通用硅酸盐水泥( cement )

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1、3通用硅酸盐水泥(cement)水泥是指加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。常用的是通用硅酸盐水泥,其主要品种有：普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。此外,还有铝酸盐水泥等其他系列水泥。水泥通用水泥专用水泥特性水泥硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等如白色硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥等水泥的分类23.1硅酸盐水泥3.2掺混合材料的硅酸盐水泥3.3其他品种的水泥33.1.1硅酸盐水泥的生产和矿

2、物组成1）原材料与生产简介石灰石质原料——石灰石、白垩等粘土质原料——粘土、页岩等校正原料（少量）——铁粉CaOSiO2、Al2O3、Fe2O3Fe2O33.1硅酸盐水泥4工艺：“二磨一烧”水泥生产工艺流程示意图5某新型干法旋窑水泥生产线6熟料（clinker）矿物组成硅酸三钙分子式分子简式3CaO·SiO2C3SC2SC3AC4AF2CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙名称比例37％～60％15％～37％7％～15％10％～18％含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉，烧至部分熔

3、融所得以硅酸钙为主的水硬性胶凝物质。2）硅酸盐水泥熟料的矿物组成7矿物组成硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙C3SC2SC3AC4AF含量/%37～60最多15～37次之7～15少10～18少水化速度较快慢快中水化热中低高中强度高早期低后期高低中（抗折）耐化学侵蚀中良差优干缩性中小大小表3.1硅酸盐水泥熟料矿物组成的反应特性8快硬水泥：C3A、C3S含量高，3d抗压强度高。适于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。道路水泥：C4AF、C2S含量高。抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗酸性好、干缩小。适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。大坝水泥：简称中热水泥低热矿渣

4、水泥：加入矿渣适用于大坝工程、大型构筑物、大型房屋的基础等大体积工程。水化放热较低，C2S含量高，C3A含量低93.1.2硅酸盐水泥的水化凝结硬化1）硅酸盐水泥的水化①②③水化速度快④长纤维状短纤维状六方板结晶缓凝机理：同上针状结晶立方板状结晶10硅酸钙的水化产物——C-S-H11Ca(OH)2——羟钙石(portlandite)体积含量占水泥石体积的20%~25%；表面积较小、次价键力弱耐久性和强度。六方片状晶体。12水化硫铝酸钙CalciumSulfoaluminateHydrates占水泥石体积的15%~20%。初期形成三硫型硫铝酸钙（钙钒石ettringit

5、e，AFt)。后期转变为单硫型硫铝酸钙（monosulfatehydrates,Afm)。AFt—针状晶体；Afm—六方片状晶体。13第一阶段：拌水起至初凝时，C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成AFt。水泥浆呈塑性状态。第二阶段：从初凝起至24h，水化加速，生成较多的Ca(OH)2、AFt、C-S-H凝胶，水泥凝结。第三阶段：24h以后直到水化结束。所有水化产物生成，数量不断增加，结构更加致密，强度不断提高。2）水泥的硬化(hardening)14水泥硬化研究理论(P)水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理；不同的矿物在不同的阶段，水化机理也会不

6、完全相同。1516[缓凝机理]:C3A水化极快，水泥很快凝结，为有足够的操作时间，加入适量石膏。一旦C3A开始水化，石膏会与C3AH6反应生成针状难溶于水的AFt，形成保护膜覆盖水泥颗粒，阻碍C3A的水化，阻止了颗粒表面水化产物的向外扩散，降了水泥的水化速度，使水泥的初凝时间得以延缓。石膏耗尽时，钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物所胀破，C3A等矿物再次快速水化，水泥颗粒间逐渐相互靠近，直至连接形成骨架。水泥浆的塑性逐渐消失，直到终凝。石膏17水化产物：水化硅酸钙(约50%)、氢氧化钙(约25%)、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等。水化很慢，颗粒内部很难完全水化。硬化

7、后水泥石由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离水及气孔等组成的不均质体。18未水化的水泥颗粒内核处于水化物包裹中水灰比越小，其含量越多未水化的水泥内核19（１）矿物组成及细度各种矿物的凝结硬化特点不同，矿物的相对含量不同，水泥的凝结硬化特点就不同。水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化快，凝结硬化快，早期强度就高。3）影响水泥凝结硬化的主要因素20（２）水泥浆的水灰比加水较多时，水灰比较大，水泥初期水化反应充分进行；但颗粒被水隔开的距离较远，连接形成骨架结构所需时间长，凝结较慢。水灰比较大时，多余水分蒸发后形成的孔隙