粉煤灰硅酸盐水泥

粉煤灰水泥，全称粉煤灰硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰（粉煤灰的掺量为20～40％）、适量石膏共同磨细而制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰水泥。按现行国家标准，粉煤灰水泥的强度等级有：32.5、32.5R；42.5、42.5R；

52.5、52.5R。

粉煤灰是发电厂燃烧煤粉时得到的一种灰渣，也称飞灰属于火山灰质混合材。由于目前世界上的粉煤灰产量很大，约达到数十亿吨，而利用率还不够高，所以它是一种令人日益关心的工业副产品。特别是当电厂可使用的油、气燃料日益减少时，粉煤灰的产量还会增加。

我国大多数粉煤灰的化学成分如下：40～60%SiO2;0.5～2.5%MgO；15～40%Al2O3；< 2%SO3；3～10%Fe2O3; >60%SiO2+Al2O3; 25%CaO;1～20％烧失量；1～6％未燃物（属于有害部分）。

粉煤灰中含玻璃相约50～80％，也有少量的晶体矿物及未燃尽的碳粒。玻璃体是粉煤灰具有活性的主要组成部分，可以认为，在其它条件相同时，玻璃体含量越多，活性越高。即，粉煤灰的活性决定于活性Al2O3 、SiO2的含量。但CaO对粉煤灰的活性极为有利。所以说粉煤灰是高度玻璃化并含少量晶质组分的硅铝质产品。

一、粉煤灰水泥的水化硬化

粉煤灰水泥的水化和硬化过程，与火山灰水泥的水化硬化过程极为相似，主要是熟料的水化反应，以及粉煤灰与Ca(OH)2之间相互交错的两级反应。即，硅酸盐水泥熟料水化生成的C-S-H和Ca(OH)2，被吸附在粉煤灰颗粒的表面，由于粉煤灰中高度分散的活性氧化物吸收Ca(OH)2，进而相互反应而形成以水化硅酸钙为主体的水化产物，水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶，这就是所谓的Ca(OH)2和粉煤灰进行的二次反应（也可称为火山灰反应）。

在粉煤灰颗粒表面上产生的大量的水化物结晶体，它们相互交叉连接，形成了很高的粘结强度，以致在劈裂时，即使粉煤灰颗粒被劈开，但粘结区还能保持完好，因而能达到相当高的力学强度。

此外，在粉煤灰水泥中除了火山灰反应以外，还有同其它矿物细粉一样的作用，那就是也可以进入水泥颗粒构成的絮凝结构中，使水化物析出的有效空间增大，从而加速了水泥的水化，这也叫做“微分效应”。

三、粉煤灰水泥的性能及用途

粉煤灰水泥实质上也是一种火山灰水泥，虽然，它们之间有很多相似的性能，如比重小、水化热较低、抗腐蚀性较强等。但是由于粉煤灰的化学组成和物理结构特征与其它火山灰质混合材料有一定的差异，比如，从矿物内部结构上分析，粉煤灰是一种密实的玻璃质球，结构比较致密且稳定，内比表面积小，对水的吸附能力小，不易水化。所以，粉煤灰水泥就具有了一系列的性能特点。

由上可知，粉煤灰水泥具有一般火山灰水泥的共性，但与表面粗糙、多孔的火山灰质混合材的水泥相比，在性质上确有更为显著的特点。它不仅结构比较致密，内比表面积较小，而且对水的吸附能力小得多，同时水泥水化的需水量又小，所以粉煤灰水泥的干缩性就小，抗裂性也好。此外，与一般掺活性混合材的水泥相似，水化热低，抗腐蚀能力较强等，抗冻性也好于其它火山灰水泥。

因此，长期以来，粉煤灰水泥广泛用于工业与民用建筑，尤其适用于大体积水工混凝土、水工建筑、海港工程等。但应注意，粉煤灰水泥混凝土泌水较快，容易引起失水裂缝。施工过程中，要适当增加抹面次数，在硬化早期宜加强养护，以保证粉煤灰水泥混凝土强度的正常发展。

粉煤灰硅酸盐水泥

凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥），代号P. F。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20 % ~ 40 % 。

4 材料要求

4．1 石膏

天然石膏：应符合GB/T5483中规定的G类或A类二级（含）以上的石膏或硬石膏。

工业副产石膏：工业生产中以硫酸钙为主要成分的副产品。采用工业副产石膏时，必须经过试验，证明对水泥性能无害。

4.2 粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰

符合GB/T203的粒化高炉矿渣，符合GB/T2847的火山灰质混合材料和符合GB/T1596的粉煤灰。

4.3 石灰石

石灰石中的三氧化二铝含量不得超过2 .5 % 。

4．4 窖灰

应符合JC/T 742的规定

4．5 助磨剂

水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入量不得超过水泥质量的1 %，助磨剂须符合JC/T667的规定。

5 强度等级

矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥强度等级分为32 .5、32 .5R、42 .5、42 .5R、52. 5、52. 5R。

6 技术要求

6．1 氧化镁

熟料中氧化镁的含量不宜超过5.0 %。如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6 0 %。

注：熟料中氧化镁的含量为5.0%~6.0% 时，如矿渣水泥中混合材料总掺量大于40 %或火山灰水泥和粉煤灰水泥中混合材料掺加量大于30 %，制成的水泥可不做压蒸试验。

6．2 三氧化硫

矿渣水泥中三氧化硫的含量不得超过4.0%；

火山灰水泥和粉煤灰水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。

6．3细度

80 UM 方孔筛筛余不得超过10.0%。

6．4 凝结时间

初凝不得早于45min,终凝不得迟于10h。

6．5 安定性

用沸煮法检验必须合格。

6．6 强度

水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分，各强度等级水泥的各龄期强度不得低于下表数值。

GB1344——1999

MPa

强度等级抗压强度抗折强度

3 天 2 8天3天 2 8天

32.5 10.0 32.5 2.5 5.5

32.5R 15.032.5 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

6.7 碱

水泥中的碱含量按Na2O+0.658k2O计算值来表示。若使用活性骨料要限制水泥中的碱含量时，由供需双方商定。

7 试验方法

7．1 氧化镁、三氧化硫和碱

按GB/T176进行

7．2细度

按GB/T1345进行。

7．3 凝结时间和安定性

按GB/T1346进行。

7．4 压蒸安定性

按GB/T750进行

7．5 强度

按GB/T17671进行。但火山灰水泥进行胶砂强度检验的用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来确定。当流动小于180mm时，，须以0. 01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180mm。

胶砂流动度试验，除胶砂制备按GB/T17671外，操作方法按GB/T2419进行。

8 检验规则

8.1 编号及取样

水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样。每一编号为一取样单位。水泥出厂编号按水泥厂年生产能力规定；120万t以上，不超过1200t为一编号；

60万t 以上至120万t，不超过1000 t为一编号；

30万t以上至60万t以下，不超过600t为一编号；

10万t以上至30t万，不得超过400t 为一编号；

10t万能胶以下,不超过200t 为一编号。

取样方法按GB 12573进行。当散装水泥运载工具的容量超过该厂规定出厂编号吨数时，允许该编号的数量超过取样规定吨数。取样应有代表性，可连续取，亦可从20个以上不同部位取等量样品，总量至少12kg。所取样品按本标准第7

章规定的方法进行出厂检验，检验项目包括需要对产品进行考核的全部技术要求。

8．2 出厂水泥