水泥分类及性能介绍

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1、5水　泥1、了解水泥熟料的矿物组成及水泥浆凝结硬化过程对水泥硬化体的结构、性能的影响；2、掌握常用水泥的技术性质、质量要求及如何合理选用水泥；3、了解一些专用及特性水泥的组成和性能特点及应用范围。教学目的4.1硅酸盐水泥4.2掺混合材料的硅酸盐水泥4.3其他品种水泥教学内容按其主要成分分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硫铝酸盐类水泥和磷酸盐类水泥等。按水泥的用途和性能又可分为通用水泥(如硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等)、专用水泥(如中、低热水泥等)及特性水泥(如快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥等)。硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、0~5%的混合料(如石灰石或粒化高炉矿渣等)、适量石膏磨

2、细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥分两种类型：不掺混合材的称Ⅰ型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅰ；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的称Ⅱ型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅱ。硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6个强度等级。5.1硅酸盐水泥硅酸盐水泥是以石灰质原料(如石灰石等)与粘土质原料(如粘土、页岩等)为主，有时加入少量铁矿粉等，按一定比例配合，磨细成生料粉(干法生产)或生料浆(湿法生产)，经均化后送入回转窑或立窑中煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，再与适量石膏共同磨细，即可得到P

3、·Ⅰ型硅酸盐水泥。其生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)如图5.1所示。5.1.1硅酸盐水泥生产简述图5.1硅酸盐水泥生产工艺流程示意图矿物组成主要是：（1）硅酸三钙(3CaO·SiO2，简写为C3S，占36%~60%)（2）硅酸二钙(2CaO·SiO2，简写成C2S，占15%~37%)（3）铝酸三钙(3CaO·Al2O3，简写成C3A，占7%~15%)（4）铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3，简写为C4AF，占10%~18%)。5.1.2.1水泥的凝结与硬化水泥加水拌和后，成为可塑性浆体，随后，水泥浆逐渐变稠而失去塑性，但尚不具有强度的过程，称为水泥的凝结。凝结

4、过后，水泥浆产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的固体，这一过程称为水泥的硬化。5.1.2.2熟料矿物的水化产物其化学反应式有：5.1.2硅酸盐水泥的凝结硬化为了调节水泥的凝结时间，掺入适量石膏，这些石膏与反应最快的铝酸三钙的水化产物作用生成难溶的水化硫铝酸钙，覆盖于未水化的铝酸三钙周围，阻止其继续快速水化。其反应式为：综上所述，硅酸盐水泥与水作用后，主要水化产物有水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。5.1.3水泥石的结构硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。其结构如图5.2所示。图5.2硬化水泥石结构5

5、.1.4.1密度、堆积密度、细度硅酸盐水泥的密度约为3.10g/cm3。其松散状态下的堆积密度为1000~1100kg/m3，紧密堆积密度达1600kg/m3。细度是指水泥颗粒的粗细程度，是影响水泥性能的重要指标。国家标准GB175—99规定，硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg。5.1.4硅酸盐水泥的技术性质为了测定水泥的凝结时间及体积安定性等性能，应该使水泥净浆在一个规定的稠度下进行，这个规定的稠度称为标准稠度。达到标准稠度时的用水量称为标准稠度用水量，以水与水泥质量之比的百分数表示，按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB1346—2001)规

6、定的方法测定。5.1.4.2标准稠度用水量凝结时间分初凝和终凝。初凝时间是指水泥从开始加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间；终凝时间是指从水泥开始加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性，并开始产生强度所需的时间(图5.3)。水泥的凝结时间是按《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB1346—2001)规定的方法测定的。国家标准规定:硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min终凝时间不得迟于6.5h。5.1.4.3凝结时间图5.3水泥凝结时间示意图水泥体积安定性简称水泥安定性，是指水泥浆硬化后体积变化是否均匀的性质。当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均匀的体积膨胀

7、，会导致水泥石开裂、翘曲等现象，称为体积安定性不良。水泥安定性通常用雷式夹法测定。引起水泥体积安定性不良的原因主要有熟料中含有过量的游离氧化钙、游离氧化镁或掺入的石膏过多。体积安定性不合格的水泥不能用于工程中。5.1.4.4体积安定性水泥强度是表示水泥力学性能的一项重要指标，是评定水泥强度等级的依据。根据GB/T175—99规定，硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6个强度等级，各强度等级水泥在各龄期的强度值不得低于表5.1中的数值。5.1.4.5水泥的强度与等级表5.1硅酸盐水泥的