3掺混合材料水泥

水泥熟料 + 石膏 +
20～50%粒化高炉矿渣 50～70%粒化高炉矿渣
P·S·A
slag cement
P·S·B
石膏↑：①缓凝SO3≤3.5% ②激发剂
≤4%
用粉煤灰、山火灰等 代替时，有具体规定
P.S的细度、凝结时间及安定性均用P.O。 按GB175—2007其强度等级分为六个：
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R ρ=2.8～3.1g/cm3较硅酸盐水泥小。
强度等级按照国家标准（GB175-2007）分为：
32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
技术性质
❖特点
➢与硅酸盐水泥相近 ➢因为混合材料的掺量少，其矿物组成仍在硅 酸盐水泥的范围之内
❖不同点
➢细度采用筛余量表示
❖测量通过0.08mm的方孔筛的筛余量≯10% ➢强度等级
❖与同等级硅酸盐水泥强度要求一致
一、混合材料
定义
生产水泥时加入的人工 或天然矿物材料
调节水泥强度等级（合理使用）
改善水泥性能（增加品种）
作
用
降低成本（增加产量）
改善环境（废料利用）
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（一）种 类
按掺入水泥后的作用分为两类: ➢活性混合材料 (水硬性混合材料) ➢非活性混合材料（填充性混合材料）
按作用分
活性混合材料 (水硬性混合材料)
3. 配制无熟料水泥：（生态水泥：未来10年的发展方向）
4. 制造硅酸盐砼制品
二、普通硅酸盐水泥
普通水泥的定义 技术性质 强度要求 应用
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二、普通硅酸盐水泥
（Ordinary Portland cement）→P.O
定义
熟料 + 石膏 + 6～20% 以下的混合材料
Ordinary Portland cement
3.水化热小，一般5d内的水化热仅为同标号 ordinary cement的70%左右，宜于大体积砼工程。
4.易产生干缩裂缝（甚至较矿渣水泥还历害）
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五、粉煤灰硅酸盐水泥（pulverized fly ashes）→P.F
熟料 + 石膏 + 20～40%（P.F.A）
P.F
它的特点： 1. 早期强度比矿渣及火山灰水泥还要低。 2. 需水量少，和易性好。 3.干缩小，抗裂性较好。 4. 抗渗性好。
§3.2 掺混合材料的硅酸盐水泥
混合材料 普通硅酸盐水泥 (P.O) 矿渣硅酸盐水泥 (P.S) 火山灰质硅酸盐水泥 (P.P) 粉煤灰硅酸盐水泥 (P.F) 复合硅酸盐水泥 (P.C)
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混合材料
定义 分类 非活性混合材料 活性混合材料
概述 二次水化 活性原理
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[note] 粉煤灰砼的初始析水速度快，在施工时应注意。（一定
量的粉煤灰对保水性有益，但当粉煤灰中圆球颗粒数量较多时， 却又易泌水！）
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六、复合水泥
（composite Portland cement）→P.C
1. 定义
熟料 + 石膏 + 20～50% 两种或两种以上混合材料
共磨
（允许用8%的窑灰代替部分混合材料）
6.5
4.0
6.5
4.0
7.0
4.5
7.0
为了帮助大家掌握特点，合理选用材料，现将 六种水泥的特征汇总于下表：
名 称
P.
1.硬化 快，强 度高
主
2.水化 热大
要 特
3.抗冻 性好
征 4.耐腐
蚀及耐
软水性
差
P.O
P.S
P.P P.F P.C
1.早期强 度较高
2.水化热 较大
3.耐冻性 好
4. P.O的 耐腐蚀及 耐水性较 差
温、湿度
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SiO2 +mH2O + xCa(OH)2
xCaO·SiO2·nH2O
活 性 混 合 材 料
Ca(OH)2
消
耗
魔力棒
水 硬 性
胶
凝
产
物
Al2O3 +aH2O + yCa(OH)2
yCaO·Al2O3·bH2O
1）常见的活性材料有：
粉煤灰
粉煤灰是一种发电厂燃料废渣
粒化高炉矿渣
粒化高炉矿渣是熔融的矿渣水淬而得到。活性成分为活性氧化 硅和活性氧化铝。
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2）如何发挥活性混合材料的作用？→找 “魔力棒”
虽然活性混合材料不是水泥的组成材料. 但水泥中用一定比例的活性混合材料代替可以改变各种水泥的性能
水化反应
硅酸盐水泥水化
一次水化
硅酸盐水泥中加入活性混合材料
二次水化
激发剂
碱性：Ca(OH)2、CaO 硫酸盐：石膏
“魔力棒”
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二次水化反应的特性 温度敏感性 常温反应速度慢 高温反应速度快 消耗 Ca(OH)2 改善孔隙构造
复合水泥P.C
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（1）混合材料的种类：
目前我国粒化高炉矿渣等活性混合材料缺乏，而其他 各种工业废渣日益增多，（年排渣量约3亿吨）近几年的 大量研究表明，有些工业废渣如化铁炉渣，精炼铬铁渣， 钛渣等可以作水泥混合材料。为了给可利用的工业废渣 开辟利用途经，在复合水泥标准中扩大了混合材料的范 围，增加了新开辟的混合材料作水泥混合材料。
2.各种混 合材复合 使用，产 生协同效 应可使 P.C水泥 具有比 P.S、P.P、 P.F水泥 更优的pter 3
非活性混合材料 (填充性混合材料)
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1.非活性混合材料
➢特点
磨成细粉与石灰加水拌和后，不能或 很少生成具有胶凝性质的水化产物
➢常用品种 •石英砂 •粘土 •慢冷矿渣
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2.活性混合材料
火山灰活性
❖ 磨细后加水不水化 ❖ 但掺加石灰后
发生二次水化反应 生成水硬性胶凝产物
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火山灰活性
1）早期强度慢而低，后期强度快而高 矿渣 f /后(t)＞硅酸盐 f /后(t)
2)环境温度、湿度对slag cement凝结硬化影响大 3）具有较强的抗软水侵蚀能力及抗硫酸盐侵蚀能力。 4）保水性差，泌水性大，干缩性大 ； 5）抗冻耐磨差。 6） Heat of hydration低 7）耐热性强 8）抗碳化能力差，不宜用于钢筋砼
掺混合材水泥各龄期强度要求(GB175－2007)
等级
抗压强度(MPa)
3d
28d
32.5
10.0
32.5
32.5R
15.0
32.5
42.5
15.0
42.5
42.5R
19.0
42.5
52.5
21.0
52.5
52.5R
23.0
52.5
Rapid
抗折强度(MPa)
3d
28d
2.5
5.5
3.5
5.5
3.5
1.早期慢而低，后期 1.抗渗 1.干缩
快而高
性较好 性小，
2.环境温、湿度影响 2.强度 2.抗裂
大
同P.S 性较好
3.耐硫酸盐及耐软水 3.干缩 其它同
性较好
“起粉” P.P
4.保水性差、泌水大 5.水化热较小
3.和易 性好
6.耐冻性差
7.耐热性好
8.对钢筋混凝土不利， 碳化快
1. 强度同
P.S
火山灰质混合材料
火山灰质混合材料是火山喷发沉积物及其它具有类似活性的材 料的统称。分为含水硅酸质（如硅藻土等）、铝硅玻璃质（如 火山灰等）、粘土质（烧粘土等）。
粉煤灰
硅灰
漂珠 沉珠
复珠 磁珠
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2005年5月23日，墨西哥科利马 火山出现了自1991年以来强度 最大的喷发。
2005年6月5日，墨西哥西部科利马省的科利马火山喷发，喷出的火山灰将近 5千米高。
（2）国内外大量试验证明：
水泥中掺入不同种类的混合材料，不是各种 混合材料的简单混合，而是相互取长补短，产生 单一混合材料不能起到的优良效果，俗话说： “三个臭皮匠，能抵一个诸葛亮”。
（3）复合水泥与其它水泥的区别：
A 与P.O的区别在于掺量20%为限： P.O≤20%； P.C≥20%。
B 与掺混合材料的区别： 复合水泥掺两种或两种以上的混合材料 复合水泥扩大了混合材料品种的使作范围
3）掺活性混合材料的作用
提高产量
降低成本
改善水泥的性能
调整强度等级 降低水化热 减少碱骨料反应的发生 扩大应用范围
充分利用工业废渣
保护环境
（二）混合材料在建筑上的用途：
1.主要用途是： 配制其它五种水泥P.O、P.S、P.P、P.F、P.C
2. 在建筑工地拌制砼及砂浆时，掺入适当数量的活性材料， 节约水泥或石灰，改善砼和砂浆的和易性等。
2. 技术性质：细度≤10%（0.08mm）凝结时间、安 定性同P.O
按GB175—2007划分强度等级： 32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R
3. 复合水泥的性能：
其性能与P.O、P.S、P.P及P.F水泥一样，都是以硅酸盐水泥 熟料为主要成分的水泥，这就决定了其水泥的基本性能是一致 的，都属于通用水泥，大量试验证明，在水泥中采用复掺混合 材料，可以明显地改善水泥和砼的性能。
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1. 矿渣水泥的水化过程：
① 生成与硅酸盐水泥相同的水
P.熟料 石膏
化 物 ， 此 时 Ca(OH)2 达 饱 和 溶液（碱性激发剂）
混合材 ②
矿渣中活性 （SiO2、Al2O3）
③ 石膏
水化硅酸钙 水化铝酸钙