建筑材料06 第四章 02

第四章（2）21、了解混合材料2、掌握掺混合材料的硅酸盐水泥的种类、性质重点、难点：种类、性质课堂讲授第四章水泥第二节混合材料和掺混合材料的硅酸盐水泥一、混合材料二、掺混合材料的硅酸盐水泥的种类三、掺混合材料的硅酸盐水泥的主要技术性质四、符合硅酸盐水泥五、常用水泥的应用与储运练习本教学过程：第二节混合材料和掺混合材料的硅酸盐水泥为得到不同性质的水泥必要时还须加入一定量的混合材料。粒化高炉矿渣活性混合材料火山灰质混合材料混合材料粉煤灰质混合材料石英砂非活性混合材料石灰石粘土及不附合质量标准的活性混合材料1）、活性混合材料：指与石灰、石膏一起，加水拌和后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。其主要成分是活性氧化硅、活性氧化铝。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矿物质材料。它们掺入水泥中仅起调节水泥性质，降低水化热，降低标号，和增加产量的作用。由此可见，六大常用水泥的定义如下：（1）、硅酸盐水泥：凡以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，5%以下的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料统称为硅酸盐水泥，又称波特兰水泥。包括：Ⅰ型（P·Ⅰ）硅酸盐水泥：P·Ⅰ：熟料+石膏。未掺混合材料的硅酸盐水泥。Ⅱ型（P·Ⅱ）硅酸盐水泥：P·Ⅱ：熟料+石膏+＜5%的石灰石或粒化高炉矿渣。掺不超过水泥质量5%混合材料的硅酸盐水泥。（2）、普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，6%～15%混合材料（活性混合材料的最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料；掺非活性混合材料时，最大掺量不超过水泥质量的10%），及适量石膏组成。（3）、矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，20%～70%的粒化高炉矿渣和适量石膏组成。（4）、火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，20%～50%的火山灰质混合材料和适量石膏组成。（5）、粉煤灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，20%～40%的粉煤灰和适量石膏组成。（6）、复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，15%～50%的两种或两种以上混合材料和适量石膏组成。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥：对比这三种水泥的组成，可以看出这三种水泥都是在硅酸盐水泥熟料的基础上，掺入大量的活性混合材料，并为了缓凝都掺入了适量的石膏。由于活性混合材料的化学组成和化学活性基本相同，因而这三种水泥的化学组成和化学活性也基本相同，由此可见这三种水泥的大多数性质和应用相同或相近，即这三种水泥在许多情况下可以替代适用。同时由于这三种活性混合材料的物理性质和表面特征等有些差异，又使得这三种水泥分别具有某些特性。这三种水泥与硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥相比具有以下特点：1）、三种水泥的共性：（1）、凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展高；其原因是这三种水泥的熟料含量少，且二次水化反应（即活性混合材料的水化）慢，鼓早期强度低。后期由于二次水化反应的不断进行和水泥熟料的不断水化，水化产物不断增多，强度可赶上或超过同标号的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。活性混合材料的掺量越多，早期强度越低，但后期强度增长越多。这三种水泥不适合用于早期强度要求高的混凝土工程，如冬季施工、现浇工程等。粉煤灰水泥的早期强度相对更低，这是由于粉煤灰是表面致密的球形颗粒，内比表面积小不易水化。（2）、对温度和湿度敏感，适合高温养护；这三种水泥在低温下水化明显减慢，强度较低。采用高温养护时可大大加速活性混合材料的水化，并可加速熟料的水化，故可大大提高早期强度，且不影响常温下后期强度的发展。而硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，利用高温养护虽可提高早期强度，但后期强度的发展受到影响，即比一直在常温下养护的强度低，这是因为在高温下这两种水泥的水化速度很快，短时间内即生成大量的水化产物，这些水化产物对未水化的水泥颗粒的后期水化起到了阻碍作用。因此，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥不适合于高温养护。（3）、耐腐蚀性好；这三种水泥的熟料数量少，水化硬化后水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙的数量少，且活性混合材料的二次水化反应使水泥石中的氢氧化钙的数量进一步降低，因此耐腐蚀性好，适合用于有硫酸盐、镁盐、软水等侵蚀作用的环境，如水工、海港、码头等混凝土工程。当腐蚀物的浓度较高或耐腐蚀性要求高时，仍不宜使用。（4）、水化热少；三中水泥中的熟料含量少，因而水化放热量少，尤其是早期放热速度慢、放热量少，适合用于大体积混凝土工程。（5）、抗冻性较差；矿渣和粉煤灰易泌水形成连通孔隙，火山灰一般蓄水量较大，会增加内部的孔隙含量，故这三种水泥的抗冻性均较差。（6）、抗碳化性较差；由于这三种水泥在水化硬化后，水泥石中的氢氧化钙的数量少，故抵抗碳化的能力差。因而不适合用于二氧化碳浓度高的工业厂房，如铸造、翻砂车间等。2）、三种水泥的特性：（1）、矿渣水泥：由于粒化高炉矿渣玻璃体对水的吸附能力较差，即保水性较差。与水拌和时产生泌水造成较多的连通孔隙，因此，矿渣水泥的抗渗性差，且干缩较大。矿渣水泥本身耐热性好，且矿渣硅酸盐水泥水化后氢氧化钙的含量少，因此更表现出耐热性好。矿渣水泥适用于有耐热要求的混凝土工程，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程。（2）、火山灰水泥：火山灰混合材料的内部含有大量的细微孔隙，故保水性好。因其水化后形成较多的水化硅酸钙凝胶使水泥石结构致密，故抗渗性好。火山灰水泥干缩大，水泥石易产生细微裂缝，且空气中的二氧化碳能使水化硅酸钙凝胶分解成为碳酸钙和氧化硅的混合物，使水泥石表面产生起粉现象。因此其耐磨性较差。火山灰水泥适用于有抗渗要求的混凝土工程，不宜用于干燥环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中。（3）、粉煤灰水泥：粉煤灰是表面致密的球形颗粒，其吸附水的能力较差，即保水性差，泌水性大。其在施工阶段易使制品表面因大量泌水而产生收缩裂纹，因而抗渗性差，抗冻性差，耐磨性差。因为粉煤灰的比表面积小，拌合需水量小，故干缩小。粉煤灰水泥适用于承载较晚的混凝土工程，不宜用于有抗渗性要求的混凝工程，且不宜用于干燥环境中的混凝土工程及有耐磨性要求的混凝土工程中。4、复合硅酸盐水泥：由于掺入了两种以上的混合材料，起到了互相取长补短的作用，其效果大大优于只掺一种混合材料。其早期强度高于矿渣（或火山灰，粉煤灰）水泥，接近于普通硅酸盐水泥，并且水化热低，耐腐蚀性、抗渗性及抗冻性好。因而复合水泥的用途较普通水泥、矿渣水泥等更为广泛，是一种很有发展前途的水泥品种。常用水泥的选用混凝土工程特点及所处环境条件优先选用可以选用不宜选用普通混凝土1在一般气候环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥、火山灰水泥2在干燥环境中的混凝土普通水泥矿渣水泥粉煤灰水泥、火山灰水泥3在高温环境中或长期处于水中的混凝土矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥火山灰水泥普通水泥4厚大体积的混凝土矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥火山灰水泥硅酸盐水泥有特殊要求的混1要求快硬、高强（＞C40）的混凝土硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥、火山灰水泥2严寒地区的露天混凝土、寒冷地区处于水位升降范围内的混凝土普通水泥矿渣水泥（强度等级＞32.5）粉煤灰水泥、火山灰水泥凝土3严寒地区处于水位升降范围内的混凝土普通水泥（强度等级＞42.5）矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥、火山灰水泥4有抗渗要求的混凝土普通水泥火山灰水泥矿渣水泥5有耐磨性要求的混凝土硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥（强度等级＞32.5）粉煤灰水泥、火山灰水泥6受侵蚀性介质作用的混凝土矿渣水泥、粉煤灰水泥、复合水泥火山灰水泥硅酸盐水泥