第十章,其他通用水泥生产技术,通用水泥即硅酸盐水泥系列包括,硅酸盐水泥 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 石灰石硅酸盐水泥,组分材料均为:,熟料 石膏 混合材料,区别: 混合材料的 种类和数量不同,10-1 混合材料的种类及质量要求,一、混合材料的分类:,活性混合材料： 非活性混合材料：,主要包括,粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰,包括,活性指标不 符合要求的 砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣,粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰,火山灰性或潜在水硬性的材料,不具有潜在水硬性,作用：1.增加水泥产量，降低成本。 2.改善和调节水泥的某些性质。 3.综合利用工业废渣，减少环境污染。,二、粒化高炉矿渣,形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。 组成：,化学成分：,CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 硫化物,90% 其中Al2O3 12% CaO 40%的活性较好,影响矿渣活性的因素,化学成分：活性组分主要指： 玻璃体的含量：越高越好,CaO Al2O3 MgO,矿渣的活性：,矿渣的活性激发剂,常用的 激发剂,碱性激发剂：主要有： 硫酸盐激发剂：主要有：,石灰 熟料,石膏 工业副产石膏,能产生Ca(OH)2,CaSO4,质量评定： 1. 主要用化学成分分析法： 2.激发强度试验法：,K=,K为质量系数，其值越大，矿渣活性越高。 用于水泥中的粒化高炉矿渣：K1.2,三、火山灰质混合材,定义：是具有火山灰性的天然的或人工的矿质物料。 包括： 天然的火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土； 人工的烧粘土、烧矸石。 主要化学成分： SiO2、Al2O3,石灰,如何评定活性,化学方法：即火山灰性试验， 依据GBT 28471996的方法,物理方法：即强度对比法，,如何选择火山灰质混合材料,烧失量 10% SO3 3% 火山灰性 合格 胶砂强度比：62% 放射性物质：,四、粉煤灰,产出：从煤粉炉烟道气体中收集的粉尘（1亿T） 成分：以SiO2,Al2O3为主，另有少量 Fe2O3、CaO等 活性：,取决于,化学成分 玻璃体含量 烧失量 细度,用于水泥中的粉煤灰的技术要求,28d抗压强度比（%） =,五、其他混合材料,化铁炉渣 精炼铬铁渣JC41791 粒化电炉磷渣GB664586 粒化高炉钛矿渣JC41891 增钙液态渣JC45492 钢渣YB/ T022-92 沸腾炉渣 赤泥 窑灰ZBQ12001,水泥胶砂28d抗压强度比 大于和等于75的为活性混合材料； 小于75的为非活性混合材料。,10-2 普通硅酸盐水泥,定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 掺活性混合材料时：最大15%，其中允许用5%的窑灰或10%的非活性混合材料来代替。 掺非活性混合材料时：最大10% 代号：PO 强度等级：32.5 42.5 52.5 32.5R 42.5R 52.5R,技术要求: 普通硅酸盐水泥:8项 普通水泥与硅酸盐水泥技术要求上的区别: 不做不溶物要求 细度用筛余百分数表示 终凝时间延长,硅酸盐水泥的强度指标,普通硅酸盐水泥的强度指标,生产: 与P同,性能： 1、凝结硬化较快，早强较高； 2、抗冻性较好； 3、水化热偏高； 4、耐酸、碱、硫酸盐类化学侵蚀差。,用 途 1、配制较高标号混凝土； 2、无腐蚀性水中的受冻工程；3、在低温条件下需要强度发展较快的工程； 4、一般地上工程和不受侵蚀的地下工程。,10-3 矿渣硅酸盐水泥,定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20% 代号：PS,强度等级：同PO,矿渣硅酸盐水泥的强度指标,生产过程,掺混合材水泥的水化特点,二次水化机理： 第一次水泥熟料的水化 C3S(C2S)+H2O=C-S-H+Ca(OH)2 第二次混合料与第一次产物反应 f-SiO2+ Ca(OH)2 + H2O=C-S-H Al2O3+ Ca(OH)2 + 3(CaSO42H2O) + H2O= 3CaO Al2O3 3CaSO432H2O 最终产物为两次产物之和。 Ca(OH)2减少，C-S-H的C/S比小1.41.7钙钒石多,硬化：早期慢，后期增进（矿渣活性的激发） 湿热,性 能 256图10.3 1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好； 2、耐热性较好； 3、水化热较低； 4、在蒸汽养护中强度发展较快； 5、在潮湿环境中后期强度增进率较大； 6、早强较低，凝结较慢，在低温环境下尤甚； 7、抗冻性较差； 8、干缩性较大，有泌水现象。,用 途,1、地下、水中和海水中工程，以及经常受高水压的工程； 2、大体积混凝土工程； 3、蒸汽养护的工程； 4、一般地上工程。 5.受热车间（200以下） 不适：早强、低温、冻融,提高矿渣水泥质量的主要途径 1、选择适当的熟料的矿物组成表10.16 2、控制矿渣的质量和加入量表10.17 3、提高水泥的粉磨细度表10.18 4、增加石膏的加入量。,10-4 火山灰质硅酸盐水泥,定义：它是由硅酸盐水泥熟料和2050火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 代号：PP,火山灰质硅酸盐水泥的强度指标,火山灰质混合材料掺加量对水泥强度的影响,混合材料的掺加量,火山灰质硅酸盐水泥性能 264图10.5,1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力较强； 2、抗水性较好； 3、水化热较低； 4、在湿润环境中后期强度增进率较大； 5、在蒸汽养护中强度发展较快； 6、早期强度较低，凝结较慢，在低温环境中尤甚； 7、抗冻性差； 8、吸水性大； 9、干缩性较大。,用 途,地下、水中工程及经常受较高水压的工程； 受海水及含硫酸盐类溶液侵蚀的工程； 大体积混凝土工程； 蒸汽养护的工程； 远距离运输的砂浆和混凝土； 不适用于：早强、冻融、干燥、高温,10-5 粉煤灰硅酸盐水泥,定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%40% 粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 粉煤灰掺量为代号：PF 技术要求： 7项,同火山灰质硅酸盐水泥,共同粉磨 分别粉磨 两级混磨 辊压机预粉磨 辊压机联合粉磨 粉煤灰直接喂入选粉机中 将粉煤灰喂入磨机最后一仓,粉磨工艺：,熟料、粉煤灰、石膏？,图1 共同粉磨流程示意图,图2 分别粉磨流程示意图,简单、投资省 入磨物料粒径相差大,不同的粒径选择不同的磨机 复杂,图3 两级混合磨流程,图4 辊压机预粉磨流程,图5 辊压机联合粉磨工艺流程图,熟料 石膏,粉煤灰,选粉机,成品,球磨机,图6 粉煤灰喂入选粉机流程图,水泥强度下降： 部分粉煤灰没粉磨，影响活性,粉煤灰硅酸盐水泥性能,(1)需水量少，和易性好 (2)干缩小，抗裂性好 (3)水化热低 (4)耐腐蚀性好 (5)早期强度低，后期强度增进率大 (6)泌水，抗冻性差、抗碳化性差,用途：,一般的工业和民用建筑，尤其适用于大体积和水利工程的混凝土以及地下、海港工程等 但不适用于早期强度要求高的工程、受冻工程、有水位升降的混凝土工程以及有抗碳化要求的工程等。,提高粉煤灰水泥强度的途径,(1)选择优质粉煤灰并且控制粉煤灰掺量 (2)提高粉煤灰水泥的细度 (3)选择适宜的熟料矿物组成。,10-6 复合硅酸盐水泥,定义：凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 混合材料总掺量大于15%，不超过50% 允许用不超过8%的窑灰代替 代号：PC 与普通水泥的区别：混合材须15% 与矿渣、粉煤灰、火山灰质水泥的区别： 1、必须掺两种或两种以上的混合材料 2、扩大了混合材的品种,取长补短,矿渣、粉煤灰、火山灰、石灰石、窑灰,技术性能指标： 除强度外其同火山灰硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。,生产复合水泥应注意的问题,(1)选择性能优势可互补的复合材料并确定适宜掺量 (2)控制合适的粉磨细度 (3)当混合材料掺量较高时可掺入一定量的外加剂,复掺的效果？（272）,品种（274）,10-7 石灰石硅酸盐水泥,硅酸盐水泥熟料 10%25%石灰石 石膏磨细 代号：P.L 石灰石硅酸盐水泥强度等级分为325、325R、425、425R 石灰石质量应符合CaCO3750 % 、Al2 O320 %。,性能 和易性好，离析水量少，需水量少，抗渗性、抗冻性、抗硫酸盐性能好等优点。干缩率较大，后期强度较低。 应用 石灰石硅酸盐水泥可与同标号普通水泥一样使用，即适用于各种建筑工程中。,各种水泥的代号,掺混合材硅酸盐水泥的品种,普通硅酸盐水泥： 熟料(615)%混合材石膏 矿渣硅酸盐水泥： 熟料 (2070)%矿渣石膏 火山灰水泥： 熟料 (2050)%火山灰石膏 粉煤灰硅酸盐水泥 熟料 (2040)%粉煤灰石膏 复合硅酸盐水泥 熟料 (1550)%混合材料石膏 石灰石硅酸盐水泥 熟料 10%25%石灰石石膏,五种常用水泥的主要性能,通用水泥的品种、定义、代号、区别 混合材料的品种、区别 矿渣的激发剂 硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥的性能与用途,小 结,