1、波特兰水泥波特兰水泥是一种水硬性水泥，系由烧窑中的水泥烧块(含有水硬性硅酸钙)研磨而成。年，英格兰的一个砌砖工人约瑟夫艾斯伯汀，首先使用“波特兰水泥”这个名词来描述一种取得专利的胶结性产品，这种产品的制造是将黏土、石灰石或白垩的混合物在锅炉中加热，直到温度足够将二氧化碳去除为止。波特兰水泥使用“波特兰”这个名词，是因为使用此种水泥所拌制而成的混凝土，其颜色与英国得塞郡波特兰岛上的天然岩石相似。英国水泥制造家. . 应该是波特兰水泥的真正发明者。在年的时候，他的工厂即开始生产波特兰水泥，本质上与吾人今日所用的水泥相似。制造水泥之原料制造波特兰水泥之原料，其主要的三种成分为：氧化钙(石灰， )二氧
2、化硅( )氧化铝( )水泥之原料氧化钙源自于石灰岩或白垩，而二氧化硅和氧化铝则由黏土、页岩和铁铝氧石获得。大部分的原料包含少量的氧化铁、氧化镁、三氧化硫、碱金属和二氧化碳，其中氧化钙和二氧化硅占原料成分的百分比分别约为 和 ，氧化铁和氧化铝约占 。铁矿也作为助熔剂使用，可降低水泥烧块的温度。水泥之制造水泥系将石灰质原料( )及黏土质原料( )按化学成分及欲制成水泥品种决定配料比例，经研磨、烧结再加石膏研磨致所须细度而成。制造水泥典型原料比例， ， ， ， ，表3.2 製造波特蘭水泥常用的原料與複合物 原 料 複合物 水泥塊 石灰、二氧化矽、氧化鋁 石灰石 石灰 白 堊 石灰 爐 石 石灰、二氧
3、化矽、氧化鋁 牡蠣殼 石灰 大理石 石灰 黏 土 二氧化矽、氧化鋁 頁 岩 氧化鋁 飛 灰 二氧化矽、氧化鋁 高嶺土 氧化鋁 鐵鋁氧石 氧化鋁 砂 二氧化矽 石英 二氧化矽 暗色岩 二氧化矽 鐵 礦 氧化鐵 鐵 塵 氧化鐵 黃鐵礦 氧化鐵、硫酸鹽 石 膏 硫酸鹽 三相平衡图 水泥制造流程研磨、混合(Grinding&Blending)石灰石(Limestone)天然材料(Raw Material)黏土質(ClayShale)研磨、混合(Grinding&Blending)混料(Final Blending)燒結(BurningKiln)預熱Preheaters石膏(Gypsum)研磨(Fina
4、l Grinding)儲存或出貨儲存儲存水泥制造流程水泥研磨混合工法湿式法( )水泥原料研磨时加水混合成灰泥浆较常用；易于输送进入旋转窑锻烧需耗用较高能量使灰浆中水分汽化。干式法( )将压碎之原料以球磨机研磨成可通过号筛的粉末状。将磨细之原料粉末直接输入窑内锻烧。干式法烧结制程去水区热源冷却区废气口石灰分解黏土分解C3S形成C2S形成混合物形成熔质形成进料口锻烧区熟料区在干制过程中，将混合物倒入转窑中，并在干燥状态加热，此可节省燃料的消耗和用水，不过此制程之灰尘较多。虽然湿制法通常较干制法有效率，但需要较多的燃料故较不经济。 水泥之化学组成硅酸三钙( )简写；重量比硅酸二钙( )简写；重量比铝
5、酸三钙( )简写；重量比铝铁酸四钙( )简写；重量比硫酸钙( )简写；重量比表3.3 水泥主要化學成分 化學名稱 化學式 簡寫 重量百分比 水化速率 矽酸三鈣 3CaO SiO2 CS3 35 65 中 矽酸二鈣 2CaO SiO2 C S2 15 40 慢 鋁酸三鈣 3CaO Al O23 C A3 0 15 快 鋁鐵酸四鈣 4CaO Al OFe O2323 C AF4 6 20 中 水泥的成分()水泥组成物计算博格计算( ) :A FC SCSAFSC SSC SC AC AFAF0 644 0717 6004 4792 8592 8522 8670 7544021 70232334.
6、100.A FC SCSAFSC SSC SC AAFC AFF0 644 0717 6006 7181 4302 8522 8670 75442 6501 6923 04332334. :水泥组成物性质水泥水化组成物特性水化對水泥之影響組成物速率水化熱水化熱強度C3S中中高高C2S慢低低先低後高C3A+CSH2快很高很高先高後低C4AF+CSH2中中中低水化速率并无定量数据；但较不含石膏()时为快组成物对水泥强度影响含量愈多，则早期强度愈高后期(约日)则多强度高水化作用快第一天强度为之表现组成物对水泥强度影响不纯物对水泥的影响游离石灰()成因：原料成分配合不当或锻烧不完全降低水泥之强度、耐久
7、性及水密性。游离石灰含量愈少愈好；。石膏()钙钒石()水泥熟料添加 石膏研磨，可延缓氧化铝水化作用，以延长凝结时间。石膏太少凝结时间缩短；太多因无水硫酸作用造成体积膨胀( )而干缩增大、强度降低。不纯物对水泥的影响碱性氧化物()提高水泥早期强度；降低长期强度。易造成碱骨材反应( )与带有、之活性骨材作用产生一吸水不放水之半透明膜状类似水玻璃物质；因其吸水不排，造成过度膨胀而使骨材失去完整性致混凝土破裂。 氧化镁()含量太高则水泥健性不佳； 。水泥的分类第一类( )：普通水泥用于一般无特殊性质要求的营建工程。第二类( )：改良水泥放热速率慢；适宜大体积灌浆。可抵抗中度硫酸盐之侵害。第三类( )：
8、早强水泥早期强度高；适用于快速拆模及寒中混凝土。第四类( )：低热水泥水化热低、放热缓慢；适宜特大巨积混凝土。第五类( )：抗硫水泥避免与硫酸盐反应成硫铝酸钙而体积膨胀。表3.4 水泥種類及用途 標準化學要求 水泥種類 C3S (max.) C2S (min.) C3A (max.) C4AF+C3A (max.) 用 途 I型與IA型 一般使用，不須特別性質 II型與IIIA型 8 一般使用，中等抗硫性及水化熱 III型與IIIA型 15 需高早期強度 IV型 35 40 7 需低水化熱 V型 5 25 需高抗硫性 水泥细度水泥的细度系指水泥颗粒的大小，对水泥水化过程的行为影响甚大。细度可由
9、通过号筛( )的百分比而定，例如，普通波特兰水泥约有 通过此号筛。鐵蓋#200銅篩底盤遺留篩上之水泥掉落底盤之水泥 圖6- 4- 2 水泥粉細度試驗水泥细度试验水泥的比表面积另一种量测水泥细度的方法为测量水泥的比表面积，或单位重量的总表面积，单位为，如 浊度计法或 布兰氏气透仪法。在气透仪法的试验中，量测一定空气通过一定气孔率水泥层的流动时间，即可依公式换算求得水泥的比表面积。水泥细度对其性质的影响细度主要影响水泥的水化反应，水化作用速度随着细度的增加而增加，也因而增加强度发展速率与水化热。例如，水泥的细度由 增加到 ，可使水泥砂浆天的强度由 增加到 ，强度大约增长了 。但天之后，由细度所造成
10、的强度成长是可忽略的。细度可减少水泥的泌水量，但却需要更多的水量来维持相同的工作性。水泥细度虽然较细的水泥拥有较高的早期强度及较好的工作性(在低水泥量的配比中)，但却会产生额外的裂缝，造成较低的抗冻融性。第型水泥是所有水泥中最细的。一般而言，水泥制造厂生产出的各种水泥都会比建议的细度( )来得细。近年来，水泥的细度已经愈来愈细，年对水泥细度的最低要求为 ，而今天所生产的第型水泥，其细度约为 之间。水泥强度水泥的强度这个名词可能有些误导，因为它是由量测水泥砂浆的抗压强度而得，并非指水泥的强度而言。 圖6- 4- 7 抗壓試體模水泥强度试验通常是以份水泥、份标准砂及份水混合 (输气水泥则为份的水)
11、之重量比例，制作 立方的水泥砂浆试体，并于、天时进行抗压强度试验。如此所得之抗压强度并不代表水泥或水泥砂浆的基本性质，因其强度可能随砂浆的配比或试体的大小而异。水泥强度之标准在 中提到，砂浆的抗压强可提供一个强度的相对比较值。换言之，若在水泥用量不变的条件下，使用高强度水泥可增进混凝土的整体强度。规定：第型水泥天的强度需大于 ，天的强度需大于 。第型水泥天的强度需大于 ，天的强度需大于 。第型水泥天的强度需大于 。 水泥强度的成长水泥强度的成长水泥的正常稠度正常稠度可用来建立水泥的凝结特性，系利用费开氏仪以磅的压力将 直径的针来进行试验。如果测针能在秒内，由水泥浆表面贯入 ，则称此水泥浆拥有正常稠度；则此时的水量以水泥干重的百分比表示，即正常稠度的水灰比。 圖6- 4- 3 費開氏儀稠度針刻度指針刻度圓錐模玻璃板活動銅棒。固定螺栓费开氏仪如何选用水泥混凝土性质：工作性、强度、耐久性水泥性质：物理性质、化学性质技术能力、人力设备特殊要求结构物紧迫性施工速度施工环境成本经济性个人整理，仅供交流学习！
