《土木工程材料水泥》PPT課件.ppt

2.4 Silicate cement,Classification of cement,By composition Silicate cement Aluminate cement Sulphate cement Ferrialuminate cement,By capability and use,General cement Special cement Extra properties cement,2.4.1 硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝及礦物組成,1.principal raw materials （1）石灰質(zhì)原料：提供CaO，有石灰石、貝殼、石灰質(zhì)凝灰?guī)r。 （2）粘土質(zhì)原料：提供SiO2Al2O3，少量Fe2O3，有粘土、黃土、頁巖、泥巖、粉砂巖、河泥等、 （3）鐵礦粉：提高Fe2O3的含量，有黃鐵礦渣。 另外還有少量的礦化劑（如螢石）改善煅燒條件。,2.Definition and classification of silicate cement,凡以適當成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的水泥熟料，摻入適量石膏、05的石灰石或?；郀t礦渣磨細制成的水硬性膠凝材料，就是硅酸鹽水泥(也稱波特蘭水泥)。當硅酸鹽水泥中不摻混合材料時，稱為型硅酸鹽水泥，代號P.。當硅酸鹽水泥中混合材料摻量不超過5%時，稱為型硅酸鹽水泥，代號P.。,3.Manufacture of silicate cement (兩磨一燒),4.Mineral composition of clinker,硅酸三鈣(簡稱C3S) 其礦物組成為3CaOSiO2，含量約50%左右。 硅酸二鈣(簡稱C2S) 其礦物組成為2CaOSiO2，含量約20%左右。 鋁酸三鈣(簡稱C3A) 其礦物組成為3CaOAl2O3，含量7%15%。 鐵鋁酸四鈣(簡稱C4AF) 其礦物組成為4CaOAl2O3Fe2O3，含量10%18%。 其它礦物組成硅酸鹽水泥熟料中還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿(氧化鈉和氧化鉀)。它們可能對水泥的質(zhì)量及應(yīng)用帶來不利影響。,2.4.2 hydration and hardening of silicate cement,1.hydration (1)C3S 硅酸三鈣在常溫下的水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。 3CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)2 C3S在最初四個星期內(nèi)強度發(fā)展迅速，它實際上決定著硅酸鹽水泥四個星期以內(nèi)的強度；C3S的水化熱較多，其含量也最多，故它放出的熱量最多；但其耐腐蝕性較差。,(2) C2S,-C2S的水化與C3S相似，只不過水化速度慢而已。 2CaOSiO2+nH2O=xCaOSiO2yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。 C2S的硬化速度慢，在大約4個星期后才發(fā)揮其強度作用，約一年左右達到C3S四個星期的發(fā)揮程度；而其水化熱少；耐腐蝕性好,(3) C3A,鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)受液相CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩(wěn)狀態(tài)的水化鋁酸鈣，最終轉(zhuǎn)化為水石榴石（C3AH6）。 在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與起石膏摻入量有關(guān)。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡稱鈣礬石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗盡，則鈣礬石與C3A作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。 C3A硬化速度最快，但強度低，其對硅酸鹽水泥在13 d或稍長的時間內(nèi)的強度起到一定作用；C3A的水化熱多；耐腐蝕性最差。,(4)C4AF,水泥熟料中鐵相固溶體可用C4AF作為代表。它的水化速率比C3A略慢，水化熱較低，即使單獨水化也不會引起快凝。其水化反應(yīng)及其產(chǎn)物與C3A很相似。 C4AF的硬化速度也較快，但強度低，其對硅酸鹽水泥的強度貢獻??；其水化熱和耐腐蝕性均屬中等。,硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物為: (1)C-S-H凝膠;(70%)CFH凝膠;(水化鐵酸鈣) (2)水化鋁酸鈣; (3)氫氧化鈣;(20%) (4)鈣礬石.(三硫型水化硫鋁酸鈣),各種熟料礦物的強度增長圖,硅酸鹽水泥的水化放熱速率,例1:以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請分析A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強度及水化熱的差別。,例2: 某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某立窯水泥廠生產(chǎn)42.5型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下： C3S 61； C2S 14； C3A 14； C4AF 11。,2.Coagulation and hardening course,(1) Coagulation: 是指水泥加水拌合后, 成為塑性的水泥漿,其中顆粒表面的礦物開始在水中溶解并與水發(fā)生反應(yīng),水泥漿逐漸失去塑性,但還不具有強度的過程. Initial set:初凝為水泥加水拌合時起到標準稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間. Final set:終凝為水泥加水拌合時起到標準凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間.,(2) hardening,水泥進入硬化期后,在有水存在的情況下,水化繼續(xù)進行,但水化逐漸減慢,水化物總量隨時間延長而逐漸增加,擴展到毛細孔中,使結(jié)構(gòu)更細致,強度相應(yīng)提高. 水泥的水化和凝結(jié)硬化是從水泥顆粒表面開始的,逐漸往水泥顆粒的內(nèi)核深入進行.開始水化帶度快,水泥強度提高也快;但由于水化進行,堆積在水泥顆粒周圍的水化物不斷增多,阻礙水和未水化水泥的進一步接觸,水化減慢,強度增長也變慢,但無論過多久,水泥的內(nèi)核都很難完全水化. 所以在水泥石中,同時含有水泥熟料的水化產(chǎn)物,未水化的水泥顆粒,水和孔隙.,水泥的凝結(jié)硬化階段劃分,(a) 初始溶解和水化： 水泥 + 水水泥漿體，水泥顆粒與水接觸，水化反應(yīng)從顆粒表面開始迅速產(chǎn)生； 生成的水化硅酸鈣、氫氧化鈣、鈣礬石等產(chǎn)物堆積在水泥顆粒周圍。,(b)潛伏期：大約持續(xù)1小時：,水泥顆粒周圍形成水化產(chǎn)物膜層，阻礙水泥與水直接接觸，水化反應(yīng)減慢。 水通過膜層向內(nèi)滲透； 水化產(chǎn)物通過膜層向外滲透； 水的滲透速度快，所以產(chǎn)生由內(nèi)向外的滲透壓，使膜層破裂，水化反應(yīng)重新加快。,(c) 凝結(jié)期,水化反應(yīng)重新加速，生成大量水化產(chǎn)物，填充在水泥顆粒之間，水泥顆粒之間空隙縮小，接觸點相互粘結(jié)，水泥漿體粘度提高，可塑性降低，發(fā)生凝結(jié)。,(d) 硬化期,水化反應(yīng)不斷進行，凝膠體填充毛細孔，漿體逐漸產(chǎn)生強度，進入硬化階段。,(3) 影響水化硬化因素,熟料礦物組成 比表面積 水灰比 養(yǎng)護條件 (curing time and temperature) 石膏摻量,2.4.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì),（標準稠度用水量） 不溶物、燒失量 氧化鎂含量、三氧化硫含量 細度 凝結(jié)時間（初凝、終凝） 安定性 強度 堿含量 （密度與堆積密度、水化熱）,1）標準稠度用水量,水泥漿達到規(guī)定的標準稠度時所需的用水量，占水泥重量的百分比（%）叫做水泥的標準稠度用水量。 標準稠度：使用標準稠度測定儀，維卡儀的下落深度為61mm時的水泥漿稠度。 硅酸鹽水泥的標準稠度用水量一般在2030%。,水泥漿標準稠度的測定,稱取一定重量的水泥（500g）； 根據(jù)經(jīng)驗稱取一定量的水（例如取水泥重量的25%，125g）； 拌制水泥漿，測定維卡儀下沉深度。 如果維卡儀的下沉深度不滿足要求，則再次稱量水泥和水，直到下沉深度在46mm范圍內(nèi)，則所用水量占水泥質(zhì)量的百分比，即為標準稠度需水量（%）。,標準稠度用水量不作為水泥性質(zhì)的衡量指標，它是進行水泥其他性質(zhì)試驗（凝結(jié)時間、安定性）之前需測定的指標。,2）細度,水泥顆粒的粗細程度。 水泥的細度影響水泥的活性和水化反應(yīng)速度，是水泥質(zhì)量檢驗的重要指標。 細度不符合要求的水泥為不合格品。 細度的表示方法： 80微米方孔篩篩余百分率（%） 比表面積 (m2/kg),硅酸鹽水泥的細度用比表面積表示，要求不小于300(m2/kg)； 其他水泥的細度用篩余百分率表示，用水篩法，要求不大于10%。,3）凝結(jié)時間,水泥完全加入水中開始拌合,開始失去可塑性,完全失去可塑性,初凝時間,終凝時間,初凝時間影響施工質(zhì)量及硬化后質(zhì)量,在初凝之前要完成混凝土的攪拌、運輸、澆注、振搗和表面修平等施工過程，如果水泥在施工完全之前即凝結(jié)，則施工操作將破壞硬化體的結(jié)構(gòu)。 為了保證施工過程的完成，初凝時間不能太短，國家標準對水泥的初凝時間嚴格規(guī)定了最小值。 例如硅酸鹽水泥初凝時間不得小于45分鐘。凡初凝時間不滿足要求的水泥作為廢品處理。,終凝時間影響施工進度,施工完成之后，希望水泥漿體盡快硬化，以便進行下一步施工。 所以終凝時間關(guān)系到工程的進度。 國家標準對各品種水泥的終凝時間規(guī)定了最大值，例如硅酸鹽水泥的終凝時間不大于6.5小時，其他水泥終凝時間不大于10小時。 凡終凝時間不滿足要求者作為不合格品處理。,凝結(jié)時間的測定,拌制標準稠度水泥漿。 從水泥加水拌合時起作為時間起點，開始計時。 采用凝結(jié)時間測定儀，測定標準試針（維卡儀）自由下落深度。,凝結(jié)時間的測定,水泥完全加入水中,初凝時間,終凝時間,41mm,0.5mm,4）體積安定性,水泥在凝結(jié)硬化的過程中體積變化的穩(wěn)定性。 水泥的安定性不良表現(xiàn)為硬化后的水泥硬化體產(chǎn)生扭曲變形，表面龜裂等現(xiàn)象。,引起體積安定性不良的原因,游離氧化鈣 (f-CaO) 游離氧化鎂 (f-MgO) 在水泥煅燒的過程中，沒有和氧化硅類物質(zhì)化合形成鹽類，而是以游離的化合物狀態(tài)存在，并且經(jīng)過高溫煅燒，結(jié)晶密實，水化緩慢，在水泥漿體硬化之后才開始水化，體積膨脹并放出熱量，使周圍的硬化體遭到破壞（開裂或扭曲變形）。,引起體積安定性不良的原因,過量的SO3 ： 在熟料磨細時摻入了過量的石膏，水化初期不能消耗完畢，在水泥漿體硬化后與水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣（即鈣礬石），伴隨體積膨脹，造成破壞。,體積安定性的檢測方法,f-CaO：餅法、雷氏夾法 f-MgO：壓蒸法 過量的SO3：溫水浸泡法。 由于后兩者試驗不易進行，所以對其含量進行嚴格控制： f-MgO5.0%； SO33.5%.。,餅法檢驗體積安定性,采用標準稠度的水泥漿； 制作扁圓形試餅，在標準溫度下養(yǎng)護24小時； 在100水中沸煮4小時； 觀察表面是否開裂及形狀變化。,體積安定性的判斷,體積安定性良好,體積安定性不良,雷氏夾法檢驗體積安定性,采用標準稠度的水泥漿； 裝入雷氏夾試件，養(yǎng)護24小時； 測量初始寬度A； 加熱沸煮0.5+3小時后，測量指針之間寬度C； 計算膨脹值C-A，如果超過5mm，則安定性不合格。,5）強度與強度等級,強度是劃分水泥強度等級的依據(jù)。 水泥的強度既要反映水泥凝膠體本身的強度，又要反映水泥的粘結(jié)能力。所以采用水泥砂漿進行強度測定。 水泥的粘結(jié)能力不僅取決于水泥本身，還與被粘結(jié)的骨料性質(zhì)有關(guān)，所以采用統(tǒng)一監(jiān)制的骨料標準砂。,水泥膠砂強度試件的制作,所用材料及配比如下： 水泥標準砂水= 13 0.5 = 450g1350g 225g 試件尺寸：40mm40mm160mm 養(yǎng)護條件：（201）水中 齡期：3天，28天,水泥膠砂試件的抗折強度,水泥膠砂試件的抗壓強度,40mm,根據(jù)水泥膠砂試件強度確定強度等級,1.根據(jù)28天抗壓強度值初步確定水泥強度等級; 2.校核其它齡期的抗壓、抗折強度值是否滿足同一強度等級的各強度值要求。如果其中之一不滿足要求，降低強度等級。 即：試驗測得的各齡期的抗壓、抗折強度必須同時滿足某強度等級中規(guī)定的強度值。,6）堿含量,水泥中堿性物質(zhì)（Na2O、K2O）的含量稱為堿含量。 堿含量計算值=Na2O + 0.685K2O 國家標準規(guī)定水泥的堿含量不得大于0.60%。,堿性物質(zhì)對水泥性能的影響,水泥中堿性物質(zhì)的存在影響水泥混凝土的耐久性堿骨料反應(yīng)。 如果混凝土中采用含有活性的SiO2或活性的碳酸鹽，即堿活性物質(zhì)，當水泥中堿含量過大時，在長期使用過程中將發(fā)生堿骨料反應(yīng)，破壞水泥石與骨料的界面而使混凝土遭到破壞。,堿骨料反應(yīng),混凝土內(nèi)部水泥石中的堿性氧化物（Na2O 、K2O）與骨料中的活性SiO2 發(fā)生的化學反應(yīng)，生成堿硅酸鹽凝膠體（或生成堿碳酸鹽凝膠），吸水后體積膨脹（3倍以上），導(dǎo)致混凝土開裂破壞，稱為堿骨料反應(yīng)。,7）水化熱,水泥與水發(fā)生反應(yīng)所放出的熱量： 通常用單位重量的水泥全部水化所放出的熱量來表示。 水化熱對于大體積混凝土不利，是造成溫度應(yīng)力、溫度裂縫的原因。,8）密度與堆積密度,水泥的密度大致在以下范圍： 水泥的密度=3.13.2 g/cm3 堆積密度=9001300 kg/m3,標準稠度用水量、密度：不做數(shù)值上的規(guī)定； 細度、初凝時間、終凝時間、安定性、強度、堿含量等性質(zhì)均有嚴格的限制。 初凝時間、安定性：若不滿足要求，作為廢品處理； 細度、終凝時間、強度：若不合格，按不合格品處理。 氧化鎂、三氧化硫含量不合格，按廢品處理。,對各性質(zhì)的要求,2.4.4 erode and prevention of cement stone,1.erode of cement stone(腐蝕) (1)soft water: water containing little or no dissolved salts of calcium or magnesium, especially water containing less than 85.5 parts per million of calcium carbonate. 水泥石長期與軟水(雨水,雪水,蒸餾水,工廠冷凝水等)接觸,會溶出氫氧化鈣,如是靜水或無水壓水只限于表面,對水泥石影響不大. 但如果有流水及壓力水作用,氫氧化鈣不斷溶解流失,由于水泥石堿度的降低還會引起其他水化產(chǎn)物的分解溶蝕,使水泥石進一步破壞.,(2) Sulphate (硫酸鹽),含硫酸鹽的海水,湖水,地下水及某些工業(yè)污水長期與水泥石接觸,其中的硫酸鹽會與水泥中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),生成硫酸鈣.硫酸鈣與水泥石中的水化鋁酸鈣作用會生成高硫型水化硫鋁酸鈣(鈣凡石),體積增大約1.5倍,會引起膨脹應(yīng)力,造成開裂.鈣凡石常被稱為:水泥桿菌. 當水中硫酸鹽濃度較高時,硫酸鈣還會在孔隙中直接結(jié)晶成二水石膏,體積膨脹,導(dǎo)致水泥石破壞.,(3)Magnesia (鎂鹽),在海水及地下水中,常含有大時鎂鹽,主要是硫酸鎂和氯化鎂,它們與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng),生成氫氧化鎂松軟而無凝結(jié)能力,生成的氯化鎂易溶于水,二水石膏則引起硫酸鹽腐蝕作用. 因此硫酸鎂對水泥石起鎂鹽和硫酸鹽的雙重腐蝕作用.,(4)Acid,無機酸中的鹽酸,氫氟酸,硝酸,硫酸和有機酸中的醋酸等對水泥石都有不同程度的腐蝕作用.它們與水泥石中的氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)生成化合物,或者易溶于水,或體積膨脹,在水泥石內(nèi)部造成內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致破壞.,(5)Carbonic acid,在工業(yè)污水中,地下水中常溶解有較多的的二氧化碳,開始時,二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用生成碳酸鈣. 生成的碳酸鈣再與含碳酸的水作用轉(zhuǎn)變成碳酸氫鈣.生成的碳酸氫鈣易溶于水.,(6)Alkali (堿),鋁酸鹽含量較多的硅酸鹽水泥遇到強堿作用后會發(fā)生腐蝕.例如氫氧化鈉會與水泥熟料未水化的鋁酸鹽反應(yīng),生成易溶的鋁酸鈉. 此外,水泥石被氫氧化鈉浸透后又在空氣中干燥,氫氧化鈉會與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鈉,碳酸鈉在水泥石中的毛細孔中結(jié)晶沉積,會使水泥石破壞.,腐蝕的主要原因: (1)水泥石中存在易被腐蝕的成分,如氫氧化鈣和水化鋁酸鈣; (2)水泥石不密實,有孔隙; (3)環(huán)境中存在腐蝕性介質(zhì).,2.Prevention of erode,防止腐蝕的措施: (1)進行水質(zhì)分析,合理選擇水泥品種; (2)提高水泥石的抗?jié)B性,如提高水泥石的密實性或改變孔隙特征; (3)表面防護處理.,2.5 Other ordinary cement,2.5.1 mixed materials of cement(水泥混合材料) 1.active mixed materials 活性混合材是具有火山灰性或潛在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的礦物質(zhì)材料。?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰都屬于活性混合材料，它們中都含有大量活性氧化硅（SiO2）與活性氧化鋁（Al2O3）。與水調(diào)和后，它們本身不會硬化或硬化極為緩慢，強度很低。但在氫氧化鈣溶液中，就會發(fā)生顯著的水化，特別是在飽和的氫氧化鈣溶液中及有石膏存在的條件下水化更快。 ,(1)slag 凡在高爐冶煉生鐵時，所得以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后，即為?；郀t礦渣，簡稱礦渣。 (2)Fly ash 從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰 (3)Pozzuolanic mix materials 凡天然的或人工的以氧化硅、氧化鋁為主要成分的礦物質(zhì)材料，本身磨細加水拌和并不硬化，但與氣硬性的石灰混合后，再加水拌和，則不單能在空氣中硬化，而且能在水中繼續(xù)硬化的，稱為火山灰混合材料。,2.Inactive mixed materials 活性指標低于GB 1596、GB 2847和GB 203標準要求的粉煤灰，火山灰質(zhì)混合材料和?；郀t礦渣以及石灰石和砂巖。石灰石中的三氧化二鋁含量不得超過2.5%。 它們與水泥成分起的化學作用很小，非活性混合材料摻入硅酸鹽水泥中起提高水泥產(chǎn)量和降低水泥強度等級，減少水化熱等作用，并起到降低成本及改善砂漿或混凝土和易性的作用。 3.Kiln 從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵。,2.5.2 Composition and technical require of several ordinary cement,1.Ordinary silicate cement (1)Composition 以硅酸鹽水泥熟料為主，加入615的混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)，代號P.O。摻活性混合材料時,最大摻量不得大超過15%,其中允許用不超過水泥質(zhì)量的5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量的10%的非活性混合材料來代替;摻非活性混合材料時,最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的10%.,(2)Technical require 根椐國家標準GB 175-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥 的規(guī)定,普通硅酸鹽水泥氧化鎂,三氧化硫含量及安定性指標與硅酸鹽水泥相同.其燒失量,細度,凝結(jié)時間及強度與硅酸鹽水泥有所差別:燒失量不得大于5%;80m方孔篩篩余不得超過10%;初凝不得早于45min,終凝不得遲于10h,其早期強度稍低于硅酸鹽水泥. (型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過3.0%，型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過3.5%。硅酸鹽水泥比表面積大于300m2/kg。硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6h30min ),2.Slag,pozzuolanic,fly ash silicate cement,(1)Slag silicate:由硅酸鹽水泥熟料和2070的?；郀t礦渣及適量石膏混合磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥(簡稱礦渣水泥)，代號P.S。 (2)Pozzuolanic silicate cement:硅酸鹽水泥熟料和2050的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏混合磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(簡稱火山灰水泥)，代號P.P。 (3)Fly ash silicate cement:由硅酸鹽水泥熟料和2040的粉煤灰及適量石膏混合磨細而成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥(簡稱粉煤灰水泥)，代號P.F.,(4)Technical require of several ordinary silicate cement,(5)Compound silicate cement,由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥(簡稱復(fù)合水泥)，代號P.C。 水泥中混合材料總摻加量按質(zhì)量百分比計應(yīng)大于15%,但不超過50%.允許用不超過8%的窯灰代替部分混合材料,摻礦渣時混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復(fù).,2.5.3capability and application of several ordinary cement,與普通水泥相比,摻大量混合材的水泥具有的共性: (1)密度較小.原因:混合材的密度小于水泥熟料的密度,普通水泥中熟料含量高,因此水泥密度大. (2)凝結(jié)硬化慢,有二次水化. (3)強度早期低,但后期增進率高.原因:熟料少,早期強度底;混合材的二次水化使后期強度不斷增長,因此摻大量混合材水泥后期強度增進率答. (4)強度發(fā)展對溫濕度敏感,適合于蒸汽養(yǎng)護.原因:混合材的水化在濕熱條件下可被加速,且對后期強度影響不大. (5)水化熱低.原因:熟料少. (6)耐軟水及硫酸鹽的侵蝕能力強.原因:水泥石中氫氧化鈣和水化鋁酸三鈣含量少. (7)抗凍性,耐磨性較差.原因:熟料少,水化熱低且強度發(fā)展慢,因此抗凍性差;同時,熟料的水化產(chǎn)物耐磨性好,因此,摻大量混合材水泥的耐磨性差. 礦渣水泥的個性:耐熱性好,抗?jié)B性差,保水性差,干縮較大. 火山灰水泥的個性:干縮大;在潮濕的環(huán)境中時抗?jié)B性好. 粉煤灰水泥的個性:和易性好;干縮較小,抗裂性較好;強度發(fā)展更慢.,2.6 Special and extra properties cement,2.6.1 Aluminate cement 1.Definition and classification 鋁酸鹽水泥是以石灰石和鋁礬為主要原料，經(jīng)煅燒至全部或部分熔融，得到以鋁酸鈣為主要礦物的熟料，經(jīng)磨細而成的水硬性膠凝材料，代號為CA。按Al2O3的含量鋁酸鹽水泥分為CA50（50Al2O360），CA60（60Al2O368），CA70（68Al2O377）和CA80（77Al2O3）四類。鋁酸鹽水泥是一類快硬、高強、耐腐蝕、耐熱的水泥，又稱高鋁水泥。,2.Mineral composition,鋁酸鹽水泥的主要礦物成分為鋁酸一鈣（CaOAl2O3，簡寫CA）和二鋁酸一鈣（CaO2Al2O3，簡寫CA2），還有少量的其他鋁酸鹽，如2CaOAl2O3SiO2（簡寫C2AS）、12CaO7Al2O3（簡寫C12A7）等，有時還含有很少量2CaOSiO2等。 CA是鋁酸鹽水泥的主要礦物，有很高的水硬活性，凝結(jié)時間正常，水化硬化迅速；CA2水化硬化慢，后期強度高，但早期強度卻較低，具有較好的耐高溫性能。,3.Technical require,國家標準GB 2012000鋁酸鹽水泥規(guī)定，鋁酸鹽水泥的細度、凝結(jié)時間（膠砂）及強度應(yīng)符合下表的要求,4.Application,(1) 鋁酸鹽水泥的早期強度發(fā)展迅速，適用于工期緊急的工程，如國防、道路和特殊搶修工程等。 (2)鋁酸鹽水泥的放熱量與硅酸鹽水泥大致相同，但其放熱速度特別快，一天之內(nèi)即可放出水化熱總量的7080。使用時應(yīng)特別注意，不能用于大體積混凝土工程。由于早期的水化放熱量大，鋁酸鹽水泥在較低的氣溫下也能很好地硬化，可用于冬季施工的工程。 (3)鋁酸鹽水泥硬化后，密實度較大，不含有鋁酸三鈣和氫氧化鈣，因此，耐磨性很好，對礦物水和硫酸鹽的侵蝕作用具有很高的抵抗能力。適用于耐磨要求較高的工程和受軟水、海水和酸性水腐蝕及受硫酸鹽腐蝕的工程。,(4)鋁酸鹽水泥有較高的耐熱性，如采用耐火粗細集料（如鉻鐵礦等）可制成使用溫度達1 3001 400的耐熱混凝土。 (5)鋁酸鹽水泥與硅酸鹽水泥或石灰相混不但產(chǎn)生閃凝，而且由于生成高堿性的水化鋁酸鈣，使混凝土開裂破壞。因此，施工時除不得與石灰和硅酸鹽水泥混合外，也不得與尚未硬化的硅酸鹽水泥接觸使用。鋁酸鹽水泥耐堿性極差，與堿性溶液接觸，甚至在混凝土集料內(nèi)含有少量堿性化合物，都會引起不斷的侵蝕。因此，不得用于接觸堿性溶液的工程。 (6)鋁酸鹽水泥最適宜的硬化溫度為15左右，一般不得超過25。如溫度過高，水化鋁酸一鈣和水化鋁酸二鈣會轉(zhuǎn)變成水化鋁酸三鈣，固相體積減少，孔隙率大大增加，強度顯著降低。因此，鋁酸鹽水泥混凝土不能進行蒸汽養(yǎng)護，也不宜在高溫季節(jié)施工。 由于上述晶型轉(zhuǎn)變，鋁酸鹽水泥的長期強度及其他性能有降低的趨勢。因此，鋁酸鹽水泥不宜用于長期承重的結(jié)構(gòu)及處于高溫高濕環(huán)境的工程。,2.6.2 rapid hardening sulfoaluminate cement(快硬硫鋁酸鹽水泥),definition:凡以適當成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物，加入適量石膏磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥。 快硬硫鋁酸鹽水泥的主要礦物為無水硫鋁酸鈣和-C2S 。 早期強度高,結(jié)構(gòu)致密,孔隙率小,抗?jié)B性高,水化產(chǎn)物中氫氧化鈣含量少,抗硫酸鹽侵蝕能力強. application: 主要用于配制早強,抗?jié)B,抗硫酸鹽侵蝕的混凝土.可用于冬季施工,搶修,堵漏等工程.,2.6.3 Portland cement for road,1.definition:由較高鐵鋁酸鈣含量的硅酸鹽道路水泥熟料，010活性混合材和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥 . 2.Technical require:耐磨性好、收縮小、抗凍性好、抗沖擊性好，有高的抗折強度和良好的耐久性 . 道路水泥的熟料礦物組成要求：C3A16%，f-Ca0旋窯生產(chǎn)的不得大于1.0，立窯生產(chǎn)的不得大于1.8，其水泥的細度為0.08 mm方孔篩篩余不得超過10，初凝不早于1 h，終凝不遲于10 h，28 d干縮率不大于0.10，磨損量不得大于3.6 kg/m2。,2.6.4 low heat silicate cement and moderate heat slag cement,1.definition:中熱硅酸鹽水泥是由適當成分的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏磨細而成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱中熱水泥。 低熱礦渣硅酸鹽水泥是由適當成分的硅酸鹽水泥熟料加入礦渣和適量石膏磨細而成具有低水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱低熱礦渣水泥。其礦渣摻量為水泥質(zhì)量的2060，允許用不超過混合材總量50的磷渣或粉煤灰代替礦渣。 2.application: 中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥的主要特點為水化熱低，適用于大壩和大體積混凝土工程。,2.6.5 Other cement,1.White Portland cement:硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵引起。當氧化鐵含量在34時，熟料呈暗灰色；在0.450.7時，帶淡綠色；而降低到0.350.40后，接近白色。因此，白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥）的生產(chǎn)主要是降低氧化鐵含量。 白水泥的物理性能要求主要包括白度(Whiteness)。白度是以白水泥與MgO標準白板的反射率的比值來表示的。為提高熟料白度，在煅燒時宜采用弱還原氣氛，另外采用漂白措施，就是將剛出窯的熟料噴水冷卻，使熟料急冷，也可以提高熟料的白度。為提高水泥白度，在粉磨時應(yīng)加入白度較高的石膏，同時提高水泥粉磨細度。 采用鐵含量很低的鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥生料也可生產(chǎn)出白色鋁酸鹽或硫鋁酸鹽水泥。,2.Colored Portland cement,用白色水泥熟料與石膏以及顏料共同磨細可制得彩色水泥。所用顏料要求對光和大氣能耐久，能耐堿而又不對水泥性能起破壞作用。常用的顏料有氧化鐵（紅、黃、褐紅）、二氧化錳（黑、褐色）、氧化鉻（綠色）、赭石（赭色）、群青（藍色）和炭黑（黑色）。但制造紅、褐、黑等較深顏色彩色水泥時，也可用一般硅酸鹽水泥熟料來磨制。 在水泥生料中加入少量金屬氧化物著色劑直接燒成彩色熟料，也可制得彩色水泥。,3.Sulphate resisting Portland cement,按抗硫酸鹽侵蝕程度，分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥兩類。以適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細制成的具有抵抗中等濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱中抗硫水泥。代號P.MSR。以適當成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細制成的具有抵抗較高濃度硫酸根離子鋟蝕的水硬性凝材料，稱為高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱高抗硫水泥，代號 PHSR。 中抗硫水泥中，C3S和C3A的計算含量分別不應(yīng)超過55.0和5.0。高抗硫水泥中C3S50.0，C3A3.0。燒失量應(yīng)小于3.0，水泥中SO3含量小于2.5。水泥比表面積不得小于280 m2/kg。各齡期強度亦符合標準要求。 抗硫酸鹽水泥適用于一般受硫酸鹽侵蝕的海港