材料——水泥

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1、第二章水泥第一节硅酸盐水泥在中国硅酸盐辞典中,将水泥的概念定义为:凡以适当的生料,烧至部分熔融,所得以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料,加入适量的石膏磨细制得的水硬性胶凝材料,称之为硅酸盐水泥。水硬性:粉末状水泥与水泥混合后,经过一系列复杂的物理化学反应,可由可塑性浆体变成坚硬的石状体,将散粒材料胶结成整体,这一过程是水化在水环境下完成的,同时可以在水中更好的保持石状体的概念。所以,水泥是一种水硬性胶凝材料。胶凝材料的发展史大致可分为三个历史时期①石膏——石灰时期:公元前2000—3000年,利用生石灰和锻烧石膏的砂浆,——埃及金字塔和中国的万里长城。②石灰——火山灰

2、时期:公元初—18世纪,石灰中加入火山灰,其强度与抗水性都比石灰—石膏有所提高,——古罗马圣庙建筑。③水泥时期:以前的①、②都是气硬性胶凝材料,而1796年,利用天然水泥岩(含粘土成分的石灰石)制造的“罗马水泥”,开始有水硬性胶凝材料,而水泥岩分布不广。所以,1824年英国泥瓦工Jose-ph·Aspdin发明泥特兰水泥,也即硅酸盐水泥,而1838年约翰逊首先将水泥的锻烧的关键:适当的配料和温度加以明确。1890年唐山水泥厂是第一个在中国建成的水泥厂。硅酸盐水泥:Ⅰ型硅酸盐水泥,代号P.Ⅰ。Ⅱ型硅酸盐水泥,代号P.Ⅱ。普通硅酸盐水泥:简称普通水泥,代号P.O。矿

3、渣硅酸盐水泥:简称矿渣水泥,代号P.S。火山灰质硅酸盐水泥:简称火山灰水泥,代号P.P。粉煤灰硅酸盐水泥:简称粉煤灰水泥,代号P.F。复合硅酸盐水泥:复合水泥,代号P.C。还有其他水泥:如快硬水泥、油井水泥、彩色水泥等普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥统称掺混合材料的硅酸盐水泥水泥的分类——六大通用水泥(1)生料的配制与粉磨(2)硅酸盐水泥的煅烧(3)水泥熟料的粉磨一、硅酸盐水泥的生产——(两磨一烧)二、硅酸盐水泥熟料矿物组分矿物名称化学成分缩写符号含量硅酸三钙3CaO·SiO2C3S44%~62%硅酸二钙2Ca

4、O·SiO2C2S18%~30%铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A5%~12%铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10%~18%其中,硅酸三钙和硅酸二钙为强度组分,铝酸三钙和铁铝酸四钙为熔剂组分。其他还有少部分f-CaO、f-MgO及玻璃体等三、硅酸盐水泥熟料率值和矿物组成计算(一)熟料的各率值——各氧化物之间的比例。1.硅率;2.铝率(铁率)3.石灰饱和系数;4.碱度(二)水泥熟料中矿物组成根据熟料中的化学成分含量,计算硅率、铝率、碱度和石灰饱和系数,可以计算出任何水泥熟料中C2S、C3S、C3A和C4AF的含量:C3S=3.8SiO2(N-2)

5、=3.8SiO2(3KH-2)C2S=2.87SiO2(3-N)=8.61SiO2(1-KH)一般,P=0.9~1.7,所以C4AF=3.04Fe2O3C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)CaSO4=1.70SO3四、硅酸盐水泥的主要技术性能1.密度:一般在3.05~3.2间,其测试注意介质。与密度有关的因素:①ρc3S=3.25,ρc2S=3.28,ρc3A=3.04,ρC4M=3.71存放时间越长,密度下降,这是因为水泥中的f-CaO(ρ=3.34)吸水及吸收CO2,变成Ca(OA)2甚至CaCO3(ρ=2.23,ρ=2.7)水泥欠烧比重小,过

6、烧比重大表现密度:1300左右,粉磨越细,表观密度越小。2.细度(分散度)水泥的细度是表示水泥磨细的程度或分泥分散度的指标。水泥细度的测试有两种方法:①筛分法(水筛法或干筛法),我国多用0.080(80nm)的方孔筛进行水筛或干筛,以其筛余百分数表征细度,一般筛余量<12%。②比表面积法:测试单位每克的水泥粉的总外表面积,一般没动在2500~3500cm2/g之间。硅酸盐水泥多用比表面积法。水泥细度对水泥性能影响很大。(在一般情况下)①水泥细度越大,强度越高,但太细时早期强度增长虽快,但后期可能要下降,且对耐久性不利,分析——a、水化速度加快。b、水化范围变大。

7、②需水性影响。③收缩影响。④经济性分析。3.需水量:将水泥与水拌成标准稠度状态下的加水量为水泥的标准稠度需水量。(水泥重量百分数)P.O水泥一般在25~28%之间。影响因素:①细度;②矿物组分:C3A>C3S>C4AF>C2S4.泌水性与保水性在拌制水泥浆以及砂浆、砼时,为保证必要的和易性,往往加入比标准稠度用水量多的水。但是,水泥由于自重的原因,有可能下沉,而余水则向上移动被析出,从而使浆体分层,从而影响强度及耐久性等。(这一现象即称为泌水性)与之有关的是保水性:此时余水不会析出,但当在真空抽吸时能析出,这种现象称为保水性。减少泌水性的措施:①增加水泥细度。②

8、增加C3A含量。③掺入混

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