水泥的分類及使用培訓(xùn)講義PPT

水泥泥水泥泥是是建建筑筑工工程程中中最最為為重重要要的的建建筑筑材材料料之之一一，，自自問問世世以以來來對對工工程程建建設(shè)設(shè)起起了了巨巨大大的的推推動動作作用用，，目目前前世世界界上上水水泥泥品品種種已已達(dá)達(dá)200余余種種，，幾幾乎乎任任何何種種類類、、規(guī)規(guī)模模的的工工程程都都離離不不開開水水泥泥。。概述述什么么是是水水泥泥(cement)？水泥泥是是以以水水化化活活性性礦礦物物為為主主要要成成分分的的水水硬硬性性膠膠凝凝材材料料。。水泥泥的的種種類類有有哪哪些些？？根據(jù)據(jù)水泥泥的的主主要要礦礦物物成分分：：水泥泥中中的的主主要要礦礦物物硅酸酸鹽鹽系系水水泥泥鋁酸酸鹽鹽系系水水泥泥硫鋁鋁酸酸鹽鹽系系水水泥泥磷酸酸鹽鹽系系水水泥泥硫鋁鋁酸酸鈣鈣硅酸酸鈣鈣鋁酸鈣磷酸鈣,鎂3-1通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥凡由由硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟熟料料、、適適量量石膏膏、、0～5％石石灰灰石石或或粒粒化化高高爐爐礦渣渣等等磨磨細(xì)制制成成的的水水硬硬性性膠膠凝凝材材料料，，稱稱為為硅酸酸鹽鹽水水泥泥。一、、通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥的的一一般般規(guī)規(guī)定定硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟料料石膏膏(CaSO42H2O)活性性混混合合材材料料非活性性混混合合料料其他他二、、通通用用硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥組組成成材材料料主要要膠凝凝物物質(zhì)質(zhì)，，能能水水化化硬硬化化；；調(diào)節(jié)節(jié)水泥泥的的凝凝結(jié)結(jié)時時間間；；調(diào)節(jié)節(jié)水泥泥的的強強度度等等級級；；硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟料料主要要成成分分：：CaO(=C)，SiO2(=S)，Al2O3(=A)，F(xiàn)e2O3(=F)少量量雜雜質(zhì)質(zhì)：MgO、K2O、Na2O、SO3、P2O5等3-2硅酸酸鹽鹽水水泥泥一、、硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥是是怎怎樣樣制制造造的的？？原料料：：硅質(zhì)質(zhì)：：粘粘土土，，(SiO2、Al2O3)，占占1/3鈣質(zhì)質(zhì)：：石石灰灰石石、、白白堊堊等等，，(CaO)，占2/3調(diào)節(jié)節(jié)原原料料：：鐵鐵礦礦與與砂砂，調(diào)調(diào)節(jié)節(jié)與與補補充充Fe2O3與SiO2制造造工工藝藝：：原料料經(jīng)經(jīng)粉粉磨磨混混合合后后得得到到水水泥泥生生料料生料料經(jīng)經(jīng)窯窯內(nèi)內(nèi)煅煅燒燒得得到到水水泥泥熟熟料料水泥泥熟熟料料＋＋石石膏膏(或再再＋＋混混合合材材））一一起起經(jīng)經(jīng)粉粉磨磨混混合合后后得得到到水水泥泥“兩磨磨一一燒燒””硅質(zhì)質(zhì)(粘土土)鈣質(zhì)質(zhì)(石灰灰石石)1450℃℃調(diào)節(jié)節(jié)原料料石膏膏水泥泥生料料熟料料混合合材材料料水泥泥制制造造的的““兩兩磨磨一一燒燒””工工藝藝流流程程粉磨磨煅燒燒粉磨磨水泥泥顆顆粒粒宏宏觀觀形形貌貌水泥泥顆顆粒粒的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)水泥泥熟熟料料顆顆粒粒細(xì)細(xì)觀觀形形貌貌水泥泥熟熟料料礦礦物物微微觀觀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)這是燒成階段，這時的3CaO·Al2O3、4Cao·Al2O3·Fe2O3燒至部分熔融狀態(tài)，出現(xiàn)液相，把剩余的Cao及部分2CaO·SiO2溶解于其中，在此液相中2CaO·SiO2吸收Cao形成3CaO·SiO2（C3S）從1300℃升至1450℃，再降到1300℃有機物被燒盡，黏土分解形成無定型的SiO2、Al2O3500～800℃石灰石進行分解形成Cao，并開始與黏土中SiO2、Al2O3及Fe2O3發(fā)生固相反應(yīng)。800～1000℃生料自由水分逐漸蒸發(fā)而干燥開始加熱時固相反應(yīng)加速，并逐漸生成2Cao·SiO2（C2S）、3Cao·Al2O3（C3A）、4Cao·Al2O3·Fe2O3（C4AF）隨溫度的升高固相反應(yīng)結(jié)束，這時在物料中仍剩余一部分Cao未與其他氧化物化合。1300℃硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟熟料料礦礦物物礦物名稱縮寫礦物式硅酸三鈣C3S3CaO·SiO2硅酸二鈣C2S2CaO·SiO2鋁酸三鈣C3A3CaO·Al2O3鐵鋁酸四鈣C4AF4CaO·Al2O3·Fe2O3含量(mass%)37~6015~377~1510~18硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟熟料料主主要要含含有有四四種種礦礦物物：：簡寫寫：：CaO——C，SiO2—S，Al2O3—A，F(xiàn)e2O3—F，H2O——H除上上述述四四種種主主要要熟熟料料礦礦物物外外，，硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥中中還還含含有有f-CaO、f-MgO和K2O、Na2O等次要成成分。硅酸鹽水水泥熟料料礦物特特性礦物種類硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣縮寫C3SC2SC3AC4AF水化速度快慢最快快水化熱多少最多較多強度高早低后高低低耐腐蝕性差好最差中3、硅酸鹽水水泥的硬硬化機理理水泥與適適量的水水拌合后后，最初初形成具具有可塑塑性的漿漿體，隨隨著水化化反應(yīng)的的進行，，水泥漿漿體逐漸漸變稠失失去可塑塑性，但但尚不具具有強度度，這一一過程稱稱為水泥泥的“凝凝結(jié)”。。隨后凝結(jié)了了的水泥漿漿體開始產(chǎn)產(chǎn)生強度，，并逐漸發(fā)發(fā)展成為堅堅硬的水泥泥石，這一一過程稱為為“硬化””。水泥的水化化貫穿凝結(jié)結(jié)、硬化過過程的始終終。水泥的水化化反應(yīng)2（3CaO··SiO2）+6H2O→3CaO··2SiO2·3H2O+3Ca(OH)22(2CaO·SiO2)+4H2O→3CaO··2SiO2·3H2O+Ca(OH)23CaO··Al2O3+6H2O→3CaO··Al2O3·6H2O4CaO··Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO··Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O水泥的水化化硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣鈣水泥漿掃描描電鏡照片片（7d齡期）C-S-H鈣礬石C-S-H氫氧化鈣晶晶體石膏調(diào)節(jié)凝凝結(jié)時間的的原理石膏與水化化鋁酸鈣反反應(yīng)生成水水化硫鋁酸酸鈣針狀晶晶體（鈣礬礬石）。該該晶體難溶溶，包裹在在水泥熟料料的表面上上，形成保保護膜，阻阻礙水分進進入水泥內(nèi)內(nèi)部，使水水化反應(yīng)延延緩下來，，從而避免免了純水泥泥熟料水化化產(chǎn)生閃凝凝現(xiàn)象。所所以，石膏膏在水泥中中起調(diào)節(jié)凝凝結(jié)時間的的作用。CaSO4·2H2O+3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O高硫型水化化硫鋁酸鈣鈣晶體但如果摻入過多石石膏,會造造成水泥的的體積安定性性不良。硅酸鹽水泥泥的凝結(jié)硬硬化凝結(jié):水泥加水拌拌和形成具具有一定流動性和可可塑性的漿漿體，經(jīng)過自身身的物理化化學(xué)變化逐漸變稠失失去可塑性性的過程。硬化:失去可塑性性的漿體隨隨著時間的的增長產(chǎn)生明顯的的強度，并逐漸發(fā)發(fā)展成為堅硬的的水泥石的過程。硅酸鹽水泥泥的凝結(jié)硬硬化初始的溶解解和水化流動性、可可塑性好，，凝膠體膜膜層圍繞水水泥顆粒成成長。凝膠膜破裂裂、長大并并連接、水水泥顆粒進進一步水化化。多孔的的空間網(wǎng)絡(luò)絡(luò)—凝聚結(jié)結(jié)構(gòu)，失去去可塑性。。凝膠體填充充毛細(xì)管，，硬化成密密實空間網(wǎng)網(wǎng)。水泥石結(jié)構(gòu)構(gòu)未水化水泥泥顆粒水化產(chǎn)物－－晶體、膠膠體毛細(xì)孔、毛毛細(xì)孔水凝膠孔毛細(xì)孔－未被水化化產(chǎn)物所填填充的原充充水空間凝膠孔－C-S-H內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)孔水泥石是多相（固、液、、氣）多孔體系，水泥石的的工程性質(zhì)質(zhì)取決于水水泥石的結(jié)結(jié)構(gòu)組成，，即決定于于水化物的的類型和相相對含量、、內(nèi)部孔的的大小、形形狀和分布布狀態(tài)。未水化水泥顆粒水鈣礬石氫氧化鈣(三)影響水泥水水化硬化的的因素熟料礦物組組成細(xì)度石膏摻量水灰比溫度和濕度度養(yǎng)護時間372856

齡期d強度硅酸鹽水泥泥的技術(shù)要求求（1）物理指標(biāo)標(biāo)凝結(jié)時間安定性強度及強度度等級細(xì)度（2）化學(xué)指標(biāo)標(biāo)燒失量不溶物堿含量初凝：從水泥加加水拌和起起至標(biāo)準(zhǔn)稠稠度凈漿開開始失去可可塑性所需需的時間。。國標(biāo)規(guī)定：初凝時間間≥45min，國產(chǎn)水泥泥一般為1-3h。工程意義：水泥的初初凝時間不不宜過早，，以便施工工時有充分分的時間攪攪拌、運輸輸、澆搗和和砌筑等操操作。終凝：從水泥加加水拌和起起至標(biāo)準(zhǔn)稠稠度凈漿完完全失去可可塑性并開開始產(chǎn)生強強度所需的的時間。國標(biāo)規(guī)定：終凝時間間≥6.5h，國產(chǎn)水泥泥一般為5-6h。工程意義：終凝時間間不宜過遲遲，以便施施工完畢后后更快硬化化，達(dá)到一一定的強度度，以利于于下一步施施工工藝的的進行。影響水泥凝凝結(jié)時間的的因素：熟熟料的礦物物組成、石石膏摻量、、混合材的的品種與摻摻量、水泥泥細(xì)度、溫溫度、水灰灰比等。1、凝結(jié)時間間2、體積安定定性定義：是指水泥在在凝結(jié)硬化化過程中體體積變化的的均勻程度度。體積安定性性不良：水泥在凝結(jié)結(jié)硬化過程程中產(chǎn)生不不均勻的體體積變化。。安定性不良良的原因：：熟料中含有有過多的f-CaO熟料中含有有過多的f-MgO石膏摻量過過多生成鈣礬石石過燒體積安定性性不良的水水泥應(yīng)作廢廢品處理，，禁止用于于任何工程程中。沸煮法只能能檢測f-CaO所造成的體體積安定性性不良。對于f-MgO和石膏造成成的體積安安定性不良良則需分別別采用壓蒸蒸法、長時時間在溫水水中浸泡法法。水泥的強度度是評價和和選用水泥泥的重要技技術(shù)指標(biāo)，，也是劃分分水泥強度度等級的重重要依據(jù)。。國家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)規(guī)定采用用膠砂法來來測定水泥泥3d和28天抗壓強度度和抗折強強度，根據(jù)測定定結(jié)果來確確定水泥強強度等級。。3、強度及強強度等級燒失量不溶物堿含量水泥在一定定溫度，一一定時間內(nèi)內(nèi)加熱后燒燒失的數(shù)量量。水泥煅煅燒不佳或或受潮后均均會導(dǎo)致燒燒失量增加加。不溶物指水水泥在濃鹽鹽酸中溶解解保留下來來的不溶性性殘留物。。不溶物越越多，水泥活性下下降。屬于選擇性性指標(biāo)，水水泥中堿含含量以Na2O+0.658K2O計算值表示示。水泥中中的堿含量量高時，如如果配置混混凝土的骨骨料具有堿堿活性，可可能產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)應(yīng)，導(dǎo)致混混凝土因不不均勻膨脹脹而破壞。。（2）化學(xué)指標(biāo)標(biāo)水泥在出廠廠和使用前前必須檢驗驗的技術(shù)指指標(biāo)有四項項：化學(xué)指標(biāo)、、凝結(jié)時間間、強度和和體積安定定性（其中中細(xì)度作為為選擇性指指標(biāo)）。這四項指標(biāo)標(biāo)中，除強度外，，其它任何何一項指標(biāo)標(biāo)不合格，，則水泥不不能使用；；反之，若僅僅強度一項項指標(biāo)不合合格，而其其它三項指指標(biāo)合格，，則水泥可可降等級使使用。五、水泥石石的腐蝕與與防止(一)水泥石腐蝕蝕的種類1.軟水侵蝕(溶出型侵蝕蝕)當(dāng)水泥石受受到蒸餾水水、天然的的雨水、雪雪水以及含含重碳酸鹽鹽很少的河河水、湖水水等軟水作作用時，水水泥石中的的氫氧化鈣鈣不斷溶解解流失，特特別是處于于流水或有有壓力的水水中時，氫氫氧化鈣的的溶解使得得水泥石的的密實度下下降，強度度和耐久性性也降低；；而且由于于氫氧化鈣鈣濃度的下下降，還引引起了水泥泥石中的其其它水化產(chǎn)產(chǎn)物的分解解。Ca(OH)2+Ca(HCO3)2→CaCO3+H2O2.酸類腐蝕碳酸水腐蝕蝕在某些工業(yè)業(yè)廢水和地地下水中，，常溶有一一定量的CO2及其鹽類，，天然水中中也溶有CO2，它們會與與水泥石中中的Ca(OH)2反應(yīng)：CO2+H2O+Ca(OH)2→CaCO3+2H2OCO2+CaCO3+H2OCa(HCO3)2一般酸腐蝕蝕在一些工業(yè)業(yè)廢水、地地下水和沼沼澤水中，，經(jīng)常含有有各種不同同濃度的無無機酸或有有機酸，而而水泥石由由于含有Ca(OH)2呈堿性，這這些酸與堿堿會發(fā)生反反應(yīng)：H++OH－→H2O酸的濃度越越高，侵蝕蝕越劇烈。。3.鹽類類腐蝕硫酸鹽腐蝕蝕在海水、湖湖泊水、地地下水及某某些工業(yè)廢廢水中，常常含有不同同程度的鉀鉀、鈉、氨氨的硫酸鹽鹽，硫酸鹽鹽侵蝕的特特征是某些些鹽類的結(jié)結(jié)晶體逐漸漸在水泥石石的毛細(xì)管管中積累并并長大，水水泥石由于于內(nèi)應(yīng)力而而遭到嚴(yán)重重破壞。當(dāng)硫酸鹽濃濃度不高時時，生成含含有大量結(jié)結(jié)晶水的鈣鈣釩石，體體積增大1.5倍以以上，產(chǎn)生生極大的膨膨脹應(yīng)力而而破壞。當(dāng)當(dāng)硫酸鹽濃濃度較高時時，產(chǎn)生二二水石膏結(jié)結(jié)晶，也會會導(dǎo)致水泥泥石開裂破破壞。Na2SO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+2NaOH鎂鹽腐蝕海水和某些些鹽沼水、、地下水中中常含有大大量的鎂鹽鹽，主要是是硫酸鎂和和氯化鎂，，它們與水水泥石接觸觸后，會發(fā)發(fā)生如下反反應(yīng)：MgSO4+Ca(OH)2+2H2O→CaSO4·2H2O+Mg(OH)2MgCl2+Ca(OH)2+H2O→CaCl2+Mg(OH)2+H2O生成的Mg(OH)2松軟而無膠膠結(jié)能力，，CaCl2則易溶于水水，會使Ca(OH)2不斷被消耗耗；二水石石膏則會進進一步引起起硫酸鹽腐腐蝕。因此，硫酸酸鎂對水泥泥石的腐蝕蝕是雙重腐腐蝕。4.強堿堿腐蝕硅酸鹽水泥泥基本是耐耐堿的，堿堿類溶液濃濃度不高對對水泥石是是無害的。。但鋁酸鹽鹽含量較高高的硅酸鹽鹽水泥遇到到強堿(NaOH、、KOH)時，強強堿會與水水泥進行如如下反應(yīng)：：3CaO··Al2O3+6NaOH→→3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2鋁酸鈉是易易溶于水的的，從而造造成水泥石石的腐蝕。。當(dāng)水泥石被被NaOH浸透后又又在空氣中中干燥，與與空氣中的的CO2作用生成碳碳酸鈉，碳碳酸鈉在毛毛細(xì)孔中結(jié)結(jié)晶而使水水泥石脹裂裂。2NaOH+CO2+9H2O→Na2CO3·10H2O(二)防防止腐蝕的的措施水泥石易受受腐蝕的原原因水泥石內(nèi)存存在容易受受腐蝕的成成分水泥石本身身存在孔隙隙2.加速腐蝕的的因素液態(tài)的腐蝕蝕介質(zhì)較高的溫度度、壓力較快的流速速適宜的濕度度干濕交替3.防止腐蝕的的措施根據(jù)侵蝕環(huán)環(huán)境特點，，合理選擇擇水泥品種種提高水泥石石的密實度度，降低孔孔隙率在水泥石表表面設(shè)置保保護層當(dāng)水泥石處處于多種介介質(zhì)同時侵侵蝕時，應(yīng)應(yīng)分清對水水泥石侵蝕蝕最嚴(yán)重的的介質(zhì)，采采取相應(yīng)的的措施，提提高水泥石石的耐腐蝕蝕性。六、硅酸鹽鹽水泥的性性質(zhì)、應(yīng)用用及存放(一)性質(zhì)與應(yīng)用用1.強度高適用于高強強混凝土和和預(yù)應(yīng)力鋼鋼筋混凝土土工程。2.硬化化快適用于要求求凝結(jié)快、、早強高以以及冬季施施工等工程程。3.抗凍凍性好適用于冬季季施工及嚴(yán)嚴(yán)寒地區(qū)遭遭受反復(fù)凍凍融的工程程4.耐蝕蝕性差不適用于與與淡水及海海水等腐蝕蝕性介質(zhì)接接觸的工程程。5.抗碳碳化性好對鋼筋的保保護作用強強，適合CO2濃度高的環(huán)環(huán)境。6.水化化熱大不適用于大大體積混凝凝土工程，，但有利于于冬季施工工。7.耐熱熱性差不適用于有有耐熱要求求的混凝土土工程。8.耐磨磨性好適用于公路路、地面工工程。其他硅酸鹽水泥泥1、普通硅酸酸鹽水泥物理指標(biāo)安定性

細(xì)度強度凝結(jié)時間

初凝時間不小于45min，終凝時間不大于600min用沸煮法檢驗合格42.5,42.5R，52.5,52.5R四個級別

比表面積表示，不少于300m2/kg化學(xué)指標(biāo)普通硅酸鹽鹽水泥的性性質(zhì)與應(yīng)用用在早強、強強度等級、、水化熱、、抗凍性、、抗碳化能能力上略有有降低，耐耐熱性和耐耐腐蝕性略略有提高化學(xué)指標(biāo)（見上表））三種硅酸鹽鹽水泥的性性質(zhì)與應(yīng)用用共同性質(zhì)早期強度低低后期強度度高抗腐蝕性強強抗碳化能力力差水化熱低水泥強度發(fā)發(fā)展較快，，后期強度度可趕上甚甚至超過同同強度等級級的普通硅硅酸鹽水泥泥適宜用于水水工、海港港工程及受受侵蝕性作作用的工程程不宜用于二二氧化碳濃濃度高的環(huán)環(huán)境適用于大體體積混凝土土工程濕熱敏感性性強適用于蒸汽汽養(yǎng)護生產(chǎn)產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)構(gòu)件耐磨、抗凍凍差不適用嚴(yán)寒寒地區(qū)各自性質(zhì)礦渣水泥粉煤灰水泥耐熱性好，適用于高溫車間、高爐基礎(chǔ)及熱氣體通道等耐熱工程。拌制混凝土?xí)r泌水性大，易形成粗大孔隙，硬化時易產(chǎn)生較大干縮，保水性差、泌水性及干縮性大火山灰水泥具有良好的保水性，火山灰水泥的水泥石結(jié)構(gòu)密實，具有較高的抗?jié)B性。干縮大、干燥環(huán)境中表面易“起毛”，對于處在干熱環(huán)境中施工的工程，不宜使用火山灰水泥比表面積小，吸附水的能力小，不易水化，干縮性小，抗裂性高，保水性差，易泌水，且活性主要在后期發(fā)揮。因此，粉煤灰水泥早期強度、水化熱比礦渣水泥和火山灰水泥還要低，因此特別適用于大體積混凝土工程包裝標(biāo)志驗收核對水泥包裝上所注明的水泥品種、代號、凈