第10讲掺混合材水泥

（三）粉煤灰硅酸盐水泥
粉 煤 灰
硅酸盐水泥熟料
磨 细
粉煤灰水泥
水硬性胶凝材料
P· Ｆ
适 量 石 膏
通用水泥的主要品种之一； 粉煤灰掺量为20% ～４0%；
细度、凝结时间、体积安定性和
强度要求与火山灰水泥相同。
（四）三种水泥的技术性质和应用
强度指标：分为６个强度等级（下见表）
其他技术要求同普通硅酸盐水泥。
四、 复合硅酸盐水泥
技术要求： 6个强度等级，见下表。 细度、凝结时间、体积安定性的要求同普通硅酸盐水泥。 复合硅酸盐水泥的特性取决于所掺混合材的种类和掺量 及相对比例。其使用根据所掺混合材的种类，参照其他 混合材水泥的适用范围和实践经验而定。
标 号 325 425 425R 525 525R 复合硅酸盐水泥各龄期的强度要求 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 3d 7d 28d 3d 7d 28d -18.5 32.5 -3.5 5.5 -24.5 42.5 -4.5 6.5 21.0 -42.5 4.0 -6.5 -31.5 52.5 -5.5 7.0 26.0 -52.5 5.0 -7.O
矿渣和粉煤灰泌水形成连通或粗大孔隙； 火山灰需水量大，水分蒸发后孔隙增加。
3、三种水泥的区别
矿渣水泥
耐热性好 能耐400℃高温，用于高温车间、高炉基础以及热气
体通道等耐热工程。
干缩大，抗渗性和抗冻性差 矿渣有尖锐棱角，保水性差，标准稠度需水量大，泌水 性较大。 不适用于有抗渗要求的混凝土工程。
矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥 各强度等级各龄期的强度数值 (GBl344—1999) 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 强度等级 3d 28d 3d 28d 32.5 10.0 32.5 2.5 5.5 32.5R 15.0 32.5 3.5 5.5 42.5 15.0 42.5 3.5 6.5 42.5R 19.0 42.5 4.0 6.5 52.5 21.0 52.5 4.0 7.0 52.5R 23.0 52.5 4.5 7.0
3、三种水泥的区别
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
复合酸盐水泥 水硬性胶凝材料 P· Ｃ
硅酸盐水泥熟料
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。
发电厂烟道气体中收集的玻璃态的粉末。球形颗粒 表面致密，粒径0.001-0.05mm。 活性组分：活性SiO2、活性Al2O3（高达60%）
粉 煤 灰
粉煤灰简介
（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反应生成水化硅酸钙和水 化铝酸钙。
（四）三种水泥的技术性质和应用
1、与硅酸盐水泥或普通水泥的性质及应用的差异： 性能差异：
凝结硬化速度较慢，早期强度发展慢，强度低；后期发 展较快，强度高。原因是掺混合材水泥的水化分两步进
不适用于要求早强高的混凝土工程，如冬季施工、现浇工
程等。
行。 应用差异： 适用于中期养护的预制构件以及承重迟缓的工程；
第十讲
掺混合材的硅酸盐水泥
主讲：籍凤秋
本讲内容
混合材料
ห้องสมุดไป่ตู้
普通硅酸盐水泥
矿渣、火山灰、粉煤灰水泥 复合硅酸盐水泥
一、 混合材料
定义 分类
活性混合材
非活性混合材 活性混合材的水化
（一） 混合材料定义
改善水泥性能
生产水泥时加入的天 然的或人工的矿物材料
调节水泥强度等级 降低成本
在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等级，降低 成本，而加到水泥中去的天然的或人工的矿物材料。
2、三种水泥的共性和应用
抗腐性强，抗碳化能力差
适用于水工、海港混凝土工程及受化学侵蚀的工程； 碳化作用进行快，深度大，对防护钢筋锈蚀不利， 不适用于钢筋混凝土结构或预应力混凝土构件。
水化热低
适用于大体积混凝土工程；
温度敏感性大
适用于蒸汽养护。
2、三种水泥的共性和应用
抗冻性差、耐磨性差
早期强度低；
作业与复习思考题
1、何谓水泥的活性混合材料和非活性混合材料？二者在
水泥中的作用是什么？硅酸盐水泥常掺入哪几种活性 混合材料？？ 2、掺混合材的水泥与硅酸盐水泥相比，在性能上有何特点？ 为什么？ 3、在下列混凝土工程中，试分别选用合适的水泥品种，并 说明选用的理由。 （1）早期强度要求高、抗冻性好的混凝土；
四、 复合硅酸盐水泥
技术性质
GB12958-1999规定：
MgO≯5.0%，如压蒸试验合格， MgO含量允许放宽到
6.0%；
SO3 ≯3.5%； 强度等级：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.8～3.1g/cm3，堆积密度约为900 ～ 1000Kg/cm3。
常用水泥的选用
小 结
混合材的定义、种类以及作用； 普通硅酸盐水泥定义，性能特点（与硅酸盐水泥性 能相近）以及应用（常用品种）； 矿渣水泥、火山灰水泥以及粉煤灰水泥性能特点 （与硅酸盐水泥性能差异，三种水泥的区别）以及 应用范围（常用品种）； 复合硅酸盐水泥定义，性能特点（取决于混合材的 种类和掺加数量）以及应用（常用品种） 常用水泥的选用（六大品种水泥）
（一）矿渣硅酸盐水泥
粒化高炉矿渣
硅酸盐水泥熟料
磨 细
水硬性胶凝材料
矿渣水泥
P· S
粒化高炉矿渣掺量为20% ～ 70%。
适 量 石 膏
可用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合
材料中的一种代替矿渣，代替数量≯水泥质量 的8%，代替后水泥中粒化高炉矿渣≮２0%。
（一）矿渣硅酸盐水泥
技术性质： GB1344-1999规定：
硫酸盐激发剂：二水石膏和半水石膏（必须有碱 性激发剂的条件下作用得以发挥。
二、普通硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥定义
技术要求
强度要求 技术性能和应用
（ 一）普通硅酸盐水泥定义
6%-15%混合材料
磨 细
硅酸盐水泥熟料
水硬性胶凝材料
普通水泥
P· O
适 量 石 膏
普通硅酸盐水泥是一种水硬性的胶凝材料； 混合材料的最大量≯ 15%，允许掺≯5%窑灰
或≯ 10%的非活性混合材来代替。
（二）普通硅酸盐水泥强度要求
普通硅酸盐水泥各龄期的强度要求(GBl75—1999) 强度 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa) 3d 28d 3d 28d 等级 32.5 11.0 32.5 2.5 5.5 32.5R 16.0 32.5 3.5 5.5 42.5 16.0 42.5 3.5 6.5 42.5R 21.0 42.5 4.0 6.5 52.5 22.0 52.5 4.0 7.0 52.5R 26.O 52.5 5.O 7.0
MgO≯5.0%，如压蒸试验合格， MgO含量允许 放宽到6.0%； SO3 ≯4.0%； 强度等级：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.8～3.1g/cm3，堆积密度约为1000 ～ 1200Kg/cm3。
（二）火山灰质硅酸盐水泥
火山灰质混合材
（五）活性混合材的作用
当液相中有石膏存在时，将于水化铝酸钙反应生成水
化硫铝酸钙，这些水化物能在空气中硬化，并能在水
中继续硬化，具有相当高的强度。 激发剂：氢氧化钙和石膏的存在，使活性混合材的潜 在活性得以发挥，即氢氧化钙和石膏的起着激发水化、 促进凝结的作用，故称为激发剂。 激发剂分类 碱性激发剂：石灰和水泥熟料
（三）普通水泥的技术性质和应用
技术性质与特点 初凝时间≮45min；终凝时间≯ 10h
大部分性能和硅酸盐水泥相近，不同点：
早期水化速度稍慢，３天强度稍低； 抗冻性和耐磨性也略差； 耐腐蚀性提高。
应用
应用范围与硅酸盐水泥基本相同；
是通用水泥的主要品种。
三、矿渣水泥、火山灰和粉煤灰水泥
矿渣、火山灰和粉煤灰水泥定义 三种水泥的技术要求 三种水泥的共性和应用 三种水泥的区别和应用
硅酸盐水泥熟料
磨 细
水硬性胶凝材料
火山灰水泥
P· P
适 量 石 膏
通用水泥的主要品种之一； 火山灰质混合材掺量为20% ～ ５0%。
（二）火山灰质硅酸盐水泥
技术性质
GB1344-1999规定：
MgO≯5.0%，如压蒸试验合格， MgO含量允许放宽
到6.0%；
SO3 ≯3.5%； 强度等级：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.8～3.1g/cm3，堆积密度约为900 ～ 1000Kg/cm3。
（2）抗软水和硫酸盐腐蚀较强、耐热的混凝土
（3） 抗淡水侵蚀强、抗渗性高的混凝土；
作业与复习思考题
（4）抗硫酸盐腐蚀高、干缩小、抗裂性较好的混凝土； （5）夏季现浇混凝土 （6）紧急军事工程； （7）大体积混凝土； （8）水中、地下的建筑物； （9）在我国北方，冬季施工混凝土； （10）位于海水下的建筑物； （11）填塞建筑物接缝的混凝土。
3、三种水泥的区别
火山灰质水泥
抗冻性与耐磨性比矿渣水泥差； 在潮湿环境养护时抗渗性好： 火山灰质含有大量微细孔隙，具有良好的保水性； 水化后能形成较多的水化硅酸钙，水泥石结构密实。 适用于抗渗要求较高的工程。 干燥收缩大，在干燥环境中使用易开裂、起粉； 火山灰水泥含有大量胶体，长期处于干燥环境，胶体脱 水，产生裂纹； 不宜用于干燥环境的地上工程；也不宜用于有耐磨要求 的工程；有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含烧黏土 火山灰水泥。
（二）混合材的分类
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。
分类
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
非活性混合材 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
（三）掺入混合材料的作用
提高产量
降低成本 改善水泥性能 调节水泥强度等级 降低水化热 减少碱骨料反应 扩大应用范围 充分利用工业废渣
保护环境
（四）常用活性混合材料
粒化高炉
矿渣 火山灰质 混合材
炼铁高炉的熔融炉渣，经急速冷却而成的颗粒。 活性组分：活性SiO2和活性Al2O3 具有弱得水硬性。 随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面行成松软物质 活性组分：活性SiO2和活性Al2O3。 分类（1）含水硅酸质：硅藻土、硅藻石、蛋白石等； (2)铝硅玻璃质：火山灰、凝灰岩、浮石 （3）烧粘土质：烧粘土、煤渣、煅烧的煤矸石。
常用水泥的选用