1、第十講,摻混合材的硅酸鹽水泥,主講：籍鳳秋,混合材料 普通硅酸鹽水泥 礦渣、火山灰、粉煤灰水泥 復(fù)合硅酸鹽水泥,本講內(nèi)容,一、 混合材料,定義 分類 活性混合材 非活性混合材 活性混合材的水化,生產(chǎn)水泥時(shí)加入的天 然的或人工的礦物材料,在生產(chǎn)水泥時(shí)，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級，降低成本，而加到水泥中去的天然的或人工的礦物材料。,（一） 混合材料定義,分類,活性混合材,非活性混合材,特點(diǎn)：本身并不具有膠凝性質(zhì)或膠結(jié)能力很小，但與石灰、石膏一起，在常溫下能生成具有水硬性的水化產(chǎn)物。 常用品種：?；郀t礦渣，粉煤灰 火山灰。,特點(diǎn)：不與水泥成分起化學(xué)作用或作用很小， 摻入的作用主要是為了提高水

2、泥的產(chǎn)量，調(diào)整標(biāo)號，減少水化熱。 稱為填充性混合材料。 常用品種：如石英、黏土、慢冷礦渣,（二）混合材的分類,（三）摻入混合材料的作用,提高產(chǎn)量 降低成本 改善水泥性能 調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級 降低水化熱 減少堿骨料反應(yīng) 擴(kuò)大應(yīng)用范圍 充分利用工業(yè)廢渣 保護(hù)環(huán)境,（四）常用活性混合材料,煉鐵高爐的熔融爐渣，經(jīng)急速冷卻而成的顆粒。 活性組分：活性SiO2和活性Al2O3 具有弱得水硬性。,粒化高爐 礦渣,隨同熔巖一起噴發(fā)的大量碎屑沉積在地面行成松軟物質(zhì) 活性組分：活性SiO2和活性Al2O3。 分類（1）含水硅酸質(zhì)：硅藻土、硅藻石、蛋白石等； (2)鋁硅玻璃質(zhì)：火山灰、凝灰?guī)r、浮石 （3）燒粘土質(zhì)：燒

3、粘土、煤渣、煅燒的煤矸石。,發(fā)電廠煙道氣體中收集的玻璃態(tài)的粉末。球形顆粒 表面致密，粒徑0.001-0.05mm。 活性組分：活性SiO2、活性Al2O3（高達(dá)60%）,粉 煤 灰,火山灰質(zhì) 混合材,粉煤灰簡介,活性混合材與水調(diào)和后，本身不會硬化或硬化極慢，強(qiáng)度 極低，在氫氧化鈣溶液中顯著水化，而在飽和的該溶液中 水化更快，水化反應(yīng)： xCa(OH)2 + SiO2 + mH2O CaOSiO2(m +x) H2O yCa(OH)2 + A2O3 + nH2O CaOA2O3(n +y) H2O 摻混合材的硅酸鹽水泥水化分兩步： 第一步：水泥熟料的水化； 第二步：氫氧化鈣與活性混合材反應(yīng)生成水

4、化硅酸鈣和水 化鋁酸鈣。,（五）活性混合材的作用,當(dāng)液相中有石膏存在時(shí)，將于水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣，這些水化物能在空氣中硬化，并能在水中繼續(xù)硬化，具有相當(dāng)高的強(qiáng)度。 激發(fā)劑：氫氧化鈣和石膏的存在，使活性混合材的潛在活性得以發(fā)揮，即氫氧化鈣和石膏的起著激發(fā)水化、促進(jìn)凝結(jié)的作用，故稱為激發(fā)劑。 激發(fā)劑分類 堿性激發(fā)劑：石灰和水泥熟料 硫酸鹽激發(fā)劑：二水石膏和半水石膏（必須有堿 性激發(fā)劑的條件下作用得以發(fā)揮。,（五）活性混合材的作用,二、普通硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥定義 技術(shù)要求 強(qiáng)度要求 技術(shù)性能和應(yīng)用,（ 一）普通硅酸鹽水泥定義,普通硅酸鹽水泥是一種水硬性的膠凝材料； 混合材料的最大量

5、 15%，允許摻5%窯灰 或 10%的非活性混合材來代替。,（二）普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度要求,（三）普通水泥的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用,技術(shù)性質(zhì)與特點(diǎn) 初凝時(shí)間45min；終凝時(shí)間 10h 大部分性能和硅酸鹽水泥相近，不同點(diǎn)： 早期水化速度稍慢，天強(qiáng)度稍低； 抗凍性和耐磨性也略差； 耐腐蝕性提高。 應(yīng)用 應(yīng)用范圍與硅酸鹽水泥基本相同； 是通用水泥的主要品種。,三、礦渣水泥、火山灰和粉煤灰水泥,礦渣、火山灰和粉煤灰水泥定義 三種水泥的技術(shù)要求 三種水泥的共性和應(yīng)用 三種水泥的區(qū)別和應(yīng)用,（一）礦渣硅酸鹽水泥,?；郀t礦渣摻量為20% 70%。 可用石灰石、窯灰、粉煤灰和火山灰質(zhì)混合材料中的一種代替礦渣，代替數(shù)

6、量水泥質(zhì)量的8%，代替后水泥中粒化高爐礦渣0%。,技術(shù)性質(zhì)： GB1344-1999規(guī)定： MgO5.0%，如壓蒸試驗(yàn)合格， MgO含量允許放寬到6.0%； SO3 4.0%； 強(qiáng)度等級：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.83.1g/cm3，堆積密度約為1000 1200Kg/cm3。,（一）礦渣硅酸鹽水泥,（二）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥熟料,火山灰質(zhì)混合材,適 量 石 膏,磨 細(xì),水硬性膠凝材料,火山灰水泥 PP,通用水泥的主要品種之一； 火山灰質(zhì)混合材摻量為20% 0%。,技術(shù)性質(zhì) GB1344-1999規(guī)定： MgO5.0%，如壓蒸試驗(yàn)

7、合格， MgO含量允許放寬到6.0%； SO3 3.5%； 強(qiáng)度等級：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.83.1g/cm3，堆積密度約為900 1000Kg/cm3。,（二）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥熟料,粉煤灰,適 量 石 膏,磨 細(xì),水硬性膠凝材料,粉煤灰水泥 P,通用水泥的主要品種之一； 粉煤灰摻量為20% 0%； 細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性和強(qiáng)度要求與火山灰水泥相同。,（三）粉煤灰硅酸鹽水泥,強(qiáng)度指標(biāo)：分為個(gè)強(qiáng)度等級（下見表） 其他技術(shù)要求同普通硅酸鹽水泥。,（四）三種水泥的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用,（四）三種水泥的技術(shù)性質(zhì)和應(yīng)用,1、與硅酸鹽水

8、泥或普通水泥的性質(zhì)及應(yīng)用的差異： 性能差異： 凝結(jié)硬化速度較慢，早期強(qiáng)度發(fā)展慢，強(qiáng)度低；后期發(fā) 展較快，強(qiáng)度高。原因是摻混合材水泥的水化分兩步進(jìn) 行。 應(yīng)用差異： 適用于中期養(yǎng)護(hù)的預(yù)制構(gòu)件以及承重遲緩的工程； 不適用于要求早強(qiáng)高的混凝土工程，如冬季施工、現(xiàn)澆工 程等。,抗腐性強(qiáng)，抗碳化能力差 適用于水工、海港混凝土工程及受化學(xué)侵蝕的工程； 碳化作用進(jìn)行快，深度大，對防護(hù)鋼筋銹蝕不利， 不適用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。 水化熱低 適用于大體積混凝土工程； 溫度敏感性大 適用于蒸汽養(yǎng)護(hù)。,2、三種水泥的共性和應(yīng)用,抗凍性差、耐磨性差 早期強(qiáng)度低； 礦渣和粉煤灰泌水形成連通或粗大孔隙； 火

9、山灰需水量大，水分蒸發(fā)后孔隙增加。,2、三種水泥的共性和應(yīng)用,礦渣水泥 耐熱性好 能耐400高溫，用于高溫車間、高爐基礎(chǔ)以及熱氣體通道等耐熱工程。 干縮大，抗?jié)B性和抗凍性差 礦渣有尖銳棱角，保水性差，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量大，泌水性較大。 不適用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。,3、三種水泥的區(qū)別,火山灰質(zhì)水泥 抗凍性與耐磨性比礦渣水泥差； 在潮濕環(huán)境養(yǎng)護(hù)時(shí)抗?jié)B性好： 火山灰質(zhì)含有大量微細(xì)孔隙，具有良好的保水性； 水化后能形成較多的水化硅酸鈣，水泥石結(jié)構(gòu)密實(shí)。 適用于抗?jié)B要求較高的工程。 干燥收縮大，在干燥環(huán)境中使用易開裂、起粉； 火山灰水泥含有大量膠體，長期處于干燥環(huán)境，膠體脫水，產(chǎn)生裂紋； 不宜用于干燥

10、環(huán)境的地上工程；也不宜用于有耐磨要求的工程；有硫酸鹽腐蝕的混凝土工程不能使用含燒黏土火山灰水泥。,3、三種水泥的區(qū)別,粉煤灰水泥 早期強(qiáng)度、水化熱更低； 適用于大體積工程。 干縮小，抗裂性好。 粉煤灰表面致密的球形顆粒，流動(dòng)性好，吸水量少。,3、三種水泥的區(qū)別,四、 復(fù)合硅酸鹽水泥,通用水泥的主要品種之一； 混合材總摻量為15% 50%； 允許8%的窯灰代替部分混合材。,技術(shù)性質(zhì) GB12958-1999規(guī)定： MgO5.0%，如壓蒸試驗(yàn)合格， MgO含量允許放寬到6.0%； SO3 3.5%； 強(qiáng)度等級：32.5，32.5R，42.5,，42.5R，52.5， 52.5R； 密度2.83.1

11、g/cm3，堆積密度約為900 1000Kg/cm3。,四、 復(fù)合硅酸鹽水泥,四、 復(fù)合硅酸鹽水泥,技術(shù)要求： 6個(gè)強(qiáng)度等級，見下表。 細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、體積安定性的要求同普通硅酸鹽水泥。 復(fù)合硅酸鹽水泥的特性取決于所摻混合材的種類和摻量及相對比例。其使用根據(jù)所摻混合材的種類，參照其他混合材水泥的適用范圍和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而定。,常用水泥的選用,小 結(jié),混合材的定義、種類以及作用； 普通硅酸鹽水泥定義，性能特點(diǎn)（與硅酸鹽水泥性能相近）以及應(yīng)用（常用品種）； 礦渣水泥、火山灰水泥以及粉煤灰水泥性能特點(diǎn)（與硅酸鹽水泥性能差異，三種水泥的區(qū)別）以及應(yīng)用范圍（常用品種）； 復(fù)合硅酸鹽水泥定義，性能特點(diǎn)（取決于混合材的種類和摻加數(shù)量）以及應(yīng)用（常用品種） 常用水泥的選用（六大品種水泥）,作業(yè)與復(fù)習(xí)思考題,1、何謂水泥的活性混合材料和非活性混合材料？二者在水泥中的作用是什么？硅酸鹽水泥常摻入哪幾種活性混合材料？ 2、摻混合材的水泥與硅酸鹽水泥相比，在性能上有何特點(diǎn)？為什么？ 3、在下列混凝土工程中，試分別選用合適的水泥品種，并說明選用的理由。 （1）早期強(qiáng)度要求高、抗凍性好的混凝土；