火山灰质硅酸盐水泥19页PPT

- usu. generating less heat at a slower rate than Type I
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Friday, January 15, 2021
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Portland Ceres of considerable mass, such as large piers, heavy abutments, and heavy retaining walls, especially when the concrete is placed in warm weather.
-used where precaution against moderate sulfate attack is important, as in drainage structures where sulfate concentrations in groundwaters are higher than normal but not unusually severe
(7) Discharging the clinker red-hot from the lower
end of the kiln and then transferring it to various
types of coolers to lower the clinker to handling
Type V: sulfate-resisting, used only in concrete structures that will be exposed to severe sulfate action, principally where concrete is exposed to soil and groundwater with a high sulfate content.

国家标准规定：硅酸盐水泥的初凝时间不小于45min，终凝时间不大于 390min。
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硅酸盐水泥
安定性
水泥的体积安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均 匀性。当水泥浆体硬化过程发生不均匀变化时，会导致膨胀开裂、翘 曲、甚至崩塌等现象，造成严重的工程事故。
引起水泥体积安定性不良的原因主要有： ①水泥中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁。 ②石膏掺量过多。
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（3）一般酸的腐蚀
硅酸盐水泥
• 腐蚀介质：无机酸和有机酸
• 腐蚀机理： 各种酸对水泥都有不同程度的腐蚀作用，它们与水泥
石而中导的致破Ca坏(O。H腐)2作蚀用作后用生最成快的的化是合无物机或酸溶中于的水盐或酸体、积氢膨氟胀酸、 硝酸、硫酸和有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等。 水的氯例化如钙：，盐导酸致与溶水出泥性石化中学的侵Ca蚀(O：H)2作用生成极易溶于
强碱(如氢氧化钠)作用后会被腐蚀破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸 盐作用，生成易溶的铝酸钠，出现溶出性侵蚀：
3CaO·Al2O3 + 6NaOH → 3Na2O·Al2O3 + 3Ca(OH)2 另外，当水泥石被氢氧化钠溶液浸透后，又在空气中干燥，与空气中的
二氧化碳作用生成碳酸钠，碳酸钠在水泥石毛细孔中结晶沉积，可使水泥石 胀裂。
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一、分类及组成
通用水泥
硅
酸
盐
系
列 水
专用水泥
泥
特性水泥
通用硅酸盐水泥的一般规定 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
.
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通用硅酸盐水泥的一般规定
2、组成 通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的

（三）镁盐的腐蚀（松散无胶结型腐蚀）
腐蚀源：主要是硫酸镁和氯化镁。它们与水泥
石中的氢氧化钙发生如下反应：
MgCl2+Ca(OH)2=CaCl2+Mg(OH)2 MgSO4+Ca(OH)2+2H2O=CaSO4·2H2O+Mg(OH)2
➢易溶于水
➢结晶膨胀
➢无胶凝性
➢生成AFt
破坏形式： 生成的氢氧化镁松软而无胶凝能 力，氯化钙易溶于水；生成的二水石 膏则引起硫酸盐腐蚀。
思考
？某大体积的混凝土工程，浇筑2周后拆模，
发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程 使用某水泥厂生产的42.5R型硅酸盐水泥， 其熟料矿物组成如下：
分析续下页
【原因分析】由于该工程所使用的水泥C3A和C3S 含量高，导致该水泥的水化热高。在浇注混凝 土后，混凝土的内外温差高，造成混凝土贯穿 型的纵向裂缝。
五、硅酸盐水泥的腐蚀
（一）软水腐蚀
• 软水：雨水、雪水、蒸馏水、冷凝水及含重碳酸盐甚少的河 水与湖水等
• 腐蚀机理： Ca(OH)2溶解流失 •腐蚀条件：流水破坏性大；静止水破坏性不大
水泥石长期接触软水
Ca(OH)2不断被溶出
PH 下 降
无胶凝性， 水泥石结构
破坏
➢Ca(OH)2 ➢ SiO2
其它含钙矿物可能分解 （C-S-H，C3AH6等）
• （3）测定方法（沸煮法——加速实验法） • 饼法：观察水泥净浆在煮沸后的外形变化 雷氏夹法：测量水泥石煮沸后的膨胀值
雷氏夹法
雷氏夹试件的成型：标准稠度水泥 净浆。
测量 A：取下试件，测量雷氏夹指 针尖端间的距离A。
沸煮 测量 C 沸煮后，冷却，取出试件测量雷氏

分类
品种
代号
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
复合硅酸盐水泥
P·I P·Ⅱ P·O P·S·A P·S·B P·P
P·F P·C
熟料+石膏
100 ≥95 ≥95 ≥80且<95 ≥50且<80 ≥30且<50
≥60且<80
粒化高炉矿渣 -
≤5 -
>20且≤50 >50且≤70
普通水泥
普通水泥(强度等级 大于42.5) 普通水泥、火山灰 水泥 硅酸盐、普通水泥 矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥
矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥 矿渣水泥 普通水泥 普通水泥 普通水泥 矿渣水泥(强度等级 大于32.5)
矿渣水泥(强度等级 大于32.5)
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不宜选用
火山灰、粉煤灰水 泥
厚大体积混凝土
要求快硬、高强(大于C40) 的混凝土
有 特 殊
严寒地区的露天混凝土，寒 冷地区处于水位升降范围内 的混凝土
要 严寒地区处于水位升降范围
求 内的混凝土
的 混
有抗渗要求的混凝土
凝
土 有耐磨性要求的混凝土
受侵蚀性介质作用的混凝土
普通水泥
普通水泥 矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥 矿渣、火山灰、粉 煤灰、复合水泥 硅酸盐水泥
新标准《通用硅酸盐水泥》介绍
• 本标准2007-11-09发布，2008-06-01实施 • 本标准自实施之日起代替GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅
酸盐水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥》、GB12958-1999《复合硅酸 盐水泥》三个标准。

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➢ 2、水泥的凝结和硬化 ➢ 水泥的凝结和硬化是人为划分的，实际上是一个 ➢ 连续、复杂的物理化学变化过程。
初凝状态
终凝状态
硬化阶段
流动态
可塑态
固态
凝结阶段
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➢ 3、影响水泥凝结硬化的主要因素 ➢ 除水泥熟料矿物成分及含量外，还与下列因素 ➢ 有关：
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➢1）细度 ➢细度－－指水泥颗粒的粗细程度。
五级旋风预热器CDC 窑外分解系统
电收尘器
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φ3.3×50m旋转窑
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篦式冷却机 23
水泥粉磨及包装 φ3.8×13m水泥磨
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八嘴回转式微机包装机
水泥皮带输送机 25
水泥库
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石灰石质原料——石灰石、白垩等 粘土质原料——粘土、页岩等
CaO SiO2、Al2O3、Fe2O3
辅助原料（少量）——铁矿石、砂岩
长 的 时 间 隧 道，袅
结束
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➢ 2、混合材料 ➢ 凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材 ➢ 料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料 ➢ ，称为混合材料水泥。
➢ 节约水泥熟料，提高产量，降低成本，调节 ➢ 标号，改善性能；还可利用工业废料，节约粘 ➢ 土和岩石资源。
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非活性混合材： 用填充作 混合材品种：
活性混合材：填 ，充 增作 强用 作
➢常用活性混合材料有： ➢（1）矿渣 ➢（2）火山灰 ➢（3）粉煤灰。 ➢常用非活性混合材料有：石灰岩、砂岩、活性指 ➢标低于国家标准的活性混合材料。
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4.1.2硅酸盐水泥的生产及矿物组成 生料制备、熟料煅烧和水泥粉磨三个过程
。
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生料粉磨工艺
φ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨 ）

将矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉
煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥中“熟料中 的氧化镁含量”改为“水泥中的氧化镁含量”， 其中要求P.S.A型、P.P型、P.F型、P.C型水泥 中的氧化镁含量不大于6.0%，并加注b说明 ‘如果水泥中氧化镁含量大于6.0%时，应进行 水泥压蒸试验并合格’；P.S.B型无要求。(原 版GB1344-1999和GB12958-1999中第6.1条，本 版第7.1条)； ——增加了氯离子限量的要求，即水泥中氯 离子含量不大于0.06%（本版第7.1条）； ——将各强度等级的普通硅酸盐水泥的强度 指标改为和硅酸盐水泥一致，将各强度等级复 合硅酸盐水泥的强度指标改为和矿渣硅酸盐水 泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥 一致（原版GB12958-1999中第6.6条，本版第 7.3.3条）；
70%”改为“>20%且≤70%”，并分为A型和B型。A 型矿渣掺量>20%且≤50%，代号P.S.A；B型矿 渣掺量>50%且≤70%，代号P.S.B（原版 GB1344-1999中第3.1条,本版第5.1条）； ——将火山灰质硅酸盐水泥中火山灰质混合 材料掺量由“20%～50%”改为“>20%且≤40%” （原版GB1344-1999中第3.2条，本版第5.1 条）； ——将复合硅酸盐水泥中混合材料总掺加量 由“应大于15%，但不超过50%”改为“>20%且 ≤50%”（原版GB12958-1999中第3章，本版第 5.1条）； ——材料中增加了粒化高炉矿渣粉(本版第 5.2.3、5.2.4条)；
通用水泥
通用水泥是建筑工程中应用最 广泛的水泥，它包括硅酸盐水泥、 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 灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥 等六大种。

熟料的制备
原料：石灰石、粘土、铁矿石等 煅烧：在高温下煅烧原料，形成熟料 冷却：冷却熟料，使其达到适宜的粒度 储存：将熟料储存在适当的环境中，以保持其性能
水泥的粉磨与包装
包装：将水泥粉装入包装袋 或包装桶中，进行密封包装
粉磨：将熟料、石膏、混合 材等原料混合，通过球磨机 进行粉磨，得到水泥粉
储存：将包装好的水泥储存 在干燥、通风的仓库中，避
强度等级与抗压性能
强度等级：分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等 抗压性能：抗压强度高，可达到30MPa以上 耐久性：具有良好的耐久性，不易受环境影响 施工性能：易于施工，可塑性好，易于成型和养护
抗折强度与耐磨性
抗折强度：通用硅酸盐水泥的抗折强度较高，能够承受较大的弯曲应力 耐磨性：通用硅酸盐水泥的耐磨性较好，能够抵抗磨损和磨蚀 耐久性：通用硅酸盐水泥的耐久性较好，能够长期保持其性能 稳定性：通用硅酸盐水泥的稳定性较好，能够抵抗环境变化和化学腐蚀
单击添加标题
通用硅酸盐水泥 的生产工艺
通用硅酸盐水泥 的应用领域
通用硅酸盐水泥 的定义
通用硅酸盐水泥 的性能特点
通用硅酸盐水泥 的市场前景与发 展趋势
通用硅酸盐水泥的含义
通用硅酸盐水泥是一种常见的建筑材料，主要由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料组成。
通用硅酸盐水泥的强度高，耐久性好，广泛应用于各种建筑工程中。
免受潮
运输：将包装好的水泥运输 到施工现场，进行使用
生产过程中的质量控制
原料选择： 选择优质石 灰石、粘土、 铁矿石等原 料
配料比例： 严格控制石 灰石、粘土、 铁矿石等原 料的配比
温度控制： 控制煅烧温 度，保证熟 料质量

不大于 0.6 %
•氧化镁
不大于 5.0 %
•三氧化硫
不大于 3.5 %
•不溶物
不大于 0.75 %、1.5 %
•烧失量
不大于 3 %、 3.5 %
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四、硅酸盐水泥石的腐蚀与防 治
（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型
（二）硅酸盐水泥石腐蚀的原因
（三）硅酸盐水泥石腐蚀的防止
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，有粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩、河泥等、
（3）铁矿粉：提高Fe2O3的含量，有黄铁矿渣。
另外还有少量的矿化剂（如萤石）改善煅烧条件。
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1、生产工艺
石灰质材料 粘土质材料
石膏
按比例
混合
煅烧
磨细
生
料
熟
1450°C
料
磨细
水泥成品
铁质材料
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2、矿物组成
硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下： 硅酸三钙 3CaOSiO2 ，简写为C3S，含量37% 60% 硅酸二钙 2CaOSiO2 ，简写为C2S，含量15% 37% 铝酸三钙 3CaOAl2O3，简写为C3A，含量7% 15% 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 ，简写为C4AF， 含量10% 18%
溶析 自动填实
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（一）硅酸盐水泥石腐蚀的类型
2、酸类腐蚀 1）碳酸腐蚀： CO2含量高时
Ca(OH)2 +CO2 +H2O = CaCO3+2H2O CaCO3 + CO2 + H2O == CaH(CO3)2
2）一般酸的腐蚀
2HCl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2H2O H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4•2H2O

土木工程材料试验与检测
刚才还好好 的，现在咋 就搅不动了
呢？
教学目标
知识目标
了解硅酸盐水泥的 生产工艺，熟悉各原料 加入的先后顺序；了解 硅酸盐水泥的凝结硬化 过程。
能力目标
掌握硅酸盐水泥熟 料的主要矿物组成及其 特性，能按照工程实际 选择适当矿物组成的水 泥熟料。
重点
硅酸盐水泥熟料的
矿物组成及其特性
根据工程实际选择
难点
适当矿物组成的水泥
一、硅酸盐水泥的生产工艺
石灰质原料 CaO
黏土质原料
SiO2、Al2O3、 Fe2O3
校正原料(铁粉)
按比例
混合 磨细
不超过5%的 混合材料
煅烧
生料
熟料
1450℃
磨细 水泥
石膏
“两磨一烧”
二、硅酸盐水泥熟料的形成
CaO
800℃左右
生料
分解反应
SiO2
800～1450℃
性质
C3S
C2S
C3A
C4AF
凝结硬化速度
快
慢
最快
较快
水化时放出热量
大
小
最大
中
强度
高低 发展
早期低、
高
低
后期高
快
慢
快
中 较快
六、影响水泥凝结硬化的因素
1)熟料矿物的组成
2)水泥的细度
水泥颗粒越细，其比表面积越大，水化反应越快 越充分，早期强度和后期强度都较高。但水泥太细， 粉磨能耗大，水泥成本高。
水泥凝结硬化的几个划分阶段 如无可靠的降温措施，不宜用于大体积混凝土工程。
硅酸盐水泥概述—矿物组成 产生强度，变成坚硬的“石头”