第八節(jié) 其他品種水泥

1、第三章 水泥第八節(jié) 其他種類水泥主講：張 歡本節(jié)提要：8.1 鋁酸鹽水泥8.2 快硬高強(qiáng)水泥8.3 特種高強(qiáng)水泥8.4 膨脹和自應(yīng)力水泥8.5 抗硫酸鹽水泥8.6 中低熱水泥8.7 道路水泥、油井水泥8.8 裝飾水泥8.9 其他特種水泥1、鋁酸鹽水泥的性能早強(qiáng)耐熱軍事工程緊急搶修嚴(yán)寒冬季施工耐熱混凝土窯爐內(nèi)襯自應(yīng)力水泥和膨脹水泥8.1 鋁酸鹽水泥2、鋁酸鹽水泥礬土水泥原料：石灰石礬土生產(chǎn)方法：燒結(jié)熔融粉磨主要礦物：CA、CA2 等主要品種：高鋁水泥；高鋁水泥-65；快硬高強(qiáng)及特快硬調(diào)凝鋁酸鹽水泥8.1 鋁酸鹽水泥3、生產(chǎn)方法熔融法:電爐、高爐、化鐵爐13001400熔融水泥和生鐵分層不需細(xì)磨和

2、預(yù)先混合，可用低品位原料熱耗高，熟料硬，難磨燒結(jié)法：回轉(zhuǎn)窯或立窯燒成溫度范圍窄不易控制易過燒或生燒需細(xì)磨和預(yù)先混合，需用高品位原料熱耗低，熟料易磨冷卻：慢冷熟料磨：不摻石膏細(xì)度：80m 篩余小于10%8.1 鋁酸鹽水泥4、高鋁水泥1礦物組成CA CA2 C12A7 C2AS CA6少量的C2S CF C2F MgOAlO 2CaOMgO2SiO2 CaOTiO22化學(xué)組成Al2O3 CaO SiO2 Fe2O3 TiO2 MgO 其他8.1 鋁酸鹽水泥凝結(jié)正常，硬化迅速，為鋁酸鹽水泥強(qiáng)度的主要來源含量高，早期強(qiáng)度高，后期增進(jìn)少主要礦物2凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度高。含量高影響快凝，但可

3、提高耐火性127水化極快、凝結(jié)迅速而強(qiáng)度不高C2AS鋁方柱石水化慢，水硬性差CA6沒有水硬性，但耐火性好。3原料礬土主要化學(xué)成分：Al2O3主要 SiO2 Fe2O3 TiO2 碳酸鹽等結(jié)構(gòu)：層狀層與層間質(zhì)量有波動(dòng)主要礦物： Al2O3H2O一水硬鋁石水鋁石波美石Al2O33H2O 三水鋁石水鋁土礬土我國(guó)Al2O3H2O 和Al2O32 SiO2 2H2O 高嶺石質(zhì)量評(píng)定：A/S質(zhì)量系數(shù)比值大，質(zhì)量好 SiO210% Al2O3 70% TiO2 5% Fe2O3 1.5% A/S 7石灰石：較純 CaO52% SiO21%MgO 2%4、高鋁水泥8.1 鋁酸鹽水泥4生產(chǎn)控制系數(shù)鋁酸鹽硬度系數(shù)

4、Am鋁硅比系數(shù)A/S鋁鈣比系數(shù)A/C4、高鋁水泥8.1 鋁酸鹽水泥Am越高CA越多 CA2越少Am越小CA越小 CA2越多Am 1 只有CA 沒有CA2Am 只有CA2 沒有CAA/S高熟料耐火度高強(qiáng)度也高A/C高水泥凝結(jié)硬化慢耐火度高6水化和硬化一、水化水化快的水化其水化生成物隨環(huán)境溫度而發(fā)生變化當(dāng)溫度低于20時(shí) CA+10H2OCAH10當(dāng)溫度為2030時(shí) 2CA+11H2OC2AH8+AH3當(dāng)溫度高于30時(shí) 3CA+12H2OC3AH6 +AH3水化鋁酸鈣水化鋁酸二鈣氫氧化鋁凝膠水化鋁酸三鈣氫氧化鋁凝膠4、高鋁水泥8.1 鋁酸鹽水泥2的水化其水化生成物隨環(huán)境溫度而發(fā)生變化當(dāng)溫度低于20時(shí)

5、 2CA2+aq2CAH10+2AH3當(dāng)溫度為2030時(shí) 2CA2+aqC2AH8+3AH3當(dāng)溫度高于30時(shí) 3CA2+aqC3AH6 +5AH5水化鋁酸鈣氫氧化鋁凝膠水化鋁酸二鈣氫氧化鋁凝膠水化鋁酸三鈣氫氧化鋁凝膠6水化和硬化4、高鋁水泥8.1 鋁酸鹽水泥二、硬化水化產(chǎn)物CAH10 、C2AH8為針狀或板狀晶體，能相互交織成鞏固的結(jié)晶合生體，使水泥石獲得很高的強(qiáng)度；析出的氫氧化鋁凝膠難溶于水，填充于晶體骨架的空隙中，形成致密的結(jié)構(gòu)。經(jīng)57d后，水化產(chǎn)物根本反響完畢，因此，高鋁水泥的早期強(qiáng)度增長(zhǎng)很快，強(qiáng)度很高，但后期強(qiáng)度增加不明顯。經(jīng)過12年，溫?zé)釓?qiáng)度下降？6水化和硬化4、高鋁水泥8.1 鋁酸

6、鹽水泥晶體的轉(zhuǎn)化引起強(qiáng)度倒縮CAH10 、C2AH8 C3AH6 當(dāng)溫度高于30C時(shí)，轉(zhuǎn)化為水化鋁酸三鈣C3AH6、氫氧化鋁凝膠AH3，析出游離水，增大了孔隙體積，同時(shí)由于C3AH6晶體本身缺陷多、強(qiáng)度較低、晶體間的結(jié)合較差，因而明顯降低水泥石的強(qiáng)度。因而鋁酸鹽水泥不宜在高于30的條件下養(yǎng)護(hù)。結(jié)晶水含量的比較 CAH10 1CaO 10H2O C2AH8 2CaO 8H2O C3AH6 3CaO 6H2O7高鋁水泥的性質(zhì)和應(yīng)用一、性質(zhì)1.質(zhì)量密度、體積密度、表觀密度3200-3250kg/m3 1000-1300kg/m3 1600-2000kg/m32.細(xì)度 比外表積不小于240 m2/kg

7、或篩余不大于10%。3.凝結(jié)時(shí)間初凝40min 終凝10h4.強(qiáng)度(3d)強(qiáng)度開展迅速，放熱量大，低溫也能很好硬化，當(dāng)高于30 養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度劇烈下降。影響因素：溫度、水灰比，海水或含CaCl2強(qiáng)度危害，摻加石灰石或粉煤灰，可緩和晶型轉(zhuǎn)化濕度水泥標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）1d3d1d3d42535.342.53.94.452545.152.54.95.462554.9764.55.95.472564.772.56.97.45.水化熱總量與硅酸鹽水泥相近，但放熱速度快6.耐蝕性耐硫酸鹽和海水侵蝕性能好，但不耐堿7.耐熱性7高鋁水泥的性質(zhì)和應(yīng)用二、應(yīng)用1.緊急搶修、搶建工程和需要早期強(qiáng)度

8、的工程2.適用冬季及低溫施工3.適用制作耐熱和隔熱混凝土及砂漿4.適用于含硫酸鹽的地下水、礦物水侵蝕的工程5.適用于油井和氣井工程6.制成膨脹水泥和自應(yīng)力水泥不適于于：1.長(zhǎng)期承重的結(jié)構(gòu)工程晶體轉(zhuǎn)變引起的強(qiáng)度倒縮；2.大體積工程溫度過高引起強(qiáng)度倒縮。3.與硅酸鹽水泥混用7高鋁水泥的性質(zhì)和應(yīng)用5高鋁水泥65Al2O3含量在65%CA2含量增加，少量CA6與高鋁水泥相比，凝結(jié)時(shí)間較慢，早期強(qiáng)度較低，但耐火度較高高鋁水泥65標(biāo)號(hào)525625高強(qiáng)高鋁水泥65標(biāo)號(hào)7258259256快硬高強(qiáng)鋁酸鹽水泥熟料石膏初凝時(shí)間25min終凝3h標(biāo)號(hào)：625725825925早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度增加7特快硬調(diào)凝鋁酸

9、鹽水泥CA為主的熟料，石膏和促硬劑初凝2min 終凝10min強(qiáng)度標(biāo)號(hào)：以2h抗壓強(qiáng)度確定225搶修搶建堵漏噴射、低溫施工8.2 快硬高強(qiáng)水泥8.2.1 快硬硅酸鹽水泥 8.2.2 快硬硫鋁酸鹽水泥8.2.3 快硬氟鋁酸鹽水泥 8.2.4 快硬鐵鋁酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥性能與用途快硬硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，1d抗壓強(qiáng)度為28d的30%35%，后期強(qiáng)度呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)；其凝結(jié)時(shí)間正常，一般初凝時(shí)間為23h；水泥的水化熱較高，早期干縮率亦較大。 主要用于搶修工程、軍事工程、預(yù)應(yīng)力混凝土制件。 8.2.1 快硬硅酸鹽水泥 8.2.2 快硬硫鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣

10、為主要礦物成分的熟料，參加適量石膏和010%的石灰石，磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥，代號(hào)RSAC?？煊擦蜾X酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)以3d抗壓強(qiáng)度表示，分425、525、625、725四個(gè)標(biāo)號(hào)。 原料。鋁質(zhì)原料礬土、石灰質(zhì)原料石灰石和石膏。 8.2.2 快硬硫鋁酸鹽水泥 熟料的組成。 熟料礦物以無水硫鋁酸鈣CaOAl2O3CaSO4簡(jiǎn)寫為C4A3和硅酸二鈣-C2S為主，還有少量的CaSO4、鈣鈦礦CT和含鐵相等。煅燒 生料細(xì)度控制在，方孔篩篩余10%。熟料煅燒溫度為12501350，不宜超過1400，否那么CaSO4分解，C4A3也分解。 水化 C4A3和石膏形成鈣礬石和Al

11、OH3凝膠，石膏量少時(shí)，后來生成低硫型硫鋁酸鈣。由于較低溫度形成的C2S水化較快，生成C-S-H凝膠，而AH3和C-S-H凝膠填充在水化硫鋁酸鈣之間，加固和致密水泥石的結(jié)構(gòu)，故水泥早期強(qiáng)度高。改變水泥中石膏的摻入量，可以制得快硬不收縮、微膨脹、膨脹和自應(yīng)力水泥。 8.2.2 快硬硫鋁酸鹽水泥 性能和用途 C4A3-C2S型水泥的初凝時(shí)間1h，終凝時(shí)間1；長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定，并有所增長(zhǎng)。低溫性能較好，氣溫在-5以上時(shí)，不必采取任何特殊措施，就可以正常施工。 可用于緊急搶修工程，如接縫、堵漏、錨噴、搶修飛機(jī)跑道、公路等，適合于冬季施工工程、地下工程、配制膨脹水泥和自應(yīng)力水泥以及玻璃纖維砂漿等，但不適應(yīng)于

12、在100以上環(huán)境下使用。 8.2.2 快硬硫鋁酸鹽水泥 以礬土、石灰石、螢石或再加石膏經(jīng)配料煅燒得到的以氟鋁酸鈣C11A7CaF2為主要礦物的熟料，再與石膏一起磨細(xì)而成的水泥為快硬氟鋁酸鹽水泥。主要礦物為氟鋁酸鈣、阿利特、貝利特和鐵鋁酸鈣固溶體。 8.2.3 快硬氟鋁酸鹽水泥 生產(chǎn)工藝 燒成溫度一般控制在12501350，火焰溫度控制在13501400，溫度過高，易結(jié)大塊，易結(jié)圈；溫度過低，容易產(chǎn)生生燒。熟料要求急冷。水泥粉磨細(xì)度要求較高，一般比外表積控制在500600m2/kg。 性能與用途 快硬氟鋁酸鹽水泥凝結(jié)很快，硬化很快。 快硬氟鋁酸鹽水泥可用于搶修工程，用作噴錨用的噴射水泥。由于其水

13、化產(chǎn)物鈣礬石在高溫迅速脫水分解，它可用作鑄造業(yè)用的型砂水泥。 8.2.3 快硬氟鋁酸鹽水泥 8.2.4 快硬鐵鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸鈣為主要礦物的熟料，參加適量石灰石和石膏，磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料。 生產(chǎn)工藝 1熟料的化學(xué)成分及礦物組成 主要化學(xué)成分分為CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要礦物為C4A3、-C2S、C4AF。2原料、燃料 配料采用三組分配料：石灰石、鐵礬土、石膏。3煅燒 煅燒設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。燒成溫度一般為12501350。4粉磨 在水泥粉磨過程中，比外表積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350400m

14、2/kg的范圍。 8.2.4 快硬鐵鋁酸鹽水泥 特性和用途 1早強(qiáng)高強(qiáng)。 2抗凍性。 3耐蝕性能好。 4高抗?jié)B性能?？煊茶F鋁酸鹽水泥適合于冬季施工工程、搶修工程、配制噴射混凝土及生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件等。 8.2.4 快硬鐵鋁酸鹽水泥 8.3 特種高強(qiáng)水泥 無大缺陷水泥 硅酸鹽水泥(或高鋁水泥)、聚合物、塑化劑配制 性能：抗壓、抗拉、抗彎強(qiáng)度指標(biāo)高，且低溫下抗裂性能好，吸音和抗 靜電性強(qiáng)。應(yīng)用：制成薄板、彈簧等 超微密水泥 含有超細(xì)顆粒均勻分布的致密材料 硅酸鹽水泥中摻人2025硅灰，同時(shí)采用高效減水劑使水灰比降至012015而形成的。應(yīng)用：代替金屬或塑料制品或多種用途的水泥制品，甚至制成各種耐磨的襯里

15、材料、管道或金屬切削工具。 阿利尼特水泥普通硅酸鹽水泥生料中參加適量CaCl2 阿利特的變種礦物稱為阿利尼特凝結(jié)快于普通硅酸鹽水泥24倍，強(qiáng)度開展也快 膨脹和自應(yīng)力水泥在水化硬化過程中產(chǎn)生體積膨脹的水泥膨脹水泥 : 補(bǔ)嘗收縮自應(yīng)力水泥 : 膨脹 鋼拉應(yīng)力 混凝土受壓應(yīng)力 增加抗拉強(qiáng)度應(yīng)用：補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)工程，防滲抗裂、補(bǔ)強(qiáng)和防滲抹面工程，大口徑混凝土管及其接縫，固接機(jī)器底座等產(chǎn)生膨脹的原因：CaO水化生成Ca(OH)2MgO水化生成Mg(OH)2形成鈣礬石不易控制自應(yīng)力硅酸鹽水泥以適當(dāng)比例的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥、高鋁水泥和天然二水石膏磨制而成的膨脹性的水硬性膠凝材料。自應(yīng)力鋁酸鹽水泥

16、自應(yīng)力鋁酸鹽水泥是以一定量的高鋁水泥熟料和二水石膏粉磨而成的大膨脹率膠凝材料。按1 ：2標(biāo)準(zhǔn)砂漿28 d自應(yīng)力值分為，和三個(gè)級(jí)別。膨脹硫鋁酸鹽水泥凡以適當(dāng)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成分的熟料，參加適量二水石膏磨細(xì)制成的具有可調(diào)膨脹性能的水硬性膠凝材料抗硫酸鹽水泥 抗硫酸鹽硅酸鹽水泥凡以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，參加適量的石膏，磨細(xì)制成的具有抵抗硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料減少硅酸三鈣和鋁酸三鈣含量 KH低n高p低性能：抗硫酸鹽中抗硫酸鹽水泥具有抵抗中等濃度硫酸根離子侵蝕的能力高抗硫酸鹽水泥具有抵抗較高濃度硫酸根離子侵蝕的能力水化熱低耐磨性好應(yīng)用：受硫酸鹽侵蝕的海

17、港、水利、地下、隧道、引水、道路橋梁根底 中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥低水化熱，適用于大壩和大體積混凝土工程降低水化熱的方法：礦物組成、混合材料、細(xì)度中熱硅酸鹽水泥由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，參加適量石膏，磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料低熱礦渣硅酸鹽水泥由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，參加礦渣、適量石膏，磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。油井水泥油井水泥專用于油井、氣井地固井工程，又稱堵塞水泥。 水泥漿要有一定的流動(dòng)性和適宜的密度，水泥漿注入井內(nèi)后，應(yīng)較快凝結(jié)，并在短期內(nèi)到達(dá)相當(dāng)強(qiáng)度；硬化后的水泥漿應(yīng)有良好的穩(wěn)定性和抗?jié)B性、抗蝕性等。 油井底部的溫度和壓力隨著井深的增加而提高

18、，每深入100 m，溫度約提高3，壓力增加2.0 MPa。 我國(guó)油井水泥分為九個(gè)等級(jí)A、B、C、D、E、F、G、H、J，包括普通0、中等抗硫酸鹽型MSR和高抗硫酸鹽型HSR 生產(chǎn)：硅酸鹽水泥熟料，石膏，混合材料硅質(zhì)，外加劑A級(jí)：在無特殊性能要求時(shí)使用，適用于自地面至1 830 m井深的注水泥。B級(jí)：適合于井下條件要求高早期強(qiáng)度時(shí)使用，適用于自地面至1 830 m井深的注水泥。C級(jí)：適合于井下條件要求高的早期強(qiáng)度時(shí)使用，適用于自地面至1 830 m井深的注水泥D級(jí)：適合于中溫中壓的井下條件時(shí)使用E級(jí)：適合于高溫高壓的進(jìn)行條件時(shí)使用F級(jí)：適合于超高溫高壓的進(jìn)行條件時(shí)使用G級(jí)、H級(jí)：是一種根本油井水

19、泥J級(jí)：適用于超高溫高壓條件下的36604880 m井深的注水泥。道路硅酸鹽水泥 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(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥 性能：耐磨性好、收縮小、抗凍性好、抗沖擊性好，有高的抗折強(qiáng)度和良好的耐久性。 C4AF的脆性小，體積收縮最小 細(xì)度增加，提高強(qiáng)度，收縮增加很快，易產(chǎn)生微細(xì)裂縫5以下的石英砂 石膏參加量，可提高水泥的強(qiáng)度和降低收縮 裝飾水泥白色硅酸鹽水泥彩色硅酸鹽水泥顏色從那里來？Fe2O3、MnO、CrO2、如當(dāng)水泥中Fe2O3的含量從34降低為0.35-0.4%時(shí)，硅酸鹽水泥的顏色將從灰色變?yōu)榘咨虻G色原料純?nèi)剂嫌?/p>

20、漂白復(fù)原氣氛急冷加白度較高的石膏 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。 8.9 其他特性水泥一、砌筑水泥二、耐酸水泥三、耐高溫水泥四、防輻射水泥五、低堿度水泥六、生態(tài)水泥一、砌筑水泥凡由活性混合材料或水硬性工業(yè)廢渣，參加少量的硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為砌筑水泥。水泥標(biāo)號(hào)分為125、175、225三個(gè)標(biāo)號(hào) 砌筑水泥適用于工業(yè)、民用建筑的砂漿和內(nèi)墻抹面砂漿 二、耐酸水泥凡由耐酸填料(一般采用石英巖、熔融輝綠巖或陶瓷碎片)和硬化硅酸鈉(水玻璃)按適當(dāng)比例配合，共同磨細(xì)或分別磨細(xì)后混合均勻制成的具有抗酸腐蝕性能的化學(xué)硬化型膠凝材料稱為耐酸

21、水泥。廣泛應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)的構(gòu)件中，如塔、貯酸槽、結(jié)晶器、沉降槽、中和器等。 水玻璃耐酸水泥、硫磺耐酸水泥和聚合物耐酸水泥 水玻璃、填充料和硬化劑 硫磺、聚硫橡膠或聚氯乙烯增韌及耐酸填料 以合成樹脂為黏結(jié)料，參加固化劑、填料、增韌劑或稀釋劑而制成 三、耐高溫水泥耐高溫水泥與耐火集料配制的耐火混凝土廣泛用于石油、冶金、化工、電力及建材工業(yè)的各種窯爐上。使用耐火混凝土具有可澆注成各種復(fù)雜的形狀、整體性好、施工方便且不用煅燒等優(yōu)點(diǎn)。 鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥、水玻璃水泥和硅酸鹽水泥耐火混凝土 四、防輻射水泥防射線和X射線的鋇、鍶水泥和防中子的含硼水泥。以重晶石和黏土為原料，另參加少量的有助于重晶石分解的焦炭，粉磨制得