《建筑材料》課件-摻混合材料的硅酸鹽水泥

建筑材料二.摻混和材料的硅酸鹽水泥1.混合材料：活性混合材料、非活性混合材料2.摻混合材料的硅酸鹽水泥：普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥為了改善硅酸鹽水泥的某些性能，同時(shí)達(dá)到增加產(chǎn)量和降低成本的目的，在硅酸鹽水泥熟料中摻加適量的各種混合材料與石膏共同磨細(xì)的水硬性膠凝材料，稱為摻混合材料水泥。在生產(chǎn)水泥時(shí)，為了改善水泥性能、調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級，以及節(jié)約能耗、降低成本，而加到水泥中的人工或天然礦物材料稱為混合材料?；旌喜牧鲜枪杷猁}系水泥生產(chǎn)中經(jīng)常采用的組成材料，按其性能不同，可分為活性混合材料和非活性混合材料兩大類。常用的混合材料有活性類的?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)材料及粉煤灰等，非活性類混合材料主要有石灰石、石英砂、粘土、慢冷礦渣等。

混合材料活性混合材料常溫下能與石灰、石膏或硅酸鹽水泥一起，加水拌合后能發(fā)生水化反應(yīng)，生成水硬性的水化產(chǎn)物的混合材料稱為活性混合材料。常用的活性混合材料有?；郀t礦渣、火山灰質(zhì)混合材料及粉煤灰。（1）?；郀t礦渣

高爐冶煉生鐵所得以硅酸鈣與鋁酸鈣為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后的產(chǎn)品，礦渣的化學(xué)成分主要為CaO、Al2O3、SiO2，通常約占總量的90%以上，此外尚有少量的MgO、FeO和一些硫化物等。礦渣的活性，不僅取決于化學(xué)成分，而且在很大程度上取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)。礦渣熔體在淬冷成粒時(shí)，阻止了熔體向結(jié)晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，而形成玻璃體，因此具有潛在水硬性，即?；郀t礦渣在有少量激發(fā)劑的情況下，其漿體具有水硬性。（2）火山灰質(zhì)混合材料

火山灰質(zhì)混合材料是指具有火山灰性的天然或人工的礦物材料。其品種很多，天然的有火山灰、凝灰?guī)r、浮石、浮石巖、沸石、硅藻土等；人工的有燒頁巖、燒粘土、煤渣、煤矸石、硅灰等?；鹕交屹|(zhì)混合材料的活性成分也是活性Al2O3和活性SiO2。（3）粉煤灰

粉煤灰是從燃煤發(fā)電廠的煙道氣體中收集的粉末，又稱飛灰。它以Al2O3、SiO2為主要成分，含有少量CaO，具有火山灰性，其活性主要取決于玻璃體的含量以及無定形Al2O3和SiO2含量，同時(shí)顆粒形狀及大小對其活性也有較大的影響，細(xì)小球形玻璃體含量越高，粉煤灰的活性越高。非活性混合材料

凡常溫下與石灰、石膏或硅酸鹽水泥一起，加水拌合后不能發(fā)生水化反應(yīng)或反應(yīng)甚微，不能生成水硬性產(chǎn)物的混合材料稱為非活性混合材料，常用的非活性混合材料主要有石灰石、石英砂及慢冷礦渣等。活性混合材料的水化磨細(xì)的活性混合材料與水調(diào)和后，本身不會硬化或硬化極其緩慢；但在飽和Ca(OH)2溶液中，常溫下就會發(fā)生顯著的水化反應(yīng)。生成的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣是具有水硬性的產(chǎn)物，與硅酸鹽水泥中的水化產(chǎn)物相同。當(dāng)有石膏存在時(shí)，水化鋁酸鈣還可以和石膏進(jìn)一步反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣。由此可見，是氫氧化鈣和石膏激發(fā)了混合材料的活性，故稱它們?yōu)榛钚曰旌喜牧系募ぐl(fā)劑；氫氧化鈣稱為堿性激發(fā)劑，石膏稱為硫酸鹽激發(fā)劑。摻活性混合材料的硅酸鹽水泥與水拌合后，首先是水泥熟料水化，之后是水泥熟料的水化產(chǎn)物——Ca(OH)2與活性混合材料中的活性SiO2和活性Al2O3發(fā)生水化反應(yīng)（亦稱二次反應(yīng)）生成水化產(chǎn)物，由此過程可知，摻活性混合材料的硅酸鹽系水泥的水化速度較慢，故早期強(qiáng)度較低，而由于水泥中熟料含量相對減少，故水化熱較低。礦渣硅酸鹽水泥火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥復(fù)合硅酸鹽水泥摻混合材料的硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料和?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制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。水泥中?；郀t礦渣摻加量按重量百分比計(jì)為“﹥20%且≦70%”。A型礦渣摻加量“﹥20%且≦50%”，代號P·S·A；B型礦渣摻加量“﹥50%且≦70%”，代號P·S·B。國家標(biāo)準(zhǔn)GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料、適量石膏磨細(xì)制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?；鹕交屹|(zhì)硅酸鹽水泥中火山灰質(zhì)混合材料摻量為“﹥20%且≦40%”。國家標(biāo)準(zhǔn)GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制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。水泥中粉煤灰摻加量按重量百分比計(jì)為20%～40%。國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細(xì)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量為“﹥20%且≦50%”，水泥中允許不超過8%的窯灰代替部分混合材料，摻礦渣時(shí)混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復(fù)。特性與應(yīng)用從礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥這三種水泥的組成可以看出，它們的區(qū)別僅在于摻加的活性混合材料的不同，而由于三種活性混合材料的化學(xué)組成和化學(xué)活性基本相同，其水泥的水化產(chǎn)物及凝結(jié)硬化速度相近，因此這三種水泥的大多數(shù)性質(zhì)和應(yīng)用相同或相近，即這三種水泥在許多情況下可替代使用。同時(shí)，又由于這三種活性混合材料的物理性質(zhì)和表面特征及水化活性等有些差異，使得這三種水泥分別具有某些特性。總之，這三種水泥與硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥相比，具有以下特點(diǎn)：1．三種水泥的共性。（1）早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度發(fā)展高。不適合用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土工程，如冬季施工現(xiàn)澆工程等。（2）對溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù)。采用高溫養(yǎng)護(hù)可提高早期強(qiáng)度，且不影響常溫下后期強(qiáng)度的發(fā)展。（3）耐腐蝕性好。適合用于有硫酸鹽、鎂鹽、軟水等侵蝕作用的環(huán)境，如水工、海港、碼頭等混凝土工程。但當(dāng)侵蝕介質(zhì)的濃度較高或耐腐蝕性要求高時(shí)，仍不宜使用。（4）水化熱小。適合用于大體積混凝土工程。（5）抗凍性較差。（6）抗碳化性較差。不適合用于二氧化碳濃度含量高的工業(yè)廠房，如鑄造、翻砂車間等。2．三種水泥的特性。（1）礦渣硅酸鹽水泥：抗?jié)B性差、干縮較大、耐熱性較好。適合用于有耐熱要求的混凝土工程，不適合用于有抗?jié)B要求的混凝土工程。（2）火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：保水性高、抗?jié)B性較好、耐磨性較差、水泥石的表面易產(chǎn)生起粉現(xiàn)象。適合用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程，不宜用于干燥環(huán)境中的地上混凝土工程，也不宜用于有耐磨性要求的混凝土工程。（3）粉煤灰硅酸鹽水泥：保水性差、泌水性大、抗?jié)B性差、耐磨性較差。適合用于承載較晚的混凝土工程，不宜用于有抗?jié)B性要求的混凝土工程，且不宜用于干燥環(huán)境中的混凝土及有耐磨性要求的混凝土工程。

復(fù)合水泥由于摻入了兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料，其效果不只是各類混合材料的簡單混合，而是互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生單一混合材料不能起到的優(yōu)良效果，因此，復(fù)合水泥的性能介于普通硅酸鹽水泥和三種摻混合材料的硅酸鹽水泥之間。

前面所述的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥及復(fù)合硅酸鹽水泥是我國廣泛使用的六大通用水泥。六種常用水泥的的組成、性質(zhì)及應(yīng)用的異同點(diǎn)項(xiàng)目硅酸鹽水泥（P·Ⅰ、P·Ⅱ）普通硅酸鹽水泥（P·O）礦渣硅酸鹽水泥（P·S）（P·S·A、P·S·B）火山灰硅酸鹽水泥（P·P）粉煤灰硅酸鹽水泥（P·F）復(fù)合硅酸鹽水泥（P·C）組成硅酸鹽水泥熟料、適量石膏無或很少（0％～5％）的混合材料少量（5%~20%）的混合材料（20％～70％）的?；郀t礦渣（其中A型20%~50%，B型50%~70%）（20％～40％）的火山灰質(zhì)（20％～40％）的粉煤灰（20％～50％）的兩種或以上的混合材料性質(zhì)早期、后期強(qiáng)度高、耐腐蝕性差、水化熱大、抗碳化性好、抗凍性好、耐磨性好、耐熱性差早期強(qiáng)度稍低，后期強(qiáng)度高、耐腐蝕性稍差、水化熱略小、抗碳化性好、抗凍性好、耐磨性好早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度高早期強(qiáng)度較高1．對溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù)；2．耐腐蝕性好；3．水化熱小；4．抗凍性較差；5．抗碳化性較差泌水性大、抗?jié)B性差、耐熱性較好、干縮較大保水性好、抗?jié)B性好、耐磨性較差、干縮較大泌水性大、抗?jié)B性差、耐磨性較差、干縮小，抗裂性好干縮較大優(yōu)先應(yīng)用條件早期強(qiáng)度要求高的混凝土、有耐磨要求的、嚴(yán)寒地區(qū)反復(fù)遭受凍融循環(huán)的混凝土、抗碳化性要求較高的混凝土水下混凝土、海港混凝土、大體積混凝土、耐腐蝕