掺混合材料的硅酸盐水泥
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
2、非活性混合材料
在水泥中主要起填充作用而不与水泥发生化学反应或化学反应很 微弱的矿物材料，又称填充性混合材料。在水泥中掺入非活性混 合材料主要是为调节水泥强度等级、节约水泥熟料、提高水泥产 量。 非活性混合材料包括：质地较坚实的有石英岩、石灰岩、砂岩等 磨成的细粉；质地较松 软的有粘土、黄土等。另外，凡不符合技 术要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉煤灰等。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
活性混合材料主要包括：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉
煤灰 （1）粒化高炉矿渣
目的是阻止结晶，使其绝 大部分成为不稳定的玻璃 体，储有较高的化学性能 ，从而有较高的潜在活性
粒化高炉矿渣是将炼铁高炉的熔融矿渣，经急速冷却得到的松软 颗粒。
粒化高炉矿渣的化学成分主要是活性CaO、SiO2、Al2O3。如果 CaO、Al2O3 含量越高，则矿渣活性越高。
石灰石或粒化矿渣
硅酸盐水泥生产工艺流程示意图
简称两磨一烧
P.II水泥
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(二) 硅酸盐水泥熟料矿物组成及特性
8000C左右
生料
分解反应
CaO SiO2 800~14500C Al2O3 结合反应 Fe2O3
3CaO·SiO2（C3S） 2CaO·SiO2 （C2S） 3CaO·Al2O3 （C3A） 4CaO·Fe2O3 ·Al2O3 （C4AF）
（1）早期强度略低 （2）水化热略低 （3）耐腐蚀性稍好 （4）耐热性稍好 （5）抗冻性、耐磨性、抗炭化性略差 应用：与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的 地方也可采用普通水泥。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
3、活性混合材料的作用 活性混合料与水混合后，本身不会硬化或硬化极为缓慢，强度很 低。但在氢氧化钙溶液中，就会发生显著的水化。 掺活性混合料的硅酸盐水泥在与水拌合后，首先是水泥熟料水化 ，水化生成的Ca(OH)2和石膏作为活性“激发剂”，与活性混合 材料中的SiO2、Al2O3反应，即二次水化反应，生成具有水硬性的 水化硅酸钙和水化铝酸钙。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
（2）火山灰质混合材料 凡是天然的或人工的以活性氧化硅和活性氧化铝为主要成分，具 有火山性的矿物质材料， 称为火山灰质混合材料
（3）粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂的工业废渣，是从煤粉炉烟道气体中收集 的粉末。其活性成分以活性氧化硅和活性氧化铝为主。
2、硅酸盐水泥的凝结硬化（了解）
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3、影响水泥凝结、硬化的因素
（1）熟料矿物组成的影响 （2）水泥细度的影响 （3）石膏的掺量 （4） 养护湿度和温度的影响 （5） 龄期的影响 （6） 水灰比的影响
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1、细度 评价指标
(四) 硅酸盐水泥的技术要求
混合材料的品种
通用硅酸盐水泥
掺量的大小
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
硅酸盐水泥
Ⅰ型硅酸盐水泥（P.Ⅰ）
（不掺加混合材料） （混合材料掺量﹤5％）
Ⅱ型硅酸盐水泥（P. Ⅱ）
wk.baidu.com
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(一) 硅酸盐水泥的原料及生产
P.I水泥
水泥熟料
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(三) 硅酸盐水泥的水化和凝结硬化 1、水泥的水化
23CaO SiO2 6H2O 3CaO 2SiO2 3H20 3Ca(OH)2
2(2CaO SiO2 ) 4H2O 3CaO 2SiO2 3H2O Ca(OH )2
3CaO Al2O3 6H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
3.3.2 普通硅酸盐水泥 概念：普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P.O。 6%＜活性 混合材料掺加量≤20%，其中允许用不超过水泥质量8%的非活性 混合材料或不超过水泥质量的5%的窑灰代替。 (一) 技术要求 GB175-2007对普通水泥的技术要求如下： （1）凝结时间 初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得大于10小时。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
（2）强度和强度等级 硅酸盐水泥分4个强度等级，即42.5、42.5Ｒ、52.5、52.5R，表（3-8） 普通水泥的其他技术性质要与硅酸盐水泥相同。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
(二) 普通硅酸盐水泥的主要性能及应用 普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥 基本相同，略有差异，主要表现为：
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
混合材料指在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等 级，而加到水泥中人工的或天然的矿物材料。
混合材料 按参与水化的程度 活性混合材料 非活性混合材料
1、活性混合材料
活性混合材料指与石灰或与石膏拌合在一起，并加水后 ，常温 下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中又能在空气中 硬化的混合材料。
初凝时间 2、凝结时间
终凝时间
3、标准稠度用水量 4、体积安定性 产生体积安定性不良的原因 5、水泥的强度与等级 ？
6、水化热
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(五) 水泥石的腐蚀
1、软水侵蚀 2、酸性腐蚀
（1）碳酸水的腐蚀 （2）一般酸的腐蚀
3、盐类的腐蚀 4、强碱腐蚀
（1）镁盐的腐蚀 （2）硫酸盐的腐蚀
4CaO Al2O3 Fe2O3 7H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O CaO Fe2O3 H 2O 为了调节水泥的凝结时间，掺入适量石膏作缓凝剂反应式如下：
3CaO Al2O3 6H 2O 3(CaSO4 2H 2O) 19 H 2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H 2 O
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1、选择合适的水泥品种
(六) 水泥石腐蚀的防止措施
2、提高水泥的密实度，降低孔隙率
3、加保护层
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(七) 硅酸盐水泥的性质及应用
１、凝结硬化快、强度高 2、抗冻性好 3、抗腐蚀性差 4、碱度高、抗碳化性能好 5、耐热性差 6、耐磨性好 7、水化热高
3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
2、非活性混合材料
在水泥中主要起填充作用而不与水泥发生化学反应或化学反应很 微弱的矿物材料，又称填充性混合材料。在水泥中掺入非活性混 合材料主要是为调节水泥强度等级、节约水泥熟料、提高水泥产 量。 非活性混合材料包括：质地较坚实的有石英岩、石灰岩、砂岩等 磨成的细粉；质地较松 软的有粘土、黄土等。另外，凡不符合技 术要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉煤灰等。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
活性混合材料主要包括：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料及粉
煤灰 （1）粒化高炉矿渣
目的是阻止结晶，使其绝 大部分成为不稳定的玻璃 体，储有较高的化学性能 ，从而有较高的潜在活性
粒化高炉矿渣是将炼铁高炉的熔融矿渣，经急速冷却得到的松软 颗粒。
粒化高炉矿渣的化学成分主要是活性CaO、SiO2、Al2O3。如果 CaO、Al2O3 含量越高，则矿渣活性越高。
石灰石或粒化矿渣
硅酸盐水泥生产工艺流程示意图
简称两磨一烧
P.II水泥
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(二) 硅酸盐水泥熟料矿物组成及特性
8000C左右
生料
分解反应
CaO SiO2 800~14500C Al2O3 结合反应 Fe2O3
3CaO·SiO2（C3S） 2CaO·SiO2 （C2S） 3CaO·Al2O3 （C3A） 4CaO·Fe2O3 ·Al2O3 （C4AF）
（1）早期强度略低 （2）水化热略低 （3）耐腐蚀性稍好 （4）耐热性稍好 （5）抗冻性、耐磨性、抗炭化性略差 应用：与硅酸盐水泥基本相同，甚至在一些不能用硅酸盐水泥的 地方也可采用普通水泥。
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3、活性混合材料的作用 活性混合料与水混合后，本身不会硬化或硬化极为缓慢，强度很 低。但在氢氧化钙溶液中，就会发生显著的水化。 掺活性混合料的硅酸盐水泥在与水拌合后，首先是水泥熟料水化 ，水化生成的Ca(OH)2和石膏作为活性“激发剂”，与活性混合 材料中的SiO2、Al2O3反应，即二次水化反应，生成具有水硬性的 水化硅酸钙和水化铝酸钙。
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（2）火山灰质混合材料 凡是天然的或人工的以活性氧化硅和活性氧化铝为主要成分，具 有火山性的矿物质材料， 称为火山灰质混合材料
（3）粉煤灰 粉煤灰是火力发电厂的工业废渣，是从煤粉炉烟道气体中收集 的粉末。其活性成分以活性氧化硅和活性氧化铝为主。
2、硅酸盐水泥的凝结硬化（了解）
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3、影响水泥凝结、硬化的因素
（1）熟料矿物组成的影响 （2）水泥细度的影响 （3）石膏的掺量 （4） 养护湿度和温度的影响 （5） 龄期的影响 （6） 水灰比的影响
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1、细度 评价指标
(四) 硅酸盐水泥的技术要求
混合材料的品种
通用硅酸盐水泥
掺量的大小
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
硅酸盐水泥
Ⅰ型硅酸盐水泥（P.Ⅰ）
（不掺加混合材料） （混合材料掺量﹤5％）
Ⅱ型硅酸盐水泥（P. Ⅱ）
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水泥熟料
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(三) 硅酸盐水泥的水化和凝结硬化 1、水泥的水化
23CaO SiO2 6H2O 3CaO 2SiO2 3H20 3Ca(OH)2
2(2CaO SiO2 ) 4H2O 3CaO 2SiO2 3H2O Ca(OH )2
3CaO Al2O3 6H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O
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3.3.2 普通硅酸盐水泥 概念：普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P.O。 6%＜活性 混合材料掺加量≤20%，其中允许用不超过水泥质量8%的非活性 混合材料或不超过水泥质量的5%的窑灰代替。 (一) 技术要求 GB175-2007对普通水泥的技术要求如下： （1）凝结时间 初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得大于10小时。
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
（2）强度和强度等级 硅酸盐水泥分4个强度等级，即42.5、42.5Ｒ、52.5、52.5R，表（3-8） 普通水泥的其他技术性质要与硅酸盐水泥相同。
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(二) 普通硅酸盐水泥的主要性能及应用 普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥 基本相同，略有差异，主要表现为：
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3.3 掺混合料的硅酸盐水泥
混合材料指在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度等 级，而加到水泥中人工的或天然的矿物材料。
混合材料 按参与水化的程度 活性混合材料 非活性混合材料
1、活性混合材料
活性混合材料指与石灰或与石膏拌合在一起，并加水后 ，常温 下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在水中又能在空气中 硬化的混合材料。
初凝时间 2、凝结时间
终凝时间
3、标准稠度用水量 4、体积安定性 产生体积安定性不良的原因 5、水泥的强度与等级 ？
6、水化热
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(五) 水泥石的腐蚀
1、软水侵蚀 2、酸性腐蚀
（1）碳酸水的腐蚀 （2）一般酸的腐蚀
3、盐类的腐蚀 4、强碱腐蚀
（1）镁盐的腐蚀 （2）硫酸盐的腐蚀
4CaO Al2O3 Fe2O3 7H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O CaO Fe2O3 H 2O 为了调节水泥的凝结时间，掺入适量石膏作缓凝剂反应式如下：
3CaO Al2O3 6H 2O 3(CaSO4 2H 2O) 19 H 2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H 2 O
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1、选择合适的水泥品种
(六) 水泥石腐蚀的防止措施
2、提高水泥的密实度，降低孔隙率
3、加保护层
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(七) 硅酸盐水泥的性质及应用
１、凝结硬化快、强度高 2、抗冻性好 3、抗腐蚀性差 4、碱度高、抗碳化性能好 5、耐热性差 6、耐磨性好 7、水化热高