水泥生产中的助剂

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1、传统建材助剂水泥生产中的助剂一、水泥组分与性能水泥是建筑行业的四大基本材料之一，使用广泛、用量大，素有“建筑工业粮食之称”，是现代工程中最重要的材料之一。1824年英国泥瓦工约瑟夫·阿斯普丁取得硅酸盐水泥专利，已有170多年的历史。因它的主要成分是硅酸钙，国内统称为硅酸盐水泥，国外称为波特兰水泥。其主要成分至今无多大变化。水泥是重要的无机矿物质胶凝材料，大体上可以分为三类，即硅酸盐水泥、掺混合材的硅酸盐水泥和特种水泥。其品种已达近百种，国内90%以上的属硅酸盐水泥。水泥中加入的功能性组分（亦称外加剂），目前主要有在水泥粉磨过程中加入的助磨剂、调节

2、剂、矿物复合剂及在生料中加入的矿化助熔剂等，国内外近年来在这方面的研究较多，通过进一步的研究和开发应用。必将对水泥生产的节能、挖提高质量及降低成本作出重大贡献。（一）硅酸盐水泥硅酸盐水泥是由水泥熟料加入适量石膏磨制而成。根据国家标准GB175-1999规定，有42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5及62.5R六个强度等级。1、硅酸盐水泥的矿物及其水化产物主要矿物及在普通水泥中的含量：硅酸三钙3CaO·SiO2简写为C3S，含量52%左右。硅酸二钙2CaO·SiO2简写为C2S，含量24%左右。铝酸三钙3CaO·Al2O3简写为C3A

3、，含量9%左右。铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3简写为C4AF，含量9%左右。硅酸盐水泥水化后主要有五种水化物，其性能见下表水化产物水化硅酸钙水化铁酸钙氢氧化钙水化铝酸钙水化硫铝酸钙结构状态胶体胶体板状晶体立方晶体针状晶体性能胶凝状态，强度高，不溶于水棉絮状，胶凝性差，强度低，难溶于水强度较高，溶于水强度低，溶于水强度高，不溶于水提高早期强度2.水泥的凝结硬化过程水泥加适量水，在发生水化反应的同时，还伴随着一系列的物理化学变化过程，使水泥浆体逐渐凝结硬化，其过程大体可以分四个阶段：第一阶段：水泥加水后在水泥颗粒表面产生剧烈的水化反应，开

4、始生成水化物。第二阶段：随着水化反应的不断进行，以C-S-H为主形成半透膜层，堆积在水泥颗粒周围，膜层的存在减缓了外部水的渗入，使水化反映变慢，固称休止期。第三阶段：水化物不断增多，膜层渐厚并互相连接，形成了网状结构，使浆体的可塑性降低，逐渐失去流动性并开始凝结，但不具有强度，称为凝结期。第四阶段：凝胶体和晶体进一步发展，不断填充网结构的细孔，使结构逐渐紧缩，具有一定强度，即凝结终了，硬化开始称为硬化期。由上看出，整个水化过程中，凝结和硬化是连续的互相交错进行的。硬化后的水泥石其强度一开始增长快，以后逐渐减慢，有的甚至在几十年中，还在水化继续提高

5、强度。2、水泥水化凝结硬化的影响因素影响水泥水化凝结硬化的因素很多。除了与水泥本身矿物组成及细度有关外，还与下列因素有关。（1）石膏掺量在水泥生产中，石膏作为一种原料，一个组分，其主要功能是调节水泥的凝结硬化速度，它起凝缓作用。（2）加水量水泥水化的理论需水量一般占水泥重量的15%~25%，但为了施工和应用的方便，拌制浆体和成型时，实际加入量为水泥重量的40%~70%，过多的水量在其硬化后，因其蒸发而留下较多的孔隙，将影响其速度，这是应用各种减水剂的重要原因之一。同时，加水量也影响其凝结硬化过程。（3）环境条件温度和湿度对水泥石强度的发展影响很大

6、，潮湿环境有利于强度的不断发展，低于5℃水化硬化速度很慢，低于0℃水化凝结硬化基本停止，也不会产生强度。（二）掺混合材的硅酸盐水泥由硅酸盐水泥熟料与一定量的石膏和混合材一起磨制水硬性胶凝材料，均属该类硅酸盐水泥，这是硅酸盐水泥改善性能、节约熟料、提高产量利用资源增加品种的重要方法。目前国内主要有普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥四大种类。1、混合材料（1）活性混合材料常见的有火山灰、电厂粉煤灰及粒化高炉渣等，这类材料具有活性或潜在的水硬性，其本身不会硬化或硬化极慢，而在激发剂的作用下可行成具有一定强度的水硬性胶凝

7、材料。（2）非活性混合材料没有活性的火山灰、砂岩及石灰岩等这类材料仅起填冲作用，固称填充性混合材，它可在允许降低水泥标号的前提下，增加产量和减少水化热。2、掺混合材的硅酸盐水泥掺混合材的四种水泥的基本特点见下表水泥品种普通硅酸岩水泥矿渣硅酸盐水泥火山质硅酸盐水泥粉煤灰质硅酸盐水泥混合材掺量活性材〈15%非活性材〈10%粒化高炉渣20%~70%火山灰20%~50%粉煤灰20%~40%特点早期强度高，水化热较大，耐冻性好，耐硫酸盐腐蚀差，干缩小。早期强度低，后期强度增长快，水化热小，耐热性好，抗冻性差，干缩大。抗渗性好，耐热性差，其它与矿渣水泥相同。

8、干缩性小，抗裂性好，其它与火山灰水泥相同。（三）特种水泥为满足工程的特殊要求而生产的水硬性胶凝材料统称为特种水泥。见表4，P172。二、