无机非金属课件：第十五章　掺混合材料的水泥.ppt

1、 一、混合材料一、混合材料 二、普通硅酸盐水泥二、普通硅酸盐水泥 三、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸三、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥 四、复合硅酸盐水泥四、复合硅酸盐水泥第十五章掺混合材料的水泥第十五章掺混合材料的水泥 一、一、 混合材料混合材料 定义定义 分类分类活性混合材活性混合材非活性混合材非活性混合材活性混合材的水化活性混合材的水化 一、一、 混合材料混合材料生产水泥时加入的天生产水泥时加入的天然的和人工的矿物材料然的和人工的矿物材料改善水泥性能改善水泥性能 降低成本降低成本 调节水泥强度等级调节水泥强度等级定定 义义 在生产水泥时，为改善水泥

2、性能，调节水泥强度等级，降低成本，而加到水泥中去的天然的和人工的矿物材料。 一、一、 混合材料混合材料根据性能分类根据性能分类 活性混合材活性混合材 非活性混合材非活性混合材 特点：特点：磨细后与水拌合，本身磨细后与水拌合，本身并不具有胶凝性质或胶结能力很并不具有胶凝性质或胶结能力很小，但与石灰、石膏或硅酸盐水小，但与石灰、石膏或硅酸盐水泥一起，加水拌和后，在常温下泥一起，加水拌和后，在常温下能生成具有水硬性的水化产物能生成具有水硬性的水化产物 掺入作用掺入作用: :加入后在常温下反加入后在常温下反应可以生成水硬性的水化物应可以生成水硬性的水化物, ,改改善水泥石的性能善水泥石的性能. . 常

3、用品种常用品种: :粉煤灰、火山灰质粉煤灰、火山灰质的材料、粒化高炉矿渣的材料、粒化高炉矿渣 特点：特点：指不与水泥成分起化学作用指不与水泥成分起化学作用或作用很小的混合材料。或作用很小的混合材料。 掺入作用：掺入作用：主要是为了提高水泥的产主要是为了提高水泥的产量，调整水泥的标号，减少水化热量，调整水泥的标号，减少水化热被称为填充性混合材料。被称为填充性混合材料。常用品种：常用品种：如石英、黏土、慢冷矿渣如石英、黏土、慢冷矿渣掺入掺入 混合材料的作用混合材料的作用 提高产量提高产量 降低成本降低成本 改善水泥性能改善水泥性能 调节水泥强度等级调节水泥强度等级 降低水化热降低水化热 减少碱骨料

4、反应减少碱骨料反应 扩大应用范围扩大应用范围 充分利用工业废渣充分利用工业废渣 保护环境保护环境常用活性混合材料常用活性混合材料粒化高炉矿粒化高炉矿渣渣粉粉 煤煤 灰灰 火山灰质混合材火山灰质混合材炼铁高炉的熔融炉渣，经急速冷却而成的松软物质（玻璃渣）炼铁高炉的熔融炉渣，经急速冷却而成的松软物质（玻璃渣）活性组分：活性活性组分：活性SiO2和活性和活性Al2O3随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面成为松软物质随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面成为松软物质活性组分：活性活性组分：活性SiO2和活性和活性Al2O3是从发电厂的烟道气体中收集的粉末。球形颗粒，表面致密是从发电厂的烟道气体中收集的粉

5、末。球形颗粒，表面致密活性组分：活性活性组分：活性SiO2、活性、活性Al2O3（高达（高达60%）活性混合材的水化活性混合材的水化 活性混合材与水调和后，本身不会硬化或硬化极慢，强度极低；活性混合材与水调和后，本身不会硬化或硬化极慢，强度极低； 但在氢氧化钙溶液中灰显著水化，而在饱和的该溶液中水化更快。但在氢氧化钙溶液中灰显著水化，而在饱和的该溶液中水化更快。水化式：水化式： xCa(OH)2 + SiOxCa(OH)2 + SiO2 2 + mH2O CaOSiO + mH2O CaOSiO2(m +x) 2(m +x) H2OH2O yCa(OH)2 + Al yCa(OH)2 + Al

6、2 2O O3 3 + nH2O CaOAl+ nH2O CaOAl2 2O O3(n +y) 3(n +y) H2OH2O 所以，掺混合材的硅酸盐水泥水化分两步：所以，掺混合材的硅酸盐水泥水化分两步：一是水泥熟料的水化；一是水泥熟料的水化；二是氢氧化钙与活性混合材反应生成水硬的水化硅酸钙和水化铝酸钙二是氢氧化钙与活性混合材反应生成水硬的水化硅酸钙和水化铝酸钙二次水化：水泥熟料水化后的产物又与活性氧化物进行反应生成新的水二次水化：水泥熟料水化后的产物又与活性氧化物进行反应生成新的水化产物。化产物。 二、普通硅酸盐水泥二、普通硅酸盐水泥 什么是硅酸盐水泥什么是硅酸盐水泥 技术要求技术要求 强度要

7、求强度要求 性质和应用性质和应用 什么是普通硅酸盐水泥？什么是普通硅酸盐水泥？硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料6%-15%6%-15%混合材料混合材料适适 量量 石石 膏膏磨磨 细细水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥P PO Ov 通用水泥的主要品种之一通用水泥的主要品种之一v普通硅酸盐水泥是一种水硬性的胶凝材料普通硅酸盐水泥是一种水硬性的胶凝材料v 掺加少量混合材料和适量石膏掺加少量混合材料和适量石膏v 混合材料的最大量不超过混合材料的最大量不超过15%15%普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥强度要求强度要求返回返回普通硅酸盐水泥的性质和应用普通硅酸盐水泥的性质和应用性质（与硅酸

8、盐水泥相比）性质（与硅酸盐水泥相比）v大部分性能和硅酸盐水泥相近大部分性能和硅酸盐水泥相近v不同：不同：早期水化速度稍慢，天强度稍低早期水化速度稍慢，天强度稍低抗冻性和耐磨性也略差抗冻性和耐磨性也略差但耐腐蚀性提高。但耐腐蚀性提高。应用应用v应用范围与硅酸盐水泥基本相同应用范围与硅酸盐水泥基本相同v是通用水泥的主要品种，广泛应用于各种混凝土和是通用水泥的主要品种，广泛应用于各种混凝土和 钢筋混钢筋混凝土工程。凝土工程。三三、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥 什么是矿渣、火山灰和粉煤灰硅酸盐水泥什么是矿渣、火山灰和粉煤灰硅酸盐

9、水泥三种水泥的技术要求三种水泥的技术要求三种水泥的共性和应用三种水泥的共性和应用三种水泥的特性和应用三种水泥的特性和应用 什么是矿渣硅酸盐水泥？什么是矿渣硅酸盐水泥？硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料粒化高炉矿渣粒化高炉矿渣适适 量量 石石 膏膏磨磨 细细水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥P PS Sv通用水泥的主要品种之一通用水泥的主要品种之一v粒化高炉矿渣掺量为粒化高炉矿渣掺量为20% 20% 70%70%。v可用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料可用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种代替矿渣，代替数量中的一种代替矿渣，代替数量水泥质量的水泥质量的8 8%

10、%，代替后水泥中粒化高炉矿渣，代替后水泥中粒化高炉矿渣0%0%。 什么是火山灰质硅酸盐水泥？什么是火山灰质硅酸盐水泥？硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料火山灰质混合材火山灰质混合材适适 量量 石石 膏膏磨磨 细细水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料火山灰质火山灰质硅酸盐水泥硅酸盐水泥P PP Pv通用水泥的主要品种之一通用水泥的主要品种之一v火山灰质混合材掺量为火山灰质混合材掺量为20% 20% 0%0%。 什么是粉煤灰硅酸盐水泥？什么是粉煤灰硅酸盐水泥？硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料粉煤灰粉煤灰适适 量量 石石 膏膏磨磨 细细水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料v通用水泥的主要品种之一通用水泥的主要品种之一v粉煤灰

11、掺量为粉煤灰掺量为20% 20% 0%0%。粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥P P三种水泥的技术要求三种水泥的技术要求技术要求：分为个强度等级见下表技术要求：分为个强度等级见下表其他技术要求同普通硅其他技术要求同普通硅酸盐水泥酸盐水泥。链接链接三种水泥的性质和应用三种水泥的性质和应用与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比，与硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥相比，主要有以下不同主要有以下不同原因：原因：水泥中混合材掺量多，熟料少，故其性能与硅酸盐水泥有一定区别。水泥中混合材掺量多，熟料少，故其性能与硅酸盐水泥有一定区别。凝结硬化速度较慢，早期强度发展慢，强度低；后期发展较快，强度高。凝结硬化速度较慢，早期强

12、度发展慢，强度低；后期发展较快，强度高。v掺混合材水泥的水化分两部：水泥熟料的水化；二次水化掺混合材水泥的水化分两部：水泥熟料的水化；二次水化v早期水泥熟料少，生成的水化产物少，因而强度低早期水泥熟料少，生成的水化产物少，因而强度低v后期二次水化速度快，生成的水化产物数量增加，强度也随之提高后期二次水化速度快，生成的水化产物数量增加，强度也随之提高v适用于中期养护的预制构件以及承重迟缓的工程；不适用于早强要求高适用于中期养护的预制构件以及承重迟缓的工程；不适用于早强要求高的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。应用范围与硅酸盐水泥基本的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。应用范围与硅酸盐水泥基本

13、相同相同三种水泥的共性和应用三种水泥的共性和应用 抗腐性强，抗碳化能力差抗腐性强，抗碳化能力差v因为为氢氧化钙含量低（水泥熟料少，二次水化消耗）因为为氢氧化钙含量低（水泥熟料少，二次水化消耗）v适用于水工、海港混凝土工程及受化学侵蚀的工程等适用于水工、海港混凝土工程及受化学侵蚀的工程等v碳化作用进行快，深度大，对防护钢筋锈蚀不利，不适用于钢筋混凝土碳化作用进行快，深度大，对防护钢筋锈蚀不利，不适用于钢筋混凝土结构或预应力混凝土构件。结构或预应力混凝土构件。水化热低水化热低v适用于大体积混凝土工程适用于大体积混凝土工程温度敏感性大温度敏感性大v适用于高温养护适用于高温养护三种水泥的性质和应用三种

14、水泥的性质和应用抗冻性差、耐磨性差抗冻性差、耐磨性差v早期强度低早期强度低v矿渣和粉煤灰泌水形成连通或粗大孔隙矿渣和粉煤灰泌水形成连通或粗大孔隙v火山灰需水量大，水分蒸发后孔隙增加火山灰需水量大，水分蒸发后孔隙增加三种水泥的特性和应用三种水泥的特性和应用矿渣水泥（与火山灰、粉煤灰水泥相比）矿渣水泥（与火山灰、粉煤灰水泥相比）v耐热性好：耐热性好：因为矿渣含量大，矿渣本身又是高温形成的耐火材料，硬化后氢氧化因为矿渣含量大，矿渣本身又是高温形成的耐火材料，硬化后氢氧化钙含量少，能耐度高温。钙含量少，能耐度高温。适用于高温车间、高炉基础以及热气体通道等耐热工程。适用于高温车间、高炉基础以及热气体通道

15、等耐热工程。v干缩大，抗渗性差干缩大，抗渗性差矿渣有尖锐棱角，难于磨细矿渣有尖锐棱角，难于磨细矿渣玻璃体亲水性差矿渣玻璃体亲水性差保水性，易泌水造成粗大孔隙保水性，易泌水造成粗大孔隙不适用于有抗渗要求的混凝土工程。不适用于有抗渗要求的混凝土工程。三种水泥的特性和应用三种水泥的特性和应用火山灰质水泥（与矿渣、粉煤灰水泥相比）火山灰质水泥（与矿渣、粉煤灰水泥相比）v在潮湿环境养护时抗渗性好：在潮湿环境养护时抗渗性好：火山灰质混合材料含有大量微细孔隙，使其具有良好的保水性火山灰质混合材料含有大量微细孔隙，使其具有良好的保水性并且水化后能形成较多的水化硅酸钙，水泥石结构密实并且水化后能形成较多的水化硅

16、酸钙，水泥石结构密实适用于一般抗渗要求的工程适用于一般抗渗要求的工程v在干燥环境中使用易开裂、起粉在干燥环境中使用易开裂、起粉火山灰水泥含有大量胶体，长期处于干燥环境，胶体脱水，产生裂纹火山灰水泥含有大量胶体，长期处于干燥环境，胶体脱水，产生裂纹空气中的作用于表面的水化硅酸钙，生成碳酸钙和氧化硅的粉空气中的作用于表面的水化硅酸钙，生成碳酸钙和氧化硅的粉状物状物不宜用于干燥环境的地上工程；也不宜用于有耐磨要求的工程。不宜用于干燥环境的地上工程；也不宜用于有耐磨要求的工程。v有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含有烧黏土的火山灰水泥有硫酸盐腐蚀的混凝土工程不能使用含有烧黏土的火山灰水泥三种水泥的特性和

17、应用三种水泥的特性和应用粉煤灰水泥（与矿渣、粉煤灰水泥相比）粉煤灰水泥（与矿渣、粉煤灰水泥相比）v早期强度、水化热更低早期强度、水化热更低因为粉煤灰球形颗粒表面致密，个月表面物质才发生二次水化因为粉煤灰球形颗粒表面致密，个月表面物质才发生二次水化作用作用适用于承重迟缓工程，特别是大体积工程。适用于承重迟缓工程，特别是大体积工程。v干缩小，抗裂性好干缩小，抗裂性好粉煤灰是表面致密的球形颗粒，流动性好，吸水量少。粉煤灰是表面致密的球形颗粒，流动性好，吸水量少。不适用于干燥环境的及耐磨性要求较高的混凝土工程。不适用于干燥环境的及耐磨性要求较高的混凝土工程。v泌水性大，易产生失水裂纹，抗渗性差。泌水性大，易产生失水裂纹，抗渗性差。 四、四、 复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料两种及以上混合材两种及以上混合材适适 量量 石石 膏膏磨磨 细细水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料复合酸盐水泥复合酸盐水泥P Pv通用水泥的主要品种之一通用水泥的主要品种之一v混合材总掺量为混合材总掺量为15% 15% 50%50%。v允许允许8%8%的窑灰代替部分混合材的窑灰代替部分混合材 四、四、 复合硅酸盐水泥复合硅酸盐水泥 技术要求：技术要求： 6 6个强度等级，见下表个强度等级，见下表 其他同普通硅酸盐水泥。其他同普通硅酸盐水泥。