更新时间: 2025-02-24
水泥的定义
凡细磨材料(粉末状),加入适量水后,成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。
水泥的分类:
水泥种类很多。按其用途及性能可分为:通用水泥、专用水泥及特性水泥。
通用水泥如硅酸盐水泥、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;
专用水泥如油井水泥、砌筑水泥等;
特性水泥如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐等。目前水泥品种已达100余种。
水泥组份化学成分、特性及作用
水泥熟料
适当成分的生料烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主要成分的产物
(1)水泥熟料成分
氧化物组成
CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3 ~95%
MgO、 SO3、TiO2、P2O5、K2O和Na2O等 ~5%
主要氧化物含量波动范围:
CaO 62~67%;
SiO2 20~24%;
Al2O3 4~7%;
Fe2O3 2.5~6.0%。
矿物组成
经高温煅烧后,两种或两种以上的氧化物反应生成多种矿物集合体,结晶细小(30~60μm)。
四种主要矿物:
硅酸三钙 3CaO·SiO2,可简写为C3S;
硅酸二钙 2CaO·SiO2,可简写为C2S;
铝酸三钙 3CaO·Al2O3,可简写为C3A;
铁相固溶体4CaO·Al2O3·Fe2O3作为代表式,可简写为**AF。
另外,还含有少量的游离氧化钙(f-CaO)、方镁石(结晶氧化镁)、含碱矿物以及玻璃体等。
矿物组成的计算
鲍格(Bogue)法:
C3S=4.07C-7.60S-6.72A-1.43F-2.86SO3;
C2S=8.60S+5.07A+1.07F+2.15SO3-3.07C=2.87S-0.754C3S;
C3A=2.65A-1.69F;
**AF=3.04F;
CaSO4=1.70SO3
式中C——CaO;S——SiO2;A——Al2O3;F——Fe2O3 百分含量。
石膏
天然或工业副产石膏(CaSO4,CaSO4·2H2O)
作用:调节凝结时间,提高早期强度,降低干缩变形,改善耐久性、抗渗性等性能,对混合材起活性激发作用。
**掺量:依据C3A含量、混合材掺量而定以水泥中SO3含量作为石膏掺量的控制指标过少,不能合适地调节水泥正常凝结时间过多,它会和铝酸钙生成含水硫铝酸钙,结晶时体积会增大,导致水泥体积安定性不良。
活性混合材
活性混合材指本身不与水反应,加入激发剂后,在激发剂与水作用下发生反应产生强度。
碱性激发剂:CaO、Ca(OH)2、NaOH、KOH等
硫酸盐激发剂:CaSO4等
外加剂:减水剂、速凝剂、膨胀剂等
定义:混合材磨细后与水泥、石灰和石膏等拌合,加水后既能在水中又能在空气中硬化的称为活性混合材。
粒化高炉矿渣:炼铁高炉的熔融矿渣经水淬急冷形成,物相组成大部分为玻璃体,具有较高的化学潜能,在激发剂的作用下具有水硬性。
化学成分:CaO、Al2O3、SiO2 >90%
MgO、MnO、Fe2O3、CaS、FeS、TiO2等
质量系数=(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO)
活性矿渣质量系数>1.2,非活性矿渣质量系数<1.2
粒化高炉矿渣粉的活性指数(A)=R/R0×100%
粒化高炉矿渣粉级别(28d的A):S105,S95,S75
火山灰质混合材
凡天然的及人工的以氧化硅、氧化铝为主要成分的矿物质原料,磨成细粉加水后并不硬化,但与石灰混合后再加水拌和,则不但能在空气中硬化,而且能在水中继续硬化者称为火山灰质混合材。
天然:火山灰、火山凝灰岩、浮石、硅藻土、硅藻石、蛋白石等
人工:烧粘土、活性硅质渣、粉煤灰、烧页岩等。
粉煤灰
燃煤发电厂电收尘器收集的细灰
主要化学成分:SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO
物相组成:玻璃体60~85%;结晶化合物10~30%;未燃尽碳约5%。
非活性混合材
与水泥成分不起化学作用或化学作用很小的称为非活性混合材。
磨细石英砂、石灰石、慢冷矿渣等
作用:提高水泥产量,减少水化热,降低水泥标号。不管在任何情况下都不发生反应,只能作为填料作用。
水泥标准介绍
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