水泥基礎(chǔ)知識

1、水泥基礎(chǔ)知識水泥基礎(chǔ)知識質(zhì)量控制部質(zhì)量控制部 謝為民謝為民福建安溪三元集發(fā)水泥有限公司福建安溪三元集發(fā)水泥有限公司水泥基礎(chǔ)知識 水泥：和水拌和后，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能凝結(jié)砂、石等物質(zhì)的水硬性膠凝材料。用于民用建筑、道路橋梁、水利和國防工程中。 分類：硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，磷酸鹽水泥等，其中以硅酸鹽水泥應(yīng)用最廣。 現(xiàn)執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)是GB175-2007通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)，于2007年11月9日發(fā)布，2008年6月1日開始實施；2009年6月12日發(fā)布第1號修改單，2009年9月1日起實施，主要內(nèi)容是氯離子的檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)JC/T420修改為GB/T176

2、；2014年12月2日發(fā)布第2號修改單，2015年12月1日起實施，重點是取消PC32.5級水泥等級。硅酸鹽水泥分類水泥生產(chǎn)常用原材料 水泥熟料燒成常用原材料： 石灰質(zhì)原料（提供：CaO和少量的MgO）； 粘土質(zhì)原料（提供：SiO2、Al2O3和少量的Fe2O3）； 少量輔助材料（鋼渣（Fe2O3）、鋁粉（Al2O3）、硅石粉（SiO2）等）； 燃煤（煙煤、無煙煤）。生料制備與煅燒 將各種原材料按適當(dāng)比例混合后磨細(xì)制成生料，再將生料入窯進(jìn)行煅燒，燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質(zhì)，黑色球狀、快狀顆粒即為硅酸鹽水泥熟料， 主要生料成分：CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3

3、、MgO，以KH、n、p三個率值控制配料方案， 煅燒的過程中，生料脫水分解出的CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3在13501450的高溫下相互之間產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成一些以硅酸鈣為主的新的化合物，稱為水泥熟料礦物。熟料礦物組成其礦物成分及相對含量為： 硅酸三鈣：（3CaOSiO2,簡寫為C3S）,含量36%60%； 硅酸二鈣：（2CaOSiO2,簡寫為C2S）,含量15%37%； 鋁酸三鈣：（3CaOAl2O3,簡寫為C3A）,含量7%15%； 鐵鋁酸四鈣：（4CaOAl2O3Fe2O3,簡寫為C4AF）,含量10%18%。其中，C3S、C2S為硅酸鹽礦物，一般占總量的70%80%，決定熟

4、料強(qiáng)度的高低,如提高C3S的含量,可得到高強(qiáng)硅酸鹽水泥;提高C3S和C3A的含量,即可制得快硬硅酸鹽水泥；降低C3S和C3A的含量,提高C4AF的含量可生產(chǎn)低熱或中熱硅酸鹽水泥。 硅酸鹽系水泥的生產(chǎn)過程是兩磨一燒的過程，煅燒熟料的設(shè)備主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩類。 生產(chǎn)工藝流程為：水泥生產(chǎn)工藝流程水泥制成1、為調(diào)整水泥的凝結(jié)時間（緩凝），在生產(chǎn)的最后階段還要加入適量石膏，一般使用天然二水石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏（脫硫石膏等）。石膏摻量適量： 過少：起不到緩凝作用過多：水泥石腐蝕產(chǎn)生體積安定性不良現(xiàn)象。2、為得到不同性質(zhì)、不同品種的水泥，還須加入一定量的混合材料。在水泥生產(chǎn)過程中，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥標(biāo)

5、號，擴(kuò)大使用范圍而摻入的天然或人工的礦質(zhì)原料稱為混合材。 活性混合材具有火山灰性或潛在水硬性的材料，如礦渣、粉煤灰等。 非活性混合材不具有潛在水硬性的材料，如石灰石粉、慢冷礦渣等。水泥制成 1、活性混合材料：指與石灰、石膏一起，加水拌和后能形成水硬性膠凝材料的混合材料。其主要成分是活性氧化硅、活性氧化鋁。 2、非活性混合材料：指不具有活性或活性甚低的人工或天然的礦物質(zhì)材料。它們摻入水泥中僅起調(diào)節(jié)水泥性質(zhì)，降低水化熱，降低標(biāo)號，和增加產(chǎn)量的作用， 摻入目的： a.改善水泥的性能 b.增加品種 c.提高產(chǎn)量 d.節(jié)約熟料， e.降低成本 助磨劑：水泥粉磨時允許加入助磨劑，其加入量應(yīng)不大于水泥質(zhì)量的

6、 0.5 ，助磨劑應(yīng)符合 JC/T667 的規(guī)定。常用水泥六大常用水泥的定義如下：（1）、硅酸鹽水泥：凡以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟料，5%以下的石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料統(tǒng)稱為硅酸鹽水泥，又稱波特蘭水泥。包括：型（P）硅酸鹽水泥：P：熟料 + 石膏，未摻混合材料的硅酸鹽水泥。型（P）硅酸鹽水泥：P：熟料 + 石膏+5%的石灰石或?；郀t礦渣，摻不超過水泥質(zhì)量5%混合材料的硅酸鹽水泥。（2）、普通硅酸鹽水泥（PO）：由硅酸鹽水泥熟料，5%20%混合材料（活性混合材料的最大摻量不得超過20%，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過水泥質(zhì)量8%的非活性混合材料；

7、摻非活性混合材料時，最大摻量不超過水泥質(zhì)量的8%），及適量石膏組成。（3）、礦渣硅酸鹽水泥（PS）：由硅酸鹽水泥熟料，20%70%的粒化高爐礦渣和適量石膏組成。（4）、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥（PP）：由硅酸鹽水泥熟料，20%40%的火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏組成。（5）、粉煤灰質(zhì)硅酸鹽水泥（PF）：由硅酸鹽水泥熟料，20%40%的粉煤灰和適量石膏組成。（6）、復(fù)合硅酸鹽水泥（PC）：由硅酸鹽水泥熟料，20%50%的兩種或兩種以上混合材料和適量石膏組成。普通硅酸鹽水泥 普通水泥（PO）： 普通水泥中混合材料的摻加量較少，其礦物組成的比例與硅酸鹽水泥相似，因此，其性能、應(yīng)用范圍等與同強(qiáng)度等級的硅酸鹽水

8、泥相近。摻入混合材料的目的是調(diào)節(jié)水泥的強(qiáng)度等級，增加水泥的品種，這種水泥的適應(yīng)性比較強(qiáng)，被廣泛應(yīng)用在各種混凝土和鋼筋混凝土工程，是我公司的高強(qiáng)度水泥主導(dǎo)品種。其特性與硅酸鹽水泥相比，略有差異，具體如下：1）、早期強(qiáng)度略低；2）、耐腐蝕性稍好；3）、水化熱略低；4）、耐熱性稍好。復(fù)合硅酸鹽水泥 復(fù)合水泥（PC）： 由于摻入了兩種以上的混合材料，起到了互相取長補(bǔ)短的作用，其效果大大優(yōu)于只摻一種混合材料。其早期強(qiáng)度高于礦渣（或火山灰，粉煤灰）水泥，接近于普通硅酸鹽水泥，并且水化熱低，耐腐蝕性、抗?jié)B性及抗凍性好。因而復(fù)合水泥的用途較普通水泥、礦渣水泥等更為廣泛，是一種很有發(fā)展前途的水泥品種，是我公司主

9、要的水泥品種。影響常用水泥性能的因素 1、水泥組成成分的影響水泥組成成分的影響：C3S、C2S、C3A、C4AF的含量不同，水泥的性質(zhì)變化很大。C3S、C3A含量提高，水泥的凝結(jié)硬化速度加快，早期強(qiáng)度高，同時水化熱也增大，需水量增大?；旌喜牧虾吭龈?，熟料含量將降低，水泥的抗侵蝕性提高，水化熱及早期強(qiáng)度將降低。 2、水泥細(xì)度的影響水泥細(xì)度的影響：水泥顆粒越細(xì)，其比表面積越大，水化反應(yīng)越快越充分，早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都較高。但水泥太細(xì)，粉磨能耗大，水泥成本高，而且硬化時的干燥收縮大，易產(chǎn)生微細(xì)裂紋。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：普通硅酸鹽水泥的細(xì)度采用比表面積測定儀檢驗其比表面積應(yīng)大于300m2/kg，復(fù)合硅酸鹽

10、水泥的細(xì)度按80m方孔篩篩余10，45m方孔篩篩余30控制。影響常用水泥性能的因素 3、養(yǎng)護(hù)條件（溫、濕度）的影響?zhàn)B護(hù)條件（溫、濕度）的影響：水泥的水化反應(yīng)及凝結(jié)硬化必須在水分充足的條件下進(jìn)行，環(huán)境濕度大，水分不宜蒸發(fā)，水泥漿中保持有水化所需的足夠水分。如環(huán)境干燥，水分將很快蒸發(fā)，水化不能正常進(jìn)行，甚至停止水化，強(qiáng)度不再增長，同時還可能使水泥石制品表面產(chǎn)生干縮裂紋。溫度升高，水泥水化反應(yīng)加速，其硬化速度及強(qiáng)度增長也快；溫度降低，則水化作用減慢，硬化速度及強(qiáng)度增長也緩慢，負(fù)溫下水化停止。上述影響主要表現(xiàn)在水化初期，對后期影響不大。水泥的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件為：養(yǎng)護(hù)溫度為201，相對濕度RH90%的環(huán)境中

11、。影響常用水泥性能的因素 4、齡期的影響齡期的影響：隨著養(yǎng)護(hù)時間的增加，水泥的水化程度增加，凝膠體數(shù)量增加，毛細(xì)孔減少，強(qiáng)度不斷增加。一般在28天之內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展較快，28天后顯著減慢。 5、水灰比（、水灰比（W/C）的影響）的影響：拌和水泥漿時，水與水泥的質(zhì)量比，稱為水灰比。水灰比越大，水越多，水泥將越稀，凝結(jié)硬化和強(qiáng)度發(fā)展越慢，且硬化后的水泥石中的毛細(xì)孔含量越多，強(qiáng)度越低。反之，凝結(jié)硬化和強(qiáng)度發(fā)展越快，且強(qiáng)度高。因此，在保證成型質(zhì)量的前提下，應(yīng)降低水灰比，以提高水泥石的硬化速度和強(qiáng)度。影響常用水泥性能的因素 6、貯存條件的影響貯存條件的影響：水泥在運輸和貯存過程中應(yīng)做到（1）、按標(biāo)明的標(biāo)號、品

12、種及出廠日期分別進(jìn)行貯運。（2）、防潮、防水。（3）、散裝水泥應(yīng)分庫存放，袋裝水泥的堆放高度不得超過十袋(50kg/袋)。（4）、應(yīng)先貯先用。 （5）、一般貯存不超過一個月，即使是良好的貯存條件（較為干燥），水泥也不宜久存。因水泥在存放的過程中會吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，使水泥喪失膠結(jié)能力，強(qiáng)度下降。超過三個月后的水泥，強(qiáng)度降低10%20%；六個月后降低 15%30%；一年后降低 25%40%；常用水泥的技術(shù)要求1、細(xì)度細(xì)度：指水泥顆粒的粗細(xì)程度。 水泥顆粒越細(xì)，與水起反應(yīng)的表面積愈大，水化作用的發(fā)展就越迅速而充分，使凝結(jié)硬化的速度加快，早期強(qiáng)度大。但顆粒過細(xì)的水泥硬化時產(chǎn)生的收縮亦越大，

13、而且磨制水泥能耗多成本高，一般認(rèn)為，水泥顆粒3-32m才具有較高的活性，大于100m活性就很小了； 控制指標(biāo)：80m方孔篩篩余10，45m方孔篩篩余30。2、凝結(jié)時間、凝結(jié)時間：a、初凝時間（t初）水泥開始加水拌和至水泥漿開始失去可塑性所需的時間。 b.終凝時間（t終） 水泥開始加水拌和至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時間。 六大常用水泥初凝時間不得早于45min，硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于390min。其他五類水泥的終凝時間不得遲于600min。由于拌合水泥漿時的用水量多少，對凝結(jié)時間有影響，因此測試水泥凝結(jié)時間時必須采用標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量。常用水泥的技術(shù)要求 3、體積安定性體積安定

14、性：指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。 體積安定性不良：指水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化，使水泥混凝土構(gòu)筑物產(chǎn)生膨脹性裂縫，降低建筑工程質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。 引起體積安定性不良的原因： 1）、過多的游離氧化鈣、游離氧化鎂：它們是在高溫下生成的，處于過燒狀態(tài)，水化很慢，在水泥硬化后還在慢慢水化并產(chǎn)生體積膨脹，從而導(dǎo)致硬化水泥石開裂。 2）、過量石膏：石膏的摻入可延緩水泥的凝結(jié)硬化速率，有試驗表明，當(dāng)水泥中石膏摻入量（以SO3%計）小于1.3%時，并不能阻止水泥快凝，但在摻量（以SO3%計）大于2.5%以后，過量的石膏毀譽(yù)已經(jīng)硬化的水化鋁酸鈣反映生成大量的水化硫鋁酸鈣針狀晶體,體積膨脹造

15、成硬化水泥石開裂。另外剩余的石膏迅速凝結(jié)硬化，致使水泥凝結(jié)時間加快。常用水泥的技術(shù)要求 4、強(qiáng)度及強(qiáng)度等級強(qiáng)度及強(qiáng)度等級：水泥強(qiáng)度發(fā)展的一般規(guī)律是：37天內(nèi)強(qiáng)度增長最快，28天內(nèi)強(qiáng)度增長較快，超過28天后強(qiáng)度將繼續(xù)發(fā)展但增長較慢，以28天抗壓強(qiáng)度為判斷水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。 水泥強(qiáng)度是選用水泥時的主要技術(shù)指標(biāo)，也是劃分水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。 GB175-2007國標(biāo)規(guī)定：硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個強(qiáng)度等級；普通硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個強(qiáng)度等級；復(fù)合硅酸鹽水泥分為32.5R、42.5、42.5R、52.5、5

16、2.5R五個強(qiáng)度等級。其中有代號R者為早強(qiáng)型水泥。各強(qiáng)度等級的六大水泥的3d和28d的強(qiáng)度不得低于規(guī)范規(guī)定的值。常用水泥的技術(shù)要求 5、堿含量堿含量：是指水泥中Na2O和K2O的含量。若水泥中堿含量過高，遇到有活性的骨料，易產(chǎn)生堿骨料反應(yīng)，造成工程危害。 國標(biāo)規(guī)定：水泥中堿含量按Na2O0.658K2O計算值來表示。若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。 6、氯離子氯離子：不大于0.06%。 7、袋裝袋裝：水泥每袋凈含量為 50Kg ，且應(yīng)不少于標(biāo)志質(zhì)量的 99 ；隨機(jī)抽取 20 袋總質(zhì)量 ( 含包裝袋 ) 應(yīng)不少于 1000Kg 。 不合格品

17、：對于以上六種常用水泥的主要技術(shù)質(zhì)量要求，國家標(biāo)準(zhǔn)（GB175-2007）還規(guī)定，凡燒失量、氧化鎂、三氧化硫、氯離子、安定性、凝結(jié)時間、強(qiáng)度中任何一項不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，均為不合格品。特種水泥 白色硅酸鹽水泥：白色硅酸鹽水泥： 凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分溶融，所得以硅酸鈣為主要成分、氧化鐵含量很少的白色硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為白色硅酸鹽水泥（簡稱白水泥）。 白水泥的性能與硅酸鹽水泥基本相同，所不同的是嚴(yán)格控制水泥原料的鐵含量，并嚴(yán)防在生產(chǎn)過程中混入鐵質(zhì)。白水泥中的Fe2O3含量一般小于0.5%，并盡可能除掉其他著色氧化物（MnO、TiO2等）。 白水泥的技術(shù)性質(zhì)應(yīng)滿足國家標(biāo)準(zhǔn)白色硅酸鹽水泥（GB/T2015-2005）的規(guī)定，細(xì)度為0.08m