第8章 無機化學工藝學-水泥

1、概述概述硅酸鹽水泥系列產(chǎn)品硅酸鹽水泥系列產(chǎn)品幾種特殊用途的水泥幾種特殊用途的水泥硅酸鹽水泥的制造硅酸鹽水泥的制造混凝土混凝土水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大、水泥是建筑工業(yè)三大基本材料之一，使用廣、用量大、素有素有“建筑工業(yè)的糧食建筑工業(yè)的糧食”之稱。之稱。水泥具有較好的可塑性水泥具有較好的可塑性，與砂、石等膠合后的混和物具與砂、石等膠合后的混和物具有較好的和易性，可澆注成多種形狀及尺寸的構(gòu)件，以有較好的和易性，可澆注成多種形狀及尺寸的構(gòu)件，以滿足設計上的不同要求；滿足設計上的不同要求；水泥的適應性較強水泥的適應性較強，適用于海，適用于海上、地下、深水、嚴寒、干熱、腐蝕、輻射等多

2、種條件上、地下、深水、嚴寒、干熱、腐蝕、輻射等多種條件下；水泥還可與多種有機、無機材料制成多種用途的水下；水泥還可與多種有機、無機材料制成多種用途的水泥復合材料；泥復合材料；水泥耐久性較好水泥耐久性較好，維修工作量小，不易生維修工作量小，不易生銹、耐腐朽。銹、耐腐朽。目前，水泥已廣泛用于目前，水泥已廣泛用于建筑、水利、道路、國防等工程建筑、水利、道路、國防等工程中。中。近年來，宇航、信息及其它新興工業(yè)中對各種具有近年來，宇航、信息及其它新興工業(yè)中對各種具有特種性能的水泥復合材料的需求也越來越大。特種性能的水泥復合材料的需求也越來越大。因此，水泥工業(yè)在整個國民經(jīng)濟中起著十分重要的作用。因此，水泥

3、工業(yè)在整個國民經(jīng)濟中起著十分重要的作用。在目前甚至未來相當長的時期內(nèi)，水泥仍將是人類社會在目前甚至未來相當長的時期內(nèi)，水泥仍將是人類社會的主要的建筑材料的主要的建筑材料。原始水泥可追溯到原始水泥可追溯到5000年前年前，埃及的金字塔、古希臘，埃及的金字塔、古希臘和古羅馬時代用石灰摻砂制成的混和沙漿，曾被用于和古羅馬時代用石灰摻砂制成的混和沙漿，曾被用于砌筑石塊和磚塊，這種用來做砌筑用的膠凝材料被稱砌筑石塊和磚塊，這種用來做砌筑用的膠凝材料被稱為原始水泥。它為現(xiàn)代水泥的發(fā)明奠定了基礎。為原始水泥。它為現(xiàn)代水泥的發(fā)明奠定了基礎。1824年，英國泥水工年，英國泥水工J阿斯普丁發(fā)明了一種把石灰阿斯普丁

4、發(fā)明了一種把石灰石和粘土混和后加以煅燒來制造水泥的方法，并獲得石和粘土混和后加以煅燒來制造水泥的方法，并獲得了專利權(quán)。這種水泥同英國附近了專利權(quán)。這種水泥同英國附近波特蘭波特蘭小城盛產(chǎn)的石小城盛產(chǎn)的石材顏色相近，故稱為材顏色相近，故稱為波特蘭水泥波特蘭水泥。人類最早是利用間。人類最早是利用間歇式土窯（后發(fā)展成土立窯）煅燒水泥熟料。歇式土窯（后發(fā)展成土立窯）煅燒水泥熟料。1877年年回轉(zhuǎn)窯燒制回轉(zhuǎn)窯燒制水泥熟料獲得了專利權(quán)，繼而出現(xiàn)水泥熟料獲得了專利權(quán)，繼而出現(xiàn)了單筒冷卻機、立式磨及單倉鋼球磨等，從而有效地了單筒冷卻機、立式磨及單倉鋼球磨等，從而有效地提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)量。提高了水泥的產(chǎn)量和質(zhì)

5、量。1905年年濕法回轉(zhuǎn)窯濕法回轉(zhuǎn)窯出現(xiàn)。出現(xiàn)。1910年年土立窯得到了改進，實現(xiàn)了立窯機械化連續(xù)生產(chǎn)。土立窯得到了改進，實現(xiàn)了立窯機械化連續(xù)生產(chǎn)。1928年年德國的立列波博士和波利休斯公司在對立窯、回轉(zhuǎn)德國的立列波博士和波利休斯公司在對立窯、回轉(zhuǎn)窯綜合分析研究后，創(chuàng)造了帶回轉(zhuǎn)爐箅子的回轉(zhuǎn)窯，為了紀窯綜合分析研究后，創(chuàng)造了帶回轉(zhuǎn)爐箅子的回轉(zhuǎn)窯，為了紀念發(fā)明者與創(chuàng)造公司，取名為念發(fā)明者與創(chuàng)造公司，取名為“立波爾窯立波爾窯”。1950年，懸浮預熱器由德國發(fā)明成功并開始應用，大幅度年，懸浮預熱器由德國發(fā)明成功并開始應用，大幅度降低了熟料生產(chǎn)的熱耗，極大地提高了生產(chǎn)規(guī)模。降低了熟料生產(chǎn)的熱耗，極大地提

6、高了生產(chǎn)規(guī)模。20世紀世紀60年代初年代初，日本將德國的懸浮預熱器回轉(zhuǎn)窯技術引，日本將德國的懸浮預熱器回轉(zhuǎn)窯技術引進后，于進后，于1971年年開發(fā)了水泥窯外分解技術，從而揭開了現(xiàn)開發(fā)了水泥窯外分解技術，從而揭開了現(xiàn)代水泥工業(yè)的新篇章，并且很快在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了各具特代水泥工業(yè)的新篇章，并且很快在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了各具特點的預分解窯，形成了新型干法生產(chǎn)技術。隨著原料與均化、點的預分解窯，形成了新型干法生產(chǎn)技術。隨著原料與均化、生料均化、高功能破碎和粉磨，環(huán)境保護技術和生料均化、高功能破碎和粉磨，環(huán)境保護技術和X射線熒光射線熒光分析等在線檢測方法的配套發(fā)展，加上電子計算機和自動化分析等在線檢測方法的

7、配套發(fā)展，加上電子計算機和自動化控制儀表等技術的廣泛應用，使控制儀表等技術的廣泛應用，使新型干法水泥生產(chǎn)的熟料質(zhì)新型干法水泥生產(chǎn)的熟料質(zhì)量明顯提高，能耗明顯下降，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大量明顯提高，能耗明顯下降，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大。 在物理、化學作用下，能從在物理、化學作用下，能從漿體變成堅固的石狀體漿體變成堅固的石狀體，并能膠，并能膠結(jié)其他物料而有一定機械強度的物質(zhì)統(tǒng)稱為結(jié)其他物料而有一定機械強度的物質(zhì)統(tǒng)稱為膠凝材料膠凝材料。膠凝材料分為：膠凝材料分為：（1 1）水硬性：水硬性：和水后即能在空氣中又能在水中硬化的材料。和水后即能在空氣中又能在水中硬化的材料?；旧鲜菬o機材料（也有有機材料）如硅酸鹽水泥

8、，鋁酸鹽基本上是無機材料（也有有機材料）如硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，水泥，汞汞醋酸乙烯水泥。醋酸乙烯水泥。（2 2）非水硬性：非水硬性：只能在空氣或其他條件下硬化，而不能在水只能在空氣或其他條件下硬化，而不能在水中硬化的材料，中硬化的材料，如如無機石灰、石膏、耐酸膠結(jié)無機石灰、石膏、耐酸膠結(jié)料；料；有機環(huán)氧有機環(huán)氧樹脂膠體樹脂膠體料料；無機材料、耐火材料、澆鑄料（在高溫下）等。；無機材料、耐火材料、澆鑄料（在高溫下）等。水泥是一種主要的建筑材料，與鋼材、木材合成為三大材料。水泥是一種主要的建筑材料，與鋼材、木材合成為三大材料。1.什么是水泥？什么是水泥？水泥水泥-凡經(jīng)細磨材料，加入適量的水后成為

9、塑性漿凡經(jīng)細磨材料，加入適量的水后成為塑性漿狀，即能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能把砂狀，即能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能把砂石等材料牢固地膠結(jié)在一起的石等材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料。廣義廣義上說，水泥泛指一切能夠硬化的無機膠凝材料；上說，水泥泛指一切能夠硬化的無機膠凝材料；而而狹義的水泥狹義的水泥則專指現(xiàn)代水泥，即具有水硬性的膠則專指現(xiàn)代水泥，即具有水硬性的膠凝材料。凝材料。塑性塑性-材料在外加作用下產(chǎn)生形變，外力取消后不材料在外加作用下產(chǎn)生形變，外力取消后不能恢復完全，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱塑性。能恢復完全，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱塑性。2.水泥的分類：水泥的分類：

10、（1）按用途分類）按用途分類 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥 一般用途的水泥一般用途的水泥 礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥 火山灰硅酸鹽水泥火山灰硅酸鹽水泥 粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥 塊塊硬水泥硬水泥 特殊用途的水泥特殊用途的水泥 膨脹水泥和自膨脹水泥和自應應力水泥力水泥 油井水泥油井水泥 大壩水泥大壩水泥 白水泥白水泥 抗硫酸鹽水泥抗硫酸鹽水泥 耐高溫水泥耐高溫水泥（2）按礦物成分的分類）按礦物成分的分類 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥 鋁酸鹽水泥鋁酸鹽水泥 硫酸鹽水泥硫酸鹽水泥 氟酸鹽水泥氟酸鹽水泥 用水泥制成的砂漿成用水泥制成的砂漿成砼砼，堅固耐堅固耐久久，是重要的建是重

11、要的建筑材料和工程材料。筑材料和工程材料。按礦物成分的分類按礦物成分的分類3.我國水泥的發(fā)展我國水泥的發(fā)展w我國的水泥工業(yè)始于我國的水泥工業(yè)始于1876年，但發(fā)展較為緩慢，到年，但發(fā)展較為緩慢，到解放時（解放時（1949）才）才66萬噸，最高年產(chǎn)量（萬噸，最高年產(chǎn)量（1942年），年），抗戰(zhàn)時期才抗戰(zhàn)時期才229萬噸，品種僅萬噸，品種僅23種。種。解放后發(fā)展很快，特別是改革開放以來，隨著國民解放后發(fā)展很快，特別是改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，水泥工業(yè)發(fā)展加快，目前我國水經(jīng)濟的高速發(fā)展，水泥工業(yè)發(fā)展加快，目前我國水泥產(chǎn)量居世界第一位，泥產(chǎn)量居世界第一位，1995年年4.5億噸，億噸，98

12、年年5億噸億噸以上。隨著西部的西氣東送和三峽工程的需要，可以上。隨著西部的西氣東送和三峽工程的需要，可望今年突破望今年突破6億噸億噸。由于其附加值低，因此增產(chǎn)不。由于其附加值低，因此增產(chǎn)不增值即廉價。增值即廉價。 作為主要的建筑材料，水泥產(chǎn)量變化客觀反映了建筑業(yè)的發(fā)展。在過作為主要的建筑材料，水泥產(chǎn)量變化客觀反映了建筑業(yè)的發(fā)展。在過去的去的100100年中，中國的建筑業(yè)以驚人的速度發(fā)展，特別是近二十年來更是盛年中，中國的建筑業(yè)以驚人的速度發(fā)展，特別是近二十年來更是盛況空前，從表中水泥產(chǎn)量的變化中可以得到充分證明。況空前，從表中水泥產(chǎn)量的變化中可以得到充分證明。年年190819491962197

13、81990200320052006產(chǎn)量產(chǎn)量0.010.666.0065.2421082310691236我國水泥產(chǎn)量我國水泥產(chǎn)量(106 t)達到世界水泥總量的50新型干法產(chǎn)量所占比例超過501.1.硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥凡以適量成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成凡以適量成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥，熟料加入適量的石膏，磨細制成的水硬性分的硅酸鹽水泥，熟料加入適量的石膏，磨細制成的水硬性膠凝材料稱為膠凝材料稱為硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥。那么何為普通硅酸鹽水泥及礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水那么何為普通硅酸鹽水泥及礦渣、火山灰、粉煤灰硅酸鹽水泥呢？泥呢？2.2.普

14、通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥凡有硅酸鹽水泥熟料，加少量凡有硅酸鹽水泥熟料，加少量混合材料混合材料、適量石膏磨細制成、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為的水硬性膠凝材料稱為普通硅酸鹽水泥（普通水泥）普通硅酸鹽水泥（普通水泥）。水泥中混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計：水泥中混合材料摻加量按質(zhì)量百分比計： 摻活性混合材料時：摻活性混合材料時： 15% 摻非活性混合材料時摻非活性混合材料時 ： 10%同時摻活性和非活性材料時，總量不得超過同時摻活性和非活性材料時，總量不得超過15%，其中非，其中非活性材料不超過活性材料不超過10%。由此可見，兩者。由此可見，兩者區(qū)別區(qū)別： 硅酸鹽水泥硅酸鹽水泥不摻加不摻加

15、混合材料混合材料 普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥摻少量混合材料摻少量混合材料w可見：如果可見：如果適當調(diào)整熟料的礦物組成、石膏量、水泥的細適當調(diào)整熟料的礦物組成、石膏量、水泥的細度，再摻加某些外加劑度，再摻加某些外加劑，水泥具有特殊性質(zhì)或用途時，在，水泥具有特殊性質(zhì)或用途時，在前冠以特殊性質(zhì)和用途：前冠以特殊性質(zhì)和用途： 快硬硅酸鹽水泥快硬硅酸鹽水泥 硅酸鹽大塊水泥硅酸鹽大塊水泥即即調(diào)節(jié)其熟料礦物成分，配比不同石膏量和細度、外加劑，調(diào)節(jié)其熟料礦物成分，配比不同石膏量和細度、外加劑，可得到可得到不同品牌水泥不同品牌水泥。（一）組成：（一）組成：硅酸鹽水泥由熟料和石膏硅酸鹽水泥由熟料和石膏CuSO4

16、2H2O所組成所組成1.熟料（熟料（2類）類） 在水泥熟料中，在水泥熟料中，CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3不是不是以單獨的氧化物存在，而是以一種或三種以上氧以單獨的氧化物存在，而是以一種或三種以上氧化物反應生成多種礦物的集合體組成，它結(jié)晶比化物反應生成多種礦物的集合體組成，它結(jié)晶比較細?。ㄒ话阈∮谳^細?。ㄒ话阈∮?00m），因此，），因此，水泥熟料是水泥熟料是一種多礦物組成的結(jié)晶細小的人造巖石一種多礦物組成的結(jié)晶細小的人造巖石。化學組成化學組成含量（含量（%）平均平均按國標規(guī)定按國標規(guī)定CaO616762SiO2172522Al2O3387.5Fe2O30.562.5MgO0.15.

17、52.55%Na2O+K2O0.10.3SO3133.5%硫酸鹽硫酸鹽少許少許熟料的化學成分熟料的化學成分（因品種原料、工藝不同而異）（因品種原料、工藝不同而異）以上化學成分，煅燒反應生成熟料中主要形成四種礦物為：以上化學成分，煅燒反應生成熟料中主要形成四種礦物為：礦物名稱礦物名稱化學分子式化學分子式簡寫式簡寫式含量含量硅酸三鈣硅酸三鈣3CaOSiO2C3S3760硅酸二鈣硅酸二鈣2CaOSiO2C2S1537鋁酸三鈣鋁酸三鈣3CaOAl2O3C3A715鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣4CaOAl2O3Fe2O3C4AF101875%硅酸鹽礦物硅酸鹽礦物25%稱溶劑礦物稱溶劑礦物知道熟料的成分，就可推出

18、生料的來源知道熟料的成分，就可推出生料的來源。2.生料生料 石灰質(zhì)原料（提供石灰質(zhì)原料（提供CaO ）煅燒前的物料煅燒前的物料 粘土質(zhì)原料（提供粘土質(zhì)原料（提供SiO2，Al2O3， Fe2O3） 鐵礦物原料（補充鐵礦物原料（補充SiO2，Al2O3， Fe2O3的不足）的不足）溶劑礦溶劑礦因為在煅燒至因為在煅燒至12501280時兩者會熔融成時兩者會熔融成液相，促進液相，促進C3S的形成，所以稱為溶劑礦物。的形成，所以稱為溶劑礦物。 （二）硅酸鹽水泥的水化和硬化（二）硅酸鹽水泥的水化和硬化水泥用一定量的水泥用一定量的水調(diào)和水調(diào)和后，使形成能粘住砂石集料的可塑后，使形成能粘住砂石集料的可塑性漿

19、料，然后性漿料，然后逐漸失去可塑性逐漸失去可塑性，變成具有，變成具有強度的石狀體強度的石狀體，與此同時，伴隨著水泥漿體系的與此同時，伴隨著水泥漿體系的放熱，體積變化，機械強放熱，體積變化，機械強度增加度增加等。這說明水泥拌水后產(chǎn)生了等。這說明水泥拌水后產(chǎn)生了復雜的物理、化學和復雜的物理、化學和物理化學的變化，這些物理化學的變化，這些變化決定了水泥的建筑性能，因此，變化決定了水泥的建筑性能，因此，弄清水泥的水化硬化過程對生產(chǎn)水泥及開發(fā)新的產(chǎn)品有著弄清水泥的水化硬化過程對生產(chǎn)水泥及開發(fā)新的產(chǎn)品有著重要意義。重要意義。實踐可知：實踐可知：水泥水泥+水水+集料集料 粘結(jié)砂石等料（可塑性、漿狀）粘結(jié)砂石

20、等料（可塑性、漿狀） 失去可塑性失去可塑性 石狀體石狀體 放熱，放熱，V變化，溫度升高，發(fā)生復雜的物理和化學變化過變化，溫度升高，發(fā)生復雜的物理和化學變化過程。程。在室溫下對水泥中在室溫下對水泥中CaO-SiO2-H2O系統(tǒng)水化研究表明：系統(tǒng)水化研究表明：不同濃度的不同濃度的CaO溶液中，水化硅酸鈣的組成不溶液中，水化硅酸鈣的組成不同，如圖。同，如圖。 當當CaO濃度濃度 220mol/L(0.111.12克克CaO/L)時；這一段曲線平坦，生時；這一段曲線平坦，生成成CaO/SiO2 的比的比0.81.5水化硅酸水化硅酸鈣固相，這一類用（鈣固相，這一類用（0.81.5）CaOSiO2(0.5

21、2.5) H2O表示。表示。 當當CaO濃度濃度 12mol/L時：時： CaO/SiO2 1:固相由固相由水化硅酸鈣水化硅酸鈣和硅酸凝膠和硅酸凝膠組成。組成。 當當CaO 1mol/L時，硅酸鈣分解時，硅酸鈣分解成成Ca(OH)2和硅酸凝膠和硅酸凝膠C3S。C-S-H(I I)C-S-H(IIII)結(jié)論：結(jié)論：水化的結(jié)果與水水化的結(jié)果與水/灰比有密切的關系，水足夠多灰比有密切的關系，水足夠多可使水化硅酸鈣分解成可使水化硅酸鈣分解成Ca(OH)2和硅酸凝膠。和硅酸凝膠。CaO/SiO2水水/灰比增大，灰比增大，CaO/SiO2降低降低水水/灰比降低時，灰比降低時，CaO/SiO2比提高比提高可

22、見，砼中水的配比對工程質(zhì)量有著主要的關系?？梢?，砼中水的配比對工程質(zhì)量有著主要的關系。這類水化硅酸鈣統(tǒng)稱為這類水化硅酸鈣統(tǒng)稱為C-S-H(),當溶液當溶液Ca(OH)2飽飽和時，（即和時，（即CaO1.12克克/L）時，則生成堿性更高的水）時，則生成堿性更高的水化硅酸鈣?；杷徕}。（1.52.0) CaOSiO2 (14) H2O統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為C-S-H(),即當溶液中即當溶液中Ca(OH)2液達到飽和時，固相就由液達到飽和時，固相就由C-S-H()和和Ca(OH)2組成組成。1.熟料礦物的水化熟料礦物的水化 C3S和和C2S的水化的水化（主要成分（主要成分 5%）C3S和和C2S在水泥熟料中占

23、的含量約占在水泥熟料中占的含量約占75%左右，水泥的性左右，水泥的性能很大程度上取決于它的能很大程度上取決于它的水化作用及其生成物的性能水化作用及其生成物的性能。它們與水反應以后都析出它們與水反應以后都析出Ca(OH)2和水化硅酸鈣和水化硅酸鈣，如，如3CaO2SiO23H2O，即水化硅酸鈣中的，即水化硅酸鈣中的CaO/SiO2與漿體的與漿體的水水/灰比及溫度有關。在室溫下，加水后：灰比及溫度有關。在室溫下，加水后：若將平衡溶液濾去，再若將平衡溶液濾去，再加水，則平衡破壞加水，則平衡破壞，使水化生成物，使水化生成物分解。無限加水，水化物最終分解成分解。無限加水，水化物最終分解成Ca(OH)2與

24、與H2SiO3凝膠。凝膠。圖如下：圖如下：22222)(333)3 ( 2OHCaOHSiOCaOOHSiOCaO222222(2) 4323()CaO SiOH OCaOSiOH O Ca OH對對C2S：從而可見，從而可見，C3S與與C2S的水化物的組成的水化物的組成不是確定的，和水灰比、溫度有無異不是確定的，和水灰比、溫度有無異名名之之前與水化條件都有關。常溫下，前與水化條件都有關。常溫下，水灰比（水灰比（W/L)降低時，水化產(chǎn)物的鈣降低時，水化產(chǎn)物的鈣硅比提高（硅比提高（CaO/SiO2）鋁酸三鈣鋁酸三鈣C3A的水化的水化C3A與水反應迅速，與水反應迅速，放熱量最大放熱量最大（相（相對

25、對C3S與與C2S），它的水化產(chǎn)物的組成），它的水化產(chǎn)物的組成與結(jié)構(gòu)受溶液中與結(jié)構(gòu)受溶液中CaOAl2O3的濃度和的濃度和溫度影響，但在一般情況下，溫度影響，但在一般情況下，()液相液相CaO濃度高時濃度高時，生成，生成CaO+Al2O3+4CaOAl2O319H2O+Ca(OH)2()中等時中等時，生成，生成4CaOAl2O319H2O+2CaOAl2O38H2O()液化氧化鈣濃度低液化氧化鈣濃度低時時(0.250.75克克/升升)，完全分解生成，完全分解生成3Ca(OH)2+Al2O33H2O結(jié)論：隨著結(jié)論：隨著CaO減少，減少， C3A分解成分解成Ca(OH)2+Al2O3穩(wěn)定固相。穩(wěn)定

26、固相。鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣C4AF的水化的水化是是C2F-C8A3F，水泥熟料中的鐵鋁酸鈣實際上是介于，水泥熟料中的鐵鋁酸鈣實際上是介于C2FC8A3F之間的系列固體，常用近似組成之間的系列固體，常用近似組成C4AF表示，它的水化不僅受到表示，它的水化不僅受到外界條件（溫度，鈣，外界條件（溫度，鈣，CaO濃度），而且和礦物中濃度），而且和礦物中Al2O3/Fe2O3比比例有關：例有關：Al2O3比例增大，水化速度增大；比例增大，水化速度增大；Fe2O3含量增加，水化含量增加，水化減慢。減慢。23223223636()CaO Al OH OCaO Al OH OCa OH 不穩(wěn)定水化反應：水化反

27、應：同樣當用大量水調(diào)和同樣當用大量水調(diào)和C4AF并不斷稀釋時，它也完全分解為并不斷稀釋時，它也完全分解為Ca(OH)2，Al2O3和和Fe2O3各組分與水化反應的速度順序：各組分與水化反應的速度順序： C3A C4AF C3S C2S2.硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化是指由熟料和適量的（是指由熟料和適量的（CaSO42H2O）石膏共同粉磨而成，）石膏共同粉磨而成，當水泥調(diào)水后，發(fā)生一系列復雜的化學、物理化學變化過當水泥調(diào)水后，發(fā)生一系列復雜的化學、物理化學變化過程，如下描述：程，如下描述：232322322324736CaO Al O FeOHOCaO Al

28、OHO CaO FeO HO反應速度反應速度C3A C4AFC3S C2S+ CaSO42H2O+H2O水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物反應極快反應極快棱棱柱柱狀結(jié)晶：三硫型水化硫鋁酸鈣狀結(jié)晶：三硫型水化硫鋁酸鈣六方法狀結(jié)晶六方法狀結(jié)晶3CaOAl2O33CaSO431H2O單硫型水化硫鋁酸鈣單硫型水化硫鋁酸鈣3CaOAl2O3CaSO418H2O快：水合鋁快：水合鋁(鐵鐵)酸鈣及其固溶物酸鈣及其固溶物C4AFH19鋁鋁(鐵鐵)酸四鈣酸四鈣C3AH6C3FH6較快較快纖維狀晶體纖維狀晶體(水化硅酸鈣水化硅酸鈣)六方板狀晶體：六方板狀晶體：Ca(OH)2C-S-H():(1.52.0)CaOSiO2 (14)H

29、2O CaO/SiO2比較高比較高C-S-H():(0.81.5) CaOSiO2 (0.52.5) H2O CaO/SiO2比較低比較低水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣及氫氧化鈣為晶體。水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣及氫氧化鈣為晶體。水化硅酸鈣主凝膠。水化硅酸鈣主凝膠。水化膜水化膜結(jié)論：結(jié)論：a.對水泥來說：對水泥來說：C-S-H() (即水化硅酸鈣占絕大多數(shù)即水化硅酸鈣占絕大多數(shù))b.水化速度中：水化速度中： 3CaOAl2O33CaSO43031H2O.三硫型水三硫型水化硫酸鈣的多少決定水化的速度反應過程?；蛩徕}的多少決定水化的速度反應過程。水泥水化凝結(jié)時間的調(diào)節(jié)水泥水化凝結(jié)時間的調(diào)節(jié)從以上所講的水

30、化速度看，水泥水化凝結(jié)時間從以上所講的水化速度看，水泥水化凝結(jié)時間C3A和和C3S最最大。大。因因C3A的水化速度最快，調(diào)節(jié)方法有兩種：的水化速度最快，調(diào)節(jié)方法有兩種：CaSO42H2O調(diào)調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)節(jié)和溫度調(diào)節(jié)。A.石膏調(diào)節(jié)石膏調(diào)節(jié)最快，因此人們?yōu)榱苏{(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間，一般用摻入適最快，因此人們?yōu)榱苏{(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間，一般用摻入適量石膏量石膏CaSO42H2O的方法加以控制。的方法加以控制。w石膏的緩凝機理：石膏的緩凝機理：水化硫鋁酸鈣是溶解度極低的穩(wěn)定的棱柱狀的小晶體長在水水化硫鋁酸鈣是溶解度極低的穩(wěn)定的棱柱狀的小晶體長在水泥的顆粒表面上，成為一層薄膜，封閉了水泥組分的表面，泥的顆粒表面

31、上，成為一層薄膜，封閉了水泥組分的表面，從而阻滯了水分子的顆粒內(nèi)部擴散，延緩了從而阻滯了水分子的顆粒內(nèi)部擴散，延緩了C3A餓繼續(xù)水化，餓繼續(xù)水化，使水泥不能快凝，以后隨薄膜的破裂顆粒繼續(xù)水化，延長了使水泥不能快凝，以后隨薄膜的破裂顆粒繼續(xù)水化，延長了凝結(jié)時間。凝結(jié)時間。 只要保持適當只要保持適當溫度和濕度溫度和濕度，這種緩慢增長的凝結(jié)可以延緩，這種緩慢增長的凝結(jié)可以延緩很很長長的時間（的時間（B.溫度調(diào)節(jié)溫度調(diào)節(jié)）。）。 當溫度當溫度5凝結(jié)緩慢，強度增大緩慢凝結(jié)緩慢，強度增大緩慢 當溫度當溫度 0 ，水化停止，水化停止因此，在冬季施工時要采取一定的因此，在冬季施工時要采取一定的保溫措施保溫措施

32、，一般，一般5不得不得澆灌砼。澆灌砼。3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O= 3CaOAl2O33CaSO431H2O水化熱水化熱水泥水化作用時放出的熱量稱為水泥水化作用時放出的熱量稱為水化熱水化熱。熟料礦物組成中，。熟料礦物組成中，水化作用時放出水化熱的水化作用時放出水化熱的順序順序： C3A C3S C4AF C2S水化熱還與水泥細度，摻入混合材料數(shù)量比及外加劑品種數(shù)水化熱還與水泥細度，摻入混合材料數(shù)量比及外加劑品種數(shù)量有關。量有關。一般情況：一般情況：A. 組成：如組成：如C3A多，熱多。多，熱多。B. 水泥標號越高，細度越大，水化熱大，放熱量越集中，水化水泥

33、標號越高，細度越大，水化熱大，放熱量越集中，水化熱大部分在水化初期熱大部分在水化初期3天內(nèi)放出，以后逐漸減小。天內(nèi)放出，以后逐漸減小。C. 混合材料混合材料D. 外加劑外加劑利弊：利弊：a.a.對大體積砼工程：由于水化熱的積累，不易散發(fā)，對大體積砼工程：由于水化熱的積累，不易散發(fā)，引起內(nèi)外溫差，產(chǎn)生應力，使砼開裂，所以應用低引起內(nèi)外溫差，產(chǎn)生應力，使砼開裂，所以應用低熱水泥或采取降溫措施。熱水泥或采取降溫措施。b.b.對冬季施工：水化熱有好處。例如三峽工程，采用對冬季施工：水化熱有好處。例如三峽工程，采用大壩水泥大壩水泥( (低熱低熱) )。施工質(zhì)量與水施工質(zhì)量與水/ /灰比有關，還有灰比有關

34、，還有水化熱產(chǎn)生的應力影響水化熱產(chǎn)生的應力影響。3.水泥的凝結(jié)和硬化理論水泥的凝結(jié)和硬化理論水泥調(diào)水后，發(fā)生一系列物理，化學和物理化學過水泥調(diào)水后，發(fā)生一系列物理，化學和物理化學過程，對這一過程反應進行的方式和理論長期有著學程，對這一過程反應進行的方式和理論長期有著學術上的術上的爭論爭論。a.溶解溶解-沉淀反應沉淀反應即：認為水泥的水化反應和普通化學反應一樣，是即：認為水泥的水化反應和普通化學反應一樣，是通過液相進行的，還認為反應物的溶解度生成物的通過液相進行的，還認為反應物的溶解度生成物的溶解度溶解度。當水泥礦物與水接觸時，首先是無水礦物。當水泥礦物與水接觸時，首先是無水礦物溶解于水中，與水

35、化合為水化物，由于水化物的溶溶解于水中，與水化合為水化物，由于水化物的溶解度小，飽和結(jié)晶出再溶解，反應成水化物，再飽解度小，飽和結(jié)晶出再溶解，反應成水化物，再飽和，直到全部完成整個過程。和，直到全部完成整個過程。b.b.原地化學反應過程原地化學反應過程把水泥水化反應看作是固相反應的一種類型，與上把水泥水化反應看作是固相反應的一種類型，與上主要區(qū)別是，認為水泥的水化反應不需要經(jīng)過礦物主要區(qū)別是，認為水泥的水化反應不需要經(jīng)過礦物的溶解于水的過程，而可以的溶解于水的過程，而可以直接以固相與水反應生直接以固相與水反應生成水化物。成水化物。c.c.近代假說近代假說水泥水化產(chǎn)物一般可分為：水泥水化產(chǎn)物一般

36、可分為：不超出原水泥顆粒體積不超出原水泥顆粒體積的內(nèi)部水化產(chǎn)物和在水泥顆粒之間的外部水化產(chǎn)物。的內(nèi)部水化產(chǎn)物和在水泥顆粒之間的外部水化產(chǎn)物。前者是原地反應，即固相水化為主。后者是溶解沉前者是原地反應，即固相水化為主。后者是溶解沉淀的方式，即液相水化為主，淀的方式，即液相水化為主，盡管在微觀上有各種盡管在微觀上有各種過程，但宏觀上的過程是水化過程，但宏觀上的過程是水化- -凝結(jié)凝結(jié)- -硬化硬化。水泥+水凝結(jié)與硬化過程：凝結(jié)與硬化過程：水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物變稠變稠水化水化反應快反應快凝結(jié)凝結(jié)形成疏松晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成疏松晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)反應慢反應慢初凝初凝建立緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)建立緊密網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有一定的強度具有

37、一定的強度終凝終凝強度增加強度增加堅硬人造石堅硬人造石由此可見：由此可見： 水泥水化與凝結(jié)和硬化是一個連續(xù)的過程，水化是前提，水泥水化與凝結(jié)和硬化是一個連續(xù)的過程，水化是前提，硬化是水化的結(jié)果硬化是水化的結(jié)果，硬化則表示，水泥固化后所建立的，硬化則表示，水泥固化后所建立的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是具有一定的機械強度的人造石。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是具有一定的機械強度的人造石。（例如，（例如，人造大理石，是水泥的杰作人造大理石，是水泥的杰作）。）。（三）硅酸鹽水泥的主要性能指標（三）硅酸鹽水泥的主要性能指標包括：密度與容重；細度；體積安定性；凝結(jié)速度；強度；包括：密度與容重；細度；體積安定性；凝結(jié)速度；強度；泌水性與保水性。

38、泌水性與保水性。密度與容重密度與容重不同的工程要求密度不同，如堵油井，防護原子能輻射，要不同的工程要求密度不同，如堵油井，防護原子能輻射，要求大，保濕要求小，密度求大，保濕要求小，密度3.13.2g/cm3，通常采用，通常采用3.1，取決于熟料的組成及儲存時間。取決于熟料的組成及儲存時間。 C3S 3.15 C2S 3.28 長，密度長，密度 C3A 3.04 水化，礦物變小并含水水化，礦物變小并含水 C4F 3.77容重：容重：10001600kg/m3，通常取，通常取1300kg/m3細度細度表示水泥顆粒的粗細程度，表示水泥顆粒的粗細程度，用篩余百分數(shù)表示用篩余百分數(shù)表示，規(guī)定用，規(guī)定用0

39、.08mm方孔篩，篩重方孔篩，篩重12%。許多學者許多學者研究結(jié)果研究結(jié)果：越細，水化速度越快，早期強度越高越細，水化速度越快，早期強度越高。為提高早期強度下的重要作用，但并不意味著越細越好，因為提高早期強度下的重要作用，但并不意味著越細越好，因耗能多，成本高，硬化后體積收縮大，熱傳導率低。耗能多，成本高，硬化后體積收縮大，熱傳導率低。體積安定性（水泥是否開裂的性能）體積安定性（水泥是否開裂的性能）指水泥調(diào)水硬化后，由于熟料中含有過多的游離指水泥調(diào)水硬化后，由于熟料中含有過多的游離CaO或或MgO，或由于摻入過量石膏而產(chǎn)生劇烈的不均勻的體積變化，引起或由于摻入過量石膏而產(chǎn)生劇烈的不均勻的體積變

40、化，引起開裂，所以水泥熟料中開裂，所以水泥熟料中MgO5%，SO3 3.5%。凝結(jié)速度凝結(jié)速度水泥漿開始結(jié)硬的時間，即：水泥凝結(jié)時間，長了，養(yǎng)水泥漿開始結(jié)硬的時間，即：水泥凝結(jié)時間，長了，養(yǎng)護時間太長；短了，來不及施工。護時間太長；短了，來不及施工。分：初凝：分：初凝： 45min 終凝：終凝： 12h，一般，一般58h標準稠度用水量標準稠度用水量在檢驗水泥的凝結(jié)時間和安定性時易漿水泥加水調(diào)成漿，在檢驗水泥的凝結(jié)時間和安定性時易漿水泥加水調(diào)成漿，而加水的多少對檢驗結(jié)果影響很大，即水化產(chǎn)物不同，而加水的多少對檢驗結(jié)果影響很大，即水化產(chǎn)物不同，為了具有準確的可化性，國家標準規(guī)定用標準稠度。為了具有

41、準確的可化性，國家標準規(guī)定用標準稠度?！八鄡魸{水泥凈漿”在水泥凈漿達到標準稠度時所需要的拌和在水泥凈漿達到標準稠度時所需要的拌和用水量，稱為用水量，稱為標準稠度用水量標準稠度用水量。（。（用占水泥質(zhì)量的百分用占水泥質(zhì)量的百分率表示）率表示）。強度強度是指對比水泥質(zhì)量的優(yōu)勢的主要指標，是確定水泥稱號的主是指對比水泥質(zhì)量的優(yōu)勢的主要指標，是確定水泥稱號的主要依據(jù)。要依據(jù)。影響因素：影響因素：熟料的礦物組成；石膏摻入量；細度；熟料的礦物組成；石膏摻入量；細度； 試體的養(yǎng)護條件，時間試體的養(yǎng)護條件，時間：28天以前為早期強度天以前為早期強度 28天后為后期強度天后為后期強度抗壓強度的測定：抗壓強度的

42、測定：1 1份質(zhì)量水泥份質(zhì)量水泥2.52.5份質(zhì)量標準砂份質(zhì)量標準砂規(guī)定的用水量規(guī)定的用水量規(guī)定的方法規(guī)定的方法試樣試樣4416cm在微粒條件下在微粒條件下養(yǎng)護（養(yǎng)護（3 3，7 7，2828天）天）測其強度測其強度試驗溫度試驗溫度1725，相對溫度，相對溫度50%養(yǎng)護箱溫度養(yǎng)護箱溫度203 ，相對溫度，相對溫度 90%養(yǎng)護水溫度養(yǎng)護水溫度202 23a2fPLRbh（ MP ）抗折強度：抗折強度：抗壓強度：抗壓強度：P-破壞荷載破壞荷載A-受壓石積受壓石積1kgf/cm2=0.0981MPacaPRA（ M P）根據(jù)所測強度值：根據(jù)所測強度值：28天抗壓強度天抗壓強度28天抗折強度（不小于某

43、數(shù)）天抗折強度（不小于某數(shù)）均合格的情況下，均合格的情況下，按原單位按原單位kgf/cm2抗壓強度抗壓強度數(shù)字為四個標號：數(shù)字為四個標號：425，525，625，725水泥。水泥。泌水性與保濕性泌水性與保濕性泌水性泌水性-是指混凝土組分離析現(xiàn)象，不會離析出水是指混凝土組分離析現(xiàn)象，不會離析出水/灰比大的泥漿，硬化后強度低?；冶却蟮哪酀{，硬化后強度低。保濕性保濕性與泌水性不完全相同的特性。指在砂漿建與泌水性不完全相同的特性。指在砂漿建筑時，水分能接觸的磚塊，被吸取水分的性能。筑時，水分能接觸的磚塊，被吸取水分的性能。 若吸收快：降低了砂漿的塑性和粘結(jié)性，粘結(jié)強若吸收快：降低了砂漿的塑性和粘結(jié)性，

44、粘結(jié)強度度, 施工困難。施工困難。 若吸收慢：就會產(chǎn)生擠漿現(xiàn)象。若吸收慢：就會產(chǎn)生擠漿現(xiàn)象。普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥前以敘述，這些煤灰硅酸鹽水泥前以敘述，這些普通硅酸鹽水泥是加入了總普通硅酸鹽水泥是加入了總量量 15%的混合材料。若的混合材料。若15%時，冠以礦渣、火山灰硅酸時，冠以礦渣、火山灰硅酸鹽水泥。鹽水泥。問題：問題：適量加入混合材料的目的是什么適量加入混合材料的目的是什么？（？（3個）個）增加品種、改善性能；調(diào)節(jié)標號；提高質(zhì)量、降低成本增加品種、改善性能；調(diào)節(jié)標號；提高質(zhì)量、降低成本?；旌喜?/p>

45、料粉煤灰是何種物質(zhì)？混合材料粉煤灰是何種物質(zhì)？活性混合材料和非活性混合材料活性混合材料和非活性混合材料?；钚曰旌喜牧匣钚曰旌喜牧夏芘c水泥水化產(chǎn)物能與水泥水化產(chǎn)物Ca(OH)2起化學反應生成水硬起化學反應生成水硬性膠凝材料，凝結(jié)硬化后具有強度，并且改善普通硅酸鹽水泥某性膠凝材料，凝結(jié)硬化后具有強度，并且改善普通硅酸鹽水泥某些性質(zhì)的混合材料。些性質(zhì)的混合材料。主要包括：主要包括：a. ?；郀t礦渣（粒化高爐礦渣（Al2O3,SiO2）；）；b. 火山灰混合材料火山灰混合材料硅藻土（含水硅藻土（含水SiO2），凝灰石，浮石，燒粘土，），凝灰石，浮石，燒粘土，煅燒煤矸石，煤渣等；煅燒煤矸石，煤渣等；c

46、. 粉煤灰粉煤灰發(fā)電廠燃燒煤粉的鍋爐所排除的細粉煤粉渣（當然放射發(fā)電廠燃燒煤粉的鍋爐所排除的細粉煤粉渣（當然放射性元素不能超標），如青山電廠性元素不能超標），如青山電廠。非活性材料非活性材料-不與水泥起化學反應或很少反應的混合材料，屬填不與水泥起化學反應或很少反應的混合材料，屬填充材料。充材料。主要包括：主要包括：磨細的石英砂、石灰石、粘土磨細的石英砂、石灰石、粘土等。等。(石英砂改變密度石英砂改變密度)窯灰窯灰-介于活性和非活性之間的材料，四轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的介于活性和非活性之間的材料，四轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵。粉塵。1.1.普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽熟料、少量混合材料，加入

47、適量石膏，磨細制成凡由硅酸鹽熟料、少量混合材料，加入適量石膏，磨細制成的水硬性膠凝材料稱為的水硬性膠凝材料稱為普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥摻加量：摻活性材料摻加量：摻活性材料15% 摻非活性材料摻非活性材料10%目的調(diào)節(jié)標號目的調(diào)節(jié)標號。標號分為：。標號分為：275，325，425，525，625，725，6個標號。一般用工業(yè)和民用建筑。個標號。一般用工業(yè)和民用建筑。2.2.礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥凡是由硅酸鹽水泥熟料和粘化高爐礦渣，加入少量石膏，磨凡是由硅酸鹽水泥熟料和粘化高爐礦渣，加入少量石膏，磨細制成水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥。細制成水硬性膠凝材料稱為礦渣硅酸鹽水泥。粒化高爐礦

48、渣?；郀t礦渣 煉鐵時，除了鐵礦石和焦巖之外，為了降低冶煉溫度，還煉鐵時，除了鐵礦石和焦巖之外，為了降低冶煉溫度，還要加入相當數(shù)量的石灰石和白云石作為熔劑，他們在高溫要加入相當數(shù)量的石灰石和白云石作為熔劑，他們在高溫下分解所得的下分解所得的CaO和和MgO與鐵礦石中的廢石和焦炭的灰分與鐵礦石中的廢石和焦炭的灰分熔化，生成主要是硅酸鈣和鋁硅酸鈣（鎂）的液渣，比鐵熔化，生成主要是硅酸鈣和鋁硅酸鈣（鎂）的液渣，比鐵水輕，而浮在上面，定期從排渣口排出后，經(jīng)水輕，而浮在上面，定期從排渣口排出后，經(jīng)急冷處理使急冷處理使成粒狀顆粒成粒狀顆粒，就是，就是?；郀t礦渣?；郀t礦渣?；瘜W成分：化學成分：SiO2A

49、l2O3FeOCaOMgOMnOS26427200.2138484130.1112對水泥質(zhì)量的影響：對水泥質(zhì)量的影響：礦渣中礦渣中Al2O3和和CaO含量愈高，而含量愈高，而SiO2含量愈低，則活性愈大，亦制造水泥強度效果愈好。含量愈低，則活性愈大，亦制造水泥強度效果愈好。摻加量：摻加量：2070%（按質(zhì)量）（大于（按質(zhì)量）（大于15%）標號：標號：225，275，325，425，525，5個標號。不可能高標號。個標號。不可能高標號。礦渣水泥的性能和應用礦渣水泥的性能和應用.性能：性能： a. 顏色比硅酸鹽水泥淡，顏色比硅酸鹽水泥淡，密度小密度小2.83.0g/cm3。由于水泥中熟。由于水泥中

50、熟料少，礦渣輕，水泥硬化過程較慢，水化熱比一般水泥小的料少，礦渣輕，水泥硬化過程較慢，水化熱比一般水泥小的多。多。b. 與鋼筋粘結(jié)力好與鋼筋粘結(jié)力好，能保護鋼筋不致銹蝕和氧化。，能保護鋼筋不致銹蝕和氧化。c. 耐熱性能良好耐熱性能良好（用于冶金作業(yè)）；（用于冶金作業(yè)）；d. 具有較好的具有較好的化學穩(wěn)定性化學穩(wěn)定性，抗淡水浸淋，對硫酸鹽溶液，氯鹽溶液，抗淡水浸淋，對硫酸鹽溶液，氯鹽溶液等的抵抗能力比普通水泥好；等的抵抗能力比普通水泥好；e. 抗大氣穩(wěn)定性和抗凍性差抗大氣穩(wěn)定性和抗凍性差，干燥和干濕交替對強度不利；，干燥和干濕交替對強度不利；f. 早期強度（早期強度（35天）差天）差，因此要求較

51、好的養(yǎng)護。，因此要求較好的養(yǎng)護。. 應用應用a. 地下及地下建筑物地下及地下建筑物，要注意養(yǎng)護，低于，要注意養(yǎng)護，低于5施工時不宜采用，因溫施工時不宜采用，因溫度發(fā)展緩慢，如不加熱或保溫，強度就會受影響。度發(fā)展緩慢，如不加熱或保溫，強度就會受影響。 b. 由于抗蝕性好，用于地下或水中，港口工程（由于抗蝕性好，用于地下或水中，港口工程（抗海水的侵蝕能力抗海水的侵蝕能力好好）；由于水勢低，用于大體積工程）；由于水勢低，用于大體積工程(大壩，隧道，貨場等大壩，隧道，貨場等）；）；c. 由于耐熱性好，適用于高溫車間的建筑，如：由于耐熱性好，適用于高溫車間的建筑，如：焦爐基礎，煉鐵，焦爐基礎，煉鐵，軋鋼

52、等。軋鋼等。3.3.火山硅酸鹽水泥火山硅酸鹽水泥凡是硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料，加入適量石膏磨凡是硅酸鹽水泥熟料和火山灰質(zhì)混合材料，加入適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，簡稱細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?；鹕交宜??；鹕交屹|(zhì)混合材料火山灰質(zhì)混合材料根據(jù)混合材料的成因：天然火山灰質(zhì)混合材料；人工火山灰根據(jù)混合材料的成因：天然火山灰質(zhì)混合材料；人工火山灰質(zhì)混合材料。質(zhì)混合材料。a.天然火山灰質(zhì)混合材料天然火山灰質(zhì)混合材料火山生成火山生成火山灰火山灰：噴出直徑小于：噴出直徑小于2mm的巖漿細粒，沉積在地下或水中。的巖漿細粒，沉積在地下或

53、水中。凝灰?guī)r凝灰?guī)r：由火山灰經(jīng)壓實作用，稱為巖漿狀態(tài)；：由火山灰經(jīng)壓實作用，稱為巖漿狀態(tài)；浮浮 石石： 噴出的巖漿，在冷卻過程中，排出大量氣體成為多孔的噴出的巖漿，在冷卻過程中，排出大量氣體成為多孔的 海綿狀態(tài)，輕質(zhì)能浮于水的巖石。海綿狀態(tài)，輕質(zhì)能浮于水的巖石。以上化學組成相似，都含有大量酸性氧化物以上化學組成相似，都含有大量酸性氧化物（SiO2+Al2O3)，占占7585%,并含有少量的并含有少量的Fe2O3,CaO,MgO,化學潛能大，活性較好化學潛能大，活性較好。硅藻土硅藻土：由極細微硅藻介殼聚積沉積而成；：由極細微硅藻介殼聚積沉積而成；硅藻石硅藻石：本由硅藻介殼沉積而成，而是大部：本由

54、硅藻介殼沉積而成，而是大部 分由極細微的分由極細微的 圖形顆粒組成，外觀與硅藻土相近，幾乎全部是幾圖形顆粒組成，外觀與硅藻土相近，幾乎全部是幾 千分之一千分之一mm的蛋白石微粒，其中介殼數(shù)量極少；的蛋白石微粒，其中介殼數(shù)量極少；蛋白石蛋白石：是天然的含水無定性：是天然的含水無定性SiO2致密塊狀凝膠體。致密塊狀凝膠體。沉積生成沉積生成（大部分是由介殼）沉積生成的含有硅酸巖所組成。大部分是由介殼）沉積生成的含有硅酸巖所組成。它的主要活性物質(zhì)是無定性氧化硅。它的主要活性物質(zhì)是無定性氧化硅。a.天然火山灰質(zhì)混合材料天然火山灰質(zhì)混合材料b. 人工火山灰質(zhì)材料人工火山灰質(zhì)材料 燒粘土：粘土或粘土質(zhì)巖經(jīng)人

55、工煅燒后的產(chǎn)物；燒粘土：粘土或粘土質(zhì)巖經(jīng)人工煅燒后的產(chǎn)物； 煤灰及煤渣：電廠沸騰爐排出或粉塵和爐渣；煤灰及煤渣：電廠沸騰爐排出或粉塵和爐渣； 油質(zhì)油質(zhì) 巖巖 灰：油田質(zhì)巖經(jīng)自然或人工煅燒后的產(chǎn)物；灰：油田質(zhì)巖經(jīng)自然或人工煅燒后的產(chǎn)物； 煅燒煤矸石；煅燒煤矸石；c. 摻入量：摻入量：2050%（按質(zhì)量）；按質(zhì)量）；d. 標號：標號：225，275，325，425，525等等5個標號。個標號。 火山灰質(zhì)水泥的性能和應用火山灰質(zhì)水泥的性能和應用性能性能a. 密度：小于密度：小于2.72.9g/cm3；水泥硬化過程比較慢，水化熱較；水泥硬化過程比較慢，水化熱較??；??；b. 對養(yǎng)護溫度：低溫時凝結(jié)硬化顯

56、著變慢。對養(yǎng)護溫度：低溫時凝結(jié)硬化顯著變慢。w干燥時干燥時，水化反應慢或停止，體積收縮大，產(chǎn)生內(nèi)應力，出，水化反應慢或停止，體積收縮大，產(chǎn)生內(nèi)應力，出 現(xiàn)裂縫；現(xiàn)裂縫；w潮濕時潮濕時，強度發(fā)展明顯。（一般硬化后加水養(yǎng)護）。因混合，強度發(fā)展明顯。（一般硬化后加水養(yǎng)護）。因混合材料是和材料是和 Ca(OH)2形成硅酸鈣凝膠結(jié)構(gòu)漸趨改變所致。形成硅酸鈣凝膠結(jié)構(gòu)漸趨改變所致。 應用應用在解決養(yǎng)護的條件下，用作普通建筑和構(gòu)筑物。在解決養(yǎng)護的條件下，用作普通建筑和構(gòu)筑物。4.4.粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰硅酸鹽水泥 粉煤灰混合材料粉煤灰混合材料是大的發(fā)電廠煤粉鍋爐排出的灰渣，是大的發(fā)電廠煤粉鍋爐排出的灰渣，面

57、廣量大面廣量大，（是幾年前，（是幾年前難解決的廢渣污染），即可以解決電廠垃圾，又保護了環(huán)境。難解決的廢渣污染），即可以解決電廠垃圾，又保護了環(huán)境。主要化學成分亦是主要化學成分亦是SiO2和和Al2O3： SiO2占總量的占總量的3555%， Al2O3占占1540%。 Al2O3相對少具有一定的化學潛能，作為水泥的活性混合材相對少具有一定的化學潛能，作為水泥的活性混合材料，摻入量（不能太大）：料，摻入量（不能太大）：2040%。w標號：同火山灰水泥。標號：同火山灰水泥。 性能和應用性能和應用性能性能： 同火山灰水泥同火山灰水泥a.早期溫度不高，后期溫度增長率較大，水化熱低，密實性好。早期溫度不

58、高，后期溫度增長率較大，水化熱低，密實性好。b.抗硫酸鹽性很好；抗硫酸鹽性很好；c.和易性和抗裂性較好。（干縮率較小）和易性和抗裂性較好。（干縮率較?。?應用應用主要應用與工業(yè)民用建筑上，尤其是大體積的水工砼上。主要應用與工業(yè)民用建筑上，尤其是大體積的水工砼上。1. 1. 白色水泥（白色硅酸鹽水泥）白色水泥（白色硅酸鹽水泥）以精選的純質(zhì)石灰石和白色粘土為原料，磨細時采用硬質(zhì)以精選的純質(zhì)石灰石和白色粘土為原料，磨細時采用硬質(zhì)石板和石球代替球磨機和鋼球，避免了鐵及有色氧化物的石板和石球代替球磨機和鋼球，避免了鐵及有色氧化物的沾浮，染料也采用無灰分的氣體或液體染料，這樣得到的沾浮，染料也采用無灰分的

59、氣體或液體染料，這樣得到的熟料鐵質(zhì)含量少，再加入石膏磨細制成的熟料鐵質(zhì)含量少，再加入石膏磨細制成的色澤皓白的水泥色澤皓白的水泥 性能性能：同硅酸鹽水泥：同硅酸鹽水泥 標號：標號：325，425 兩個標號兩個標號 按白度分為：一，二，三，四級，一級最白；按白度分為：一，二，三，四級，一級最白； 白水泥白水泥+耐堿的礦物顏料耐堿的礦物顏料 彩色水泥彩色水泥 用途用途建筑裝飾；建筑裝飾；制造各種彩色或白色砼（即水磨石，人造大理石）。制造各種彩色或白色砼（即水磨石，人造大理石）。2.2.快硬水泥（快硬水泥（5 5種）種） 快凝快硬水泥和快硬早強性能的水泥?？炷煊菜嗪涂煊苍鐝娦阅艿乃唷?快硬硅酸鹽

60、水泥（快硬水泥）快硬硅酸鹽水泥（快硬水泥）熟料中硬化最快的礦物成分是熟料中硬化最快的礦物成分是C3A，C3S,硬化較快，并且硬化較快，并且C3S強度的絕對值最大，同時當強度的絕對值最大，同時當C3S中摻入適量的中摻入適量的C3A時，時，強度更高，因此快硬水泥中要提高強度更高，因此快硬水泥中要提高C3A和和C3S含量與一般水含量與一般水泥相比較。泥相比較。C3A：C3S含量含量石膏石膏細細 度度快快 硬硬6065% 8% 10%一一 般般52%23% 12%標號以標號以3 3天的強度分為天的強度分為325325，375375，425425三個標號。（一般是三個標號。（一般是2828天）天）應用：