作用生成水化硫铝酸钙晶体,产生体 积膨胀,使已硬化的水泥石结构产生巨大应力而崩溃。 积膨胀,使已硬化的水泥石结构产生巨来自百度文库应力而崩溃。
2.硫酸盐与CH作用(以MgSO4为例) : 2.硫酸盐与CH作用( 为例) 硫酸盐与CH作用
这类反应,一方面由于二水石膏结晶而引起体积膨胀, 这类反应,一方面由于二水石膏结晶而引起体积膨胀,造 成混凝土结构的破坏;另一方面,由于MH溶解度极小, MH溶解度极小 成混凝土结构的破坏;另一方面,由于MH溶解度极小,在 CH溶液中几乎不溶,因此只要有Mg2+存在就会不断生成无定 CH溶液中几乎不溶,因此只要有Mg 溶液中几乎不溶 MH沉淀 大大降低CH浓度,导致水泥的其他组分分解, 沉淀, CH浓度 形MH沉淀,大大降低CH浓度,导致水泥的其他组分分解, 混凝土强度下降。 混凝土强度下降。
第三节
水泥原材料和熟料矿物要求
第四节
抗硫酸盐水泥标准
第五节
抗硫酸盐水泥的生产工艺
第六节
抗硫酸盐水泥的性能
第七节
抗硫酸盐水泥应用
思考题: 思考题: 1、抗硫酸盐水泥的原料有哪些? 、抗硫酸盐水泥的原料有哪些? 2、为什么限制抗硫酸盐水泥的C3S、C3A质量分数? 、为什么限制抗硫酸盐水泥的 质量分数? 、 质量分数 3、混凝土中那些组分易受什么物质的腐蚀? 、混凝土中那些组分易受什么物质的腐蚀?
3.硫酸盐与C-S-H作用(在MgSO4 腐蚀下) 3.硫酸盐与C 硫酸盐与 作用(
SO4的作用下 水泥石中的CH不断被溶出, 的作用下, CH不断被溶出 在MgSO4的作用下,水泥石中的CH不断被溶出,系统碱度降 致使上述反应很容易发生。 低,致使上述反应很容易发生。这种反应不仅生成膨胀性 产物二水石膏,并且直接导致水泥的主要水化产物C 产物二水石膏,并且直接导致水泥的主要水化产物C-S-H的 分解,造成强度损失和粘结力下降, 分解,造成强度损失和粘结力下降,对混凝土的破坏作用 很大。 很大。
抗硫酸盐硅酸盐水泥
第一节
1.定义: 1.定义: 定义
抗硫酸盐水泥简介
中抗硫酸盐硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料, 中抗硫酸盐硅酸盐水泥: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。代号P.MSR 水硬性胶凝材料。代号P.MSR 高抗硫酸盐硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加 高抗硫酸盐硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料, 入适量石膏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。代号P.HSR 水硬性胶凝材料。代号P.HSR
2.熟料矿物组成: 2.熟料矿物组成: 熟料矿物组成
中抗硫水泥: A≤5%, S≤55% 中抗硫水泥:C3A≤5%, C3S≤55% 烧失量< 3.0%, 烧失量< 3.0%,SO3< 2.5% 高抗硫水泥: A≤3%, S≤50% 高抗硫水泥:C3A≤3%, C3S≤50%
3.用途:一般用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧 3.用途:一般用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、 用途
5.油井水泥简介 5.油井水泥简介
用途:专用于油井、气井的固井工程,将套管与周围岩层胶 用途:专用于油井、气井的固井工程, 结封固,封隔地层内油、 防止互相窜扰, 结封固,封隔地层内油、气、水,防止互相窜扰,在井内形 成油流通道。 成油流通道。 要求:注入过程中要有一定的流动性和合适的密度; 要求:注入过程中要有一定的流动性和合适的密度;注入后 应较快凝结,短期达到相当强度; 应较快凝结,短期达到相当强度;硬化后有良好稳定性和抗 渗性、抗蚀性。 渗性、抗蚀性。 油井底部的温度和压力随着井深的增加而提高, 油井底部的温度和压力随着井深的增加而提高,高温高压对 水泥性能影响大。 水泥性能影响大。 按井深,分为 九个级别, 按井深,分为A~J九个级别,普通型、中抗硫型、高抗硫型 九个级别 普通型、中抗硫型、 三类
第二节
抗硫酸盐水泥腐蚀机理
硫酸盐腐蚀主要是环境介质中的硫酸盐与水泥浆体组分之 间发生化学反应,导致水泥混凝土结构破坏。 间发生化学反应,导致水泥混凝土结构破坏。常见的腐蚀 反应有以下几种: 反应有以下几种: 1.硫酸盐与水化铝酸盐作用(以Na2SO4为例) :当环境介 1.硫酸盐与水化铝酸盐作用( 硫酸盐与水化铝酸盐作用 为例) 质中硫酸根离子浓度较低时,在饱和的石灰溶液中, 质中硫酸根离子浓度较低时,在饱和的石灰溶液中,硫酸 根离子和水化铝酸盐作用生成水化硫铝酸钙晶体, 根离子和水化铝酸盐作用生成水化硫铝酸钙晶体,产生体 积膨胀,使已硬化的水泥石结构产生巨大应力而崩溃。 积膨胀,使已硬化的水泥石结构产生巨来自百度文库应力而崩溃。
2.硫酸盐与CH作用(以MgSO4为例) : 2.硫酸盐与CH作用( 为例) 硫酸盐与CH作用
这类反应,一方面由于二水石膏结晶而引起体积膨胀, 这类反应,一方面由于二水石膏结晶而引起体积膨胀,造 成混凝土结构的破坏;另一方面,由于MH溶解度极小, MH溶解度极小 成混凝土结构的破坏;另一方面,由于MH溶解度极小,在 CH溶液中几乎不溶,因此只要有Mg2+存在就会不断生成无定 CH溶液中几乎不溶,因此只要有Mg 溶液中几乎不溶 MH沉淀 大大降低CH浓度,导致水泥的其他组分分解, 沉淀, CH浓度 形MH沉淀,大大降低CH浓度,导致水泥的其他组分分解, 混凝土强度下降。 混凝土强度下降。
第三节
水泥原材料和熟料矿物要求
第四节
抗硫酸盐水泥标准
第五节
抗硫酸盐水泥的生产工艺
第六节
抗硫酸盐水泥的性能
第七节
抗硫酸盐水泥应用
思考题: 思考题: 1、抗硫酸盐水泥的原料有哪些? 、抗硫酸盐水泥的原料有哪些? 2、为什么限制抗硫酸盐水泥的C3S、C3A质量分数? 、为什么限制抗硫酸盐水泥的 质量分数? 、 质量分数 3、混凝土中那些组分易受什么物质的腐蚀? 、混凝土中那些组分易受什么物质的腐蚀?
3.硫酸盐与C-S-H作用(在MgSO4 腐蚀下) 3.硫酸盐与C 硫酸盐与 作用(
SO4的作用下 水泥石中的CH不断被溶出, 的作用下, CH不断被溶出 在MgSO4的作用下,水泥石中的CH不断被溶出,系统碱度降 致使上述反应很容易发生。 低,致使上述反应很容易发生。这种反应不仅生成膨胀性 产物二水石膏,并且直接导致水泥的主要水化产物C 产物二水石膏,并且直接导致水泥的主要水化产物C-S-H的 分解,造成强度损失和粘结力下降, 分解,造成强度损失和粘结力下降,对混凝土的破坏作用 很大。 很大。