高强水泥、装饰水泥、道路水泥和硫铝酸盐水泥

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高强水泥 定义也称高标号水泥。硬化初期强度较高，标号在700号以上的硅酸盐水泥。（水泥标号是表示水泥强度的重要指标，标号越大，水泥强度越高） 产生原因：通常情况下，传统水泥强度低，尤其是抗折强度低，一般在10MPa以下，很难超过20MPa。两种超高强度水泥诞生了，DSP水泥和MDF水泥。 DSP水泥：DSP水泥，被称为超细粒子均匀排列一密实填充体系的新材料。主要成分定义该水泥的主要成分是硅酸盐水泥，并掺加一定量的硅灰和超塑化剂。还可以在体系中加入体积分数为3%—5%的纤维，以改善DSP的断裂韧性。DSP水泥硬化体的结构非常均匀、致密，基本不存在0.1μm以上的孔。 编号水泥基复合材料种类抗弯强度抗压强度1普通水泥6402热压密实砂浆——300~6503矿渣砂浆——1804钢集料蒸养砂浆28250~3505DSP75500由此可见，DSP水泥的抗弯强度和抗压强度是最高的。DSP水泥和其它水泥性能的对比 用DSP可以制备具有不同塑性的混凝土，而且采用普通混凝土浇注技术即可处理。生产制品时，也可采用塑料或陶瓷技术。DSP水泥材料最先应用于各种侵蚀环境，如化学工业地面、停车场、阳台等。由于侵蚀介质在DSP材料中的扩散速度远远低于普通混凝土。因此耐久性明显提高。以后又在DSP材料中配入煅烧矾士骨料。制得高耐磨DSP材料。用于代替铸石、橡胶和钢材，制作各种耐磨衬里材料、管道或金属切削工具。如可以用DSP水泥厂粉料气力输送系统的螺旋喂料器。通常这种喂料器由表面覆盖烧结碳化硅的钢制成，一般使用250小时就被磨损。而用高耐磨DSP材料制得的喂料器使用寿命达5倍以上。DSP材料中掺入各种掺合料或纤维，可制得一系列不同用途的高级材料，如加入4%长6mm特制聚丙烯纤维，可用于恶劣环境下的海洋建筑物的补修材料。应用 MDF水泥即无宏观缺陷水泥，是于1982年由英国帝国化学工业公司J．D．Birchall等人，首先研制成功的一种由水泥和高聚物复合并经特殊加工工艺制成的超高强水泥。这种水泥抗压强度高达300MPa，抗折强度更高达的200MPa。定义MDF水泥的主要成分是水泥和水溶性聚合物。其中水泥是基材，可以用硅酸盐水泥，也可用铝酸盐水泥。水溶性聚合物包括聚丙基甲基纤维素、聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等，可单独使用一种，也可多种复合使用。主要成分MDF水泥 制备工艺1、原材料最常用组合：铝酸钙水泥（CAC）、聚乙烯醇（PVA）、丙三醇其它水泥/聚合物体系：硅酸盐水泥+聚丙烯酰胺(PAM)硫铝酸盐水泥+聚乙烯醇(PVA)制品水泥PVA有机溶液配制成混合料剪切搅拌热压成型养护 MDF水泥与普通水泥主要性能对比：主要性能普通水泥MDF水泥抗折强度/MPa1040~150弹性模量/GPa2035~50抗压强度/MPa40100~300破坏能/(J/m)2040~200电击穿/(KV/mm)0.16~13气体渗透率/(mol/(m*s*pa))10~120.10~0.16可见，MDF水泥抗压强度和抗张强度分别为普通水泥的2．5～7倍和4～15倍，而气体渗透率仅为普通水泥1／100，其综合性能已接近于陶瓷等烧结材料。 MDF水泥抗折强度高韧性好，可用于制造各种管道尤其是用其他材料不易制作的大直径管道，及对抗折强度有较高要求的支撑材料。MDF水泥绝缘性好，体积电阻率和击穿电压高，可代替陶瓷、塑料用作力学性能好的经久耐用电绝缘材料；经微细化处理的MDF水泥，可用作唱片、音箱材料以及制作水泥弹簧等；MDF水泥还有望成为一些金属材料、木材和陶瓷材料的廉价代用品。毫不夸张地说，MDF水泥一登场，就以其天生丽质（优异的综合力学和物理性能）和婀娜多姿（丰富的成型手段），盛装（颜料织就的亮丽色彩）惊艳示人，引得无数科技英豪竞折腰（纷纷投身MDF研究），上演着一幕幕（各种新型MDF层出不穷）科技版的“窈窕淑女，君子好逑”！。MDF水泥的优异性能和巨大研发潜力（高材与水泥品种、纤维增强、添加剂、工艺技术手段）已引起各国，尤其是发达国家材料学界的高度关注，美国甚至专门建立了“高级水泥基材料科技中心”。最近日本曾展出过用MDF水泥作车身材料的太阳能轿车也许不久的将来，您钟爱的坐骑、家用电器和日用品领域也随处能见到MDF的身影。应用 装饰水泥 什么是装饰水泥？ 装饰水泥白水泥彩色水泥：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得到的以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量少的熟料，再加入适量的石膏，磨细制成的白色水硬性的胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥(简称白水泥)。：彩色水泥可以在普通白水泥熟料中加入有机或无机矿物颜料经磨细而成；也可以在白水泥生料中掺人少量的金属氧化物作为着色剂，烧成熟料后再经磨细而成；还可以将着色物质以干式混合的方法掺人白水泥或其他硅酸盐水泥经磨细而成。 白水泥特点：有很高的白度，色泽明亮，强度不高白水泥各龄期的强度要求标号抗压强度/MPa抗折强度/MPa3d7d28d3d7d28d32514.020.532.52.53.55.542518.026.542.53.54.56.552523.033.552.54.05.57.062528.042.062.55.06.08.0（龄期：自加水搅拌开始，混凝土所经历的时间，按天或小时计。标号：某些产品用来表示性能（大多为物理性能）的数字。） 白色水泥的等级等级白度等级标号优等品特级625525一等品一级525425合格品二级525425325三级425325 白色水泥的生产要求普通硅酸盐水泥熟料中Fe2O3。、MgO含量较高，并含有其他一些着色杂质，一般呈深灰色。当Fe2O3含量为3％～4％时，熟料呈暗灰色；Fe2O3含量为0.45％～0.7％时为淡绿色；Fe2O3。含量在0.4％以下时接近白色。因此，白色硅酸盐水泥的生产主要是降低Fe2O3含量Fe2O3含量仅为普通硅酸盐水泥的10％左右，一般控制在0.2％～0.5％内。 白色硅酸盐水泥是技术最成熟、生产规模最大的装饰水泥品种。它是一种适应性广泛的建筑装饰材料，可用于建筑装饰工程或水泥制品，也是生产彩色水泥的重要基本材料。除白色硅酸盐水泥外，还有一些其他品种的白色水泥，如高炉矿渣白水泥、白色硫酸盐水.用途 彩色水泥通常由白色水泥熟料、石膏和颜料共同磨细而成。具有以下性质:1.可塑性。彩色水泥可以制作成各种不同的图案，颜色多样且鲜亮。不同的图案和颜色互相组合可以制作成具有很强文化和艺术内涵。2.绿色环保性。彩色水泥的出现节省了对天然石料的开采，生产能耗及污染大大低于瓷砖等其它烧制的建筑材料。3.维护简单。彩色水泥是一种含特殊矿物质骨料、无机颜料及添加剂的高强度耐磨地面材料。4.方便施工。彩色水泥易施工，一次成型，其使用周期长，施工快捷，修复方便，不易褪色等特点。 彩色水泥主要是用白色硅酸盐水泥为基料配制而成的彩色水泥砂浆，不同颜色的彩色水泥是加入适当的材料制成的。常用的无机颜料有氧化铁（可制成红色、黄色、褐色和黑色水泥）、二氧化锰（黑色、褐色）、氧化铬（绿色）、钴蓝（蓝色）、群青蓝（蓝色）、炭黑（黑色）等；常用的有机颜料孔雀蓝（蓝色）、天津绿（绿色）等。在制造红色、褐色、黑色等颜色的彩色水泥时也可以用硅酸盐水泥熟料代替白水泥熟料来磨制。其生产方法有间接法和直接法。间接法是用白色硅酸盐水泥熟料、石膏和颜料共同磨细而成的颜料有有机的颜料和无机的颜料两类。直接法是在白色硅酸盐水泥生料中加入少量的金属氧化物作为形成颜色的着色剂，直接烧制成彩色水泥熟料后再磨细制成彩色水泥。有机颜料对于彩色水泥具有着色性强、色彩鲜艳的特点。无机颜料则具有不溶于水、耐碱和耐大气稳定性好的、又不破坏水泥的组成和性能的特点。制作工艺 彩色水泥石一种全新的彩色混凝土装饰面层材料，其主要用于建筑装饰工程的装饰材料，也可以用于混凝土、砖、石等的粉刷饰面。广泛应用与各种不同功能的道路及政府工程和各大城市的标志性建筑的工程建设中；彩色水泥砂浆可以运用在装饰饰面工程抹灰；在工厂中，可以根据客户的不同使用要求和形状制做成客户满意的彩色水泥制块；也可制成各种不同颜色的彩色水磨石、人造大理石、水刷石、斧剁石和干粘石等各种石材。用途 道路水泥 定义由道路硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称道路水泥。（凡由适当成分的生料烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分和较多量铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料，称为道路硅酸盐水泥熟料。）早期强度高、干缩值较小、抗折强度较高、抗冻性和抗冲击性能好，弹性模量较小，主要用于道路路面、飞机跑道、车站、公共广场等对耐磨、抗干缩性能要求较高的混凝土工程。性质及用途 产生背景从公路交通发展趋势看，将越来越多地修筑混凝土路面。这一方面是由于我国沥青资源较缺，另方面也由于混凝土路面质量好，修复少，一次性投资虽然大些，但从寿命周期费用看仍是经济的。根据国家计划，到本世纪末我国平均每年修建公路3×104km。如以新建公路的三分之一用水泥修建估算，则年需道路水泥在1000×104t左右，加上各地区自筹资金修建公路和原有公路升级改造，用于修建公路的水泥需要量就更大。目前国内道路水泥的年产量大约有150X104t，从供需情况来看缺口很大。可见，生产优质的道路水泥将有着良好的市场前景。 成分道路水泥熟料仍以硅酸盐水泥熟料组成为主要成分，其矿物组成仍为C3S、C2S、C3A、C4AF，并含有较多量的铁铝酸钙矿物。生产技术生产道路水泥主要是通过改变水泥熟料的矿物组成、粉磨细度、石膏加入量及外掺剂来达到的。与普通水泥熟料相比，一般适当提高C3S、C4AF含量。水泥的耐磨性与水泥的抗压强度有较好的相关性，因此提高水泥熟料中的C3S含量，可以提高水泥的强度。C4AF的脆性小，体积收缩小，提高C4AF的含量，对提高水泥的抗折强度及耐磨性有利。 生产要求(1)要求抗折强度高。道路水泥混凝土的破坏是由弯拉应力引起的。对普通硅酸盐水泥一般力求提高其抗压强度，而未顾及道路使用的特点。在道路水泥混凝土对强度的要求中引入一个“脆性系数”的指标BjB为28d抗压强度与28d抗折强度的比值，要求B小于6.5。(2)要求耐磨耗。因为道路水泥混凝土在使用过程中一般将承受百万次乃至千万次车辆反复荷载的磨损作用。(3)要求胀缩性小。道路混凝土路面以薄板的形式暴露于犬自然中，经受不同季书带来几十度的温差变化，所以热胀、冷缩、湿胀、干缩是道路混凝土所处的环境条件。如果胀缩过大，就会影响荷载传递与路面质量。(4)要求耐久性好。道路混凝土要有一定的韧性、抗冲击性和比普通水泥混凝土小的弹性模量，才能具备较好的抗疲劳性能。在不同的地区修建公路对道路混凝土还有其它特殊要求。例如在气候寒冷地区，要求耐冻性好；在沿海地区还要有较好的耐腐蚀性等。 硫铝酸盐水泥 定义以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥是硫铝酸盐水泥.分类快硬硫铝酸盐水泥高强硫铝酸盐水泥膨胀硫铝酸盐水泥自应力硫铝酸盐水泥低碱度硫铝酸盐水泥 化学成分与矿物组成矿物组成Al2O3SiO2CaOFe2O3SO3C4A3C2SC4AF硫铝酸盐水泥熟料28-403-1036-431-38-1555-7515-303-6 主要性能(1)强度高。12h～1d抗压强度可达30～50MPa，抗折强度6～8MPa，3～28d抗压强度可达60～80MPa，抗折强度9～10MPa。从长期强度来看5年前强度缓慢增长，5年后基本稳定，抗压强度可达100MPa。(2)抗渗性能好。在2.94MPa水压下不渗漏。(3)抗冻性能好。抗冻等级达到M200，不管气冻还是水冻，50次冻融循环混凝土强度不降低，甚至还升高。(4)抗腐蚀性能好。对海水、氯盐（NaCl、MgCl2）、硫酸盐（Na2SO4、MgSO4、(NH4)2SO4）、尤其是它们的复合盐类（MgSO4+NaCl）等，均具有极好的耐蚀性。(5)具有较好的低、负温性能。在0～10。C条件下，不用覆盖即可施工。0～一20"C时，只要添加少量防冻剂及简单覆盖即可正常施工。1d可达设计强度等级的80％。(6)具有可调的膨胀性能。自由膨胀可在0.05％～2％之间调节。自由膨胀与限制膨胀比值可小于4；自应力值高达4.5～6.0MPa；稳定期短，常温下养护14～28d即可稳定。(7)具有低碱性能。水泥熟料水化液相的pH值小于11.5。加入混合材制成低碱度水泥或玻璃纤维增强水泥(GRC)，可使液相pH≤10.5，对玻璃纤维腐蚀性很小。(8)耐久性能好。硫铝酸盐水泥长期强度性能较好，并且有优良的抗冻、抗渗、抗腐蚀性能。这种水泥因其碱度较低，对钢筋早期可能有轻微锈蚀，但由于水泥石结构致密，后期不会发展，因此硫铝酸盐水泥的耐久性能是比较好的。 主要用途(1)高早强混凝土例如，用硫铝酸盐水泥可以配制出6h抗压强度达40MPa、24h达55MPa的高早期混凝土，适合于冬季施工和抢修工程。(2)自流平砂浆例如，用硫铝酸盐水泥配制可工作时间为30min，终凝时间为75min，干缩值％250lan／m的自流平砂浆。用这种砂浆作为建筑物地面的找平层，施工后的地面表面平整无裂纹，周边无卷曲，且强度高。(3)玻璃纤维增强水泥复合材料玻璃纤维耐酸不耐碱，因此，玻璃纤维在硅酸盐水泥石中会很快被pH值大于12．5的孔溶液腐蚀。低碱度硫铝酸盐水泥石的pH值约在10．5，玻璃纤维在这个pH值的孔溶液中是安全的。因此，用低碱度硫铝酸盐水泥和玻璃纤维制成纤维水泥制品，浇灌后4h就可脱模，硬化后具有很高的韧性和耐候性。例如，轻质墙板、空心砌块、折波瓦等。(4)抗硫酸盐混凝土用硫铝酸盐水泥配制的混凝土有很好的抗硫酸盐与海水侵蚀性能，适用于海洋环境的混凝土工程，虽然混凝土孔溶液和水化物碱度较低，但由于渗透性低，对钢筋也有良好的保护作用。如果选用C2S含量较高的硫铝酸盐水泥，则对钢筋保护作用可与掺混合材硅酸盐水泥相媲美。