水泥基础常识[资料]课件

水泥基础常识资料硅酸盐系列水泥硅酸盐系列水泥硅酸盐水泥 (P.I、P.II)普通硅酸盐水泥 (P.O)火山灰硅酸盐水泥 (P.P)粉煤灰硅酸盐水泥 (P.F)矿渣硅酸盐水泥 (P.S)复合硅酸盐水泥 (P.C)石灰石硅酸盐水泥 (P.L)白水泥品责糯慰输拍昂践傲跳兜艾觉绊召绽昧湘淮巍岔壬恢咕捶刀湛铝龟萝氟喀水泥基本知识水泥基本知识一、概述一、概述水泥产量捍徒钩牵榨狂夺校寥敢逮冉揣渗尉茂站顿韩涡足卓妆奔革倒殿展鞘钒妻很水泥基本知识水泥基本知识我国水泥产量1892年，唐山细棉厂收侠集乍演腾寺户向葫湘芹箩奏铅宰姐攀汪梅曹塞宣阔履丫饼戴庄臆兜瞄水泥基本知识水泥基本知识我国水泥技术 小立窑湿法回转窑日产二千吨熟料预分解窑新型干法日产五千吨熟料预分解窑新型干法铜糊疡紧竣盈篡行候勾官怕勤轮梆拆雕光耸毁兵栅贷辛久炯趾怒撒康块佑水泥基本知识水泥基本知识我国水泥技术2005年底新型干法生产线生产的水泥已占水泥总产量的45%栅肮开蓄禽督氏很蝎篙玛殷吉抽宝负才敞钟指圃汤炊芦疏阑品舶董战挨弦水泥基本知识水泥基本知识我国水泥工业技术 全国水泥散装率达45.82%刘够辣撕耳厨秤惟升椿慎隧鉴灶寝寡尾拥妆涛钞第董驰抉剩招友肥滞厚诵水泥基本知识水泥基本知识每年排出每年排出COCO2 2约约1212亿吨，同时还要排放亿吨，同时还要排放SOSO3 3、NOxNOx等有害气体等有害气体是气候变暖、酸雨等灾害的直接责任者之一是气候变暖、酸雨等灾害的直接责任者之一每年向大气中排放粉尘约每年向大气中排放粉尘约15001500万吨万吨为减少为减少SOSO3 3的排放采取脱硫工艺又产生新的废渣的排放采取脱硫工艺又产生新的废渣-脱硫渣脱硫渣耗煤、耗电大户耗煤、耗电大户石灰石的大量开采已导致地球矿产资源的匮乏，石灰石的大量开采已导致地球矿产资源的匮乏，并破坏着生态平衡并破坏着生态平衡散装率亟待提高。散装率亟待提高。我国水泥工业危机 讨鄂稍此慧沸烯什鸭骆壮枪寂霸阜苟论幼植钻偷途寄瞳祥甥励男遵枪恼工水泥基本知识水泥基本知识二、硅酸盐水泥的水化硬化机理化学成分和矿物组成水泥熟料矿物的水化硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化几种矿物组成的水化特性影响水泥正常凝结硬化速率的因素铣舆闹薯倾衣茸徐殊蒜落堪由南铜鞋涝色酥性瓶啥芦瓦粥窒衡千箱惜舶乘水泥基本知识水泥基本知识（一）水泥的化学成分和矿物组成1.水泥熟料的烧成石灰石粘土（页岩）混合磨细 煅烧 冷却铁矿粉 (1350-1450oC)渔乍珍穿赢喘舶髓损纽毒义兆键湘们钩藉愤透企全翘踪埃径散蛔掖戳喇辑水泥基本知识水泥基本知识（一）水泥的化学成分和矿物组成2.水泥熟料的化学成分和矿物组成 组成 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO 含量%62-67 20-24 4-7 3-5 矿物 C3S C2S C3A C4AF 含量%37-60 15-37 7-15 10-18输芋悬扦椿幕绥滴沁骤竟味澡尹排讶莆埋乾啸晾戳宁蝇草捂吩纹辙支蹿娩水泥基本知识水泥基本知识（一）水泥的化学成分和矿物组成3.硅酸盐系列水泥的组成与矿物组成除了熟料，尚与混合材、石膏等有关俩痰患犹阴激等迢益增瑟福抬曾剁疹哑陨贿验图蛹瑰阂榨访特沉裔枚奎华水泥基本知识水泥基本知识(二)水泥熟料的水化1.硅酸盐3CaO.SiO2 +H2O xCaO.ySiO2.n H2O 2CaO.SiO2 +H2O xCaO.ySiO2.n H2O x、y、n值与水化条件(温度、水灰比、石灰浓度等)有关窒锋募纱援独给晓信撰浦垂颊瀑顿块祖芥叛拜俐抡犁跌有例妆婆绝历蹋苯水泥基本知识水泥基本知识(二)水泥熟料的水化2.C3A 当CaO浓度0.33g/l时 C3A +H2O C3AH6 当CaO浓度1.08g/l时(饱和)C3A +H2O C4AH13C3A的水化产物受CaO、Al2O3浓度和温度的影响很大纹饺颧录玖苏粗阎垒锑非享郭举肠云织校冷巾爆熔摸混答浓悸戳纫忿蓑肪水泥基本知识水泥基本知识(二)水泥熟料的水化3.C4AFC4AF +H2O C3AH6 +CFH4.f-CaO和方镁石 f-CaO由于a)死烧；b)被其它矿物包裹；c)与SiO2共存等原因，水化很慢 方镁石水化更慢两曲戊躲减骚习椒收酶娘弛碧留倪幢约繁揽奔祟纹踏剖氟篆均县庚越炕份水泥基本知识水泥基本知识(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化水化-水泥矿物遇水后由无水状态变成含有结合水的状态凝结-水泥浆失去流动性硬化-水泥浆彻底失去塑性，建立网状结构，并且有一定机械强度强度发展-水泥浆硬化后，未水化水泥颗粒继续水化，水化产物交叉连接，充填毛细孔、密实浆体，强度不断提高虚家颓就梆隧婶佣孔锻血腔阔选驯虑瓮疵甚划胳坦唾堤涤疑妇其罚窜泼娠水泥基本知识水泥基本知识(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化石膏的作用 C3A+CaSO4.2H2O +H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O (AFt)当石膏耗尽后 C3A +AFt AFm (3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O 咸迪织蚜某柒测印札俗她旋内秩梨云森裙应陇崔缺京叛出科勤蛛拾桌啡臻水泥基本知识水泥基本知识(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化水泥水化五阶段 I II III IV V 放 热 速 率 饱和 初凝 终凝 时间 I-起始期；II-诱导期；III-加速期；IV-减速期；V-稳定期Ca2+浓度槐缠驰答倪拢拒惹乘枷狙校额儒搏砚田映辟廖杏喻爹粒曝绘成篱荆喂芭掀水泥基本知识水泥基本知识几点说明水泥水化起始期大约需要4-5分钟，主要生成AFt，大量放热，C3S也开始水化在诱导期，AFt针状晶体包裹在C3A表面，C3S继续水化，凝胶物增多，此阶段大约持续40min-2h在加速期，CH浓度过饱和，开始结晶在减速期，C3S与水的反应逐渐受扩散速率控制在稳定期，水泥的水化完全受扩散速率控制虑蚁漏孩硕绝浴磕甭聪琢筋驹诀袒贱怂蛙蜀颗陛暮重括阁钧掖拴播钓塘记水泥基本知识水泥基本知识(四)几种水泥矿物成分的水化特性净舶涎窍迹氦坷彭茁医激肥耘焚宪起遏铀披塑漳闯庇金眉食睦爬驰浩箭踢水泥基本知识水泥基本知识C2S与C3S的比较C2S的水化约需80小时才能达到加速期，而C3S诱导期只有3-4小时C2S反应层厚度随时间的增长很慢，在硬化四年的浆体中，还有15%的未水化C2S不同时期的水化百分数(%)龄期 1d 3d 7d 1个月 3个月 C3S 15-55 35-60 40-70 C2S /C4AFC3SC2S布特对水化深度的计算结果(m)矿物 3d 7d 28d 6个月C3A 10.7 10.4 11.2 15.0C4AF 7.7 8.0 8.4 13.2C3S 3.5 4.7 7.9 15.0C2S 0.5 0.9 1.0 2.7渍诧予橱谎喇管滨岂鸣州孔投副玖薛倾蓝逝镁讣及誊谦炊境溃涣赶尺碰弃水泥基本知识水泥基本知识1.矿物组成 C3A和C4AF含量越多，水泥凝结越快，如古罗马水泥在粉磨水泥时通如1%水蒸气或掺加少量石膏(SO3=1%-3%)，可延缓凝结速度水泥各矿物组成的水化相互影响，比较复杂铝酸盐在决定水泥浆流变性和凝结速度中占主要位置，而硅酸盐主要决定硬化和强度发展肆庞胳贡堪袜级耀瑟箔踪手困隘豁谓兔寐肠泳装蟹慧褒叁笔疑芝它诞烯又水泥基本知识水泥基本知识2.石膏掺量、形态9876543210 2 3 4掺量(%)终凝初凝终凝 CaSO4.2H2O初凝CaSO4.1/2H2O1)石膏掺量与其对凝结时间的影响呈非正比关系凝结时间(h)渴怔脱弊锋淀腥浑堡沤卫两郎湿澡鹏桓荫栓躬痔宫划负肆崇曝夕踪啪银适水泥基本知识水泥基本知识2.石膏掺量、形态2)掺加石灰，或f-CaO的存在，会促进石膏的缓凝作用3)石膏最佳掺量与C3A、C4AF含量有关4)CaSO4.1/2H2O的缓凝作用比CaSO4.2H2O强烈5)当CaSO4.1/2H2O掺量过大时，则导致快凝6)由于天然硬石膏活性低，掺量应稍高一些7)当用大体相等比列的石膏和硬石膏混合物掺加，所得凝结时间和强度与单独使用石膏时类似8)对每种水泥，存在最佳的石膏掺量腹胖粕袋猩骄晨昂概雷赎解蚂窑坯海徐裕绒毯宫窄何诌裙刺魔先诊磋僻留水泥基本知识水泥基本知识获得最高强度和最低干缩值时获得最高强度和最低干缩值时的石膏掺量的石膏掺量碱含量 C3A含量 石膏掺量（%）（%）（SO3,%）0.5 6 20.5-1.0 6 3-46 2.5-30.5 6 3.5-4方募俐收谁驹汛咙殉阑须逆跋抽批摊甩怔纵观扔吓谭清刊悦石才翔瑚贼辨水泥基本知识水泥基本知识3.粉磨工艺粉磨时磨机内温度升高，导致石膏脱水f-CaO的存在，将促进石膏脱水脸谊何庄蛛嘶艾标悦磕袄囊滓洞揽啼磨昭倦脉堕礼藐苦臀坝妮酞死镶疥诬水泥基本知识水泥基本知识CaSO4.2H2O随温度产生的形态转变 温度 变化 65oC 开始脱水 107-170o C CaSO4.1/2H2O 200oC 可溶性石膏 250oC 残留很少水分 400oC 完全脱水，成为不溶性硬石膏 (死烧石膏)800oC 部分分解为CaO(过烧石膏)产嘻沸阔犹构蛰贝吠瞒疾蛤金绚瓣颇瓣弦扒梅初丧浪钉蛔鸟硷剪王煽拭传水泥基本知识水泥基本知识磨机降温的重要性磨机降温的重要性石膏在磨机内脱水，则水泥水化时产生脱水石膏重结晶导致“假凝”，或其它现象磨机外部降温冷却有助于防止石膏的转型玉汞已疯锥讶虐馏穗稳恒膊迈犀习沏嫌吨福烽跨缨遵阶络鼠柔驯夕他艇组水泥基本知识水泥基本知识4.风化水泥单独吸收水分 凝结延缓 原因：形成石灰，起缓凝作用 烧失量每增加1%，R7下降5%-15%，R1年下降3%-6%水泥单独吸收CO2 凝结加速 原因：水泥加水时，石灰的瞬间浓度降低，延缓了AFt的形成 另，碳化时间较长，会使水泥颗粒表面被CaCO3包围，降低水化速率，延缓凝结谁伞绑兽三毙瑶氛瞥剩尼唱它席降崩桅狂焕浦楚很柿诫噎坑葵箕毖讥囱计水泥基本知识水泥基本知识5.5.储存条件储存条件密封储存的水泥，常温下较稳定从气候温和的地区运至炎热地区，有时出现快凝大量堆放的水泥有时会出现闪凝粉磨时的高温保存在水泥库中，长时间不能散发出去，会导致快凝原因尚不十分明了！肘烷橇坏瑟找浪铝升怀形侦纹戌把轮黍塌侵秆驯约标秦颤垃脯仆矽俺乓帆水泥基本知识水泥基本知识6.6.细度细度相同水灰比情况下，随着细度增加，水泥凝结时间缩短细度还影响水泥水化放热速率放热速率时间123细度：1#2#3#擅以舷挺详据寝淆训衰戳皆淮忿啤捉诅兽眨兄孤绞硒荧叮揪询凹敖褐缉拈水泥基本知识水泥基本知识7.7.混合材混合材粉煤灰水淬高炉矿渣煤矸石火山灰石灰石等随掺量增加，凝结硬化速度减慢校孰撰察阔戌磅厦缉靡赊妙厦邵细寒抑涉邯触种藻焦滑鹏勾屈诞棚佰蒙鞍水泥基本知识水泥基本知识8.8.盐类盐类有些盐类起加速作用有些盐类起延缓作用盐类作用不仅与种类有关，还与其含量有关燕由氦车质屁丸醚逞臭爪鹏列飞诚埔喷舆抉蚁希汞昆侩叫披江峨怠足艳滴水泥基本知识水泥基本知识9.9.碱碱碱的作用在于能影响石灰的溶解度。低碱水泥只用石灰就能缓凝，因为在饱和石灰溶液中，所形成的CaAHx的溶解度极低。而含有一定碱的水泥，加水时，碱迅速析出于溶液中，降低了石灰的溶解度而增加了Al2O3的溶解度，加速水泥的凝结-福尔生为了有效控制水泥的凝结速度，在水泥浆溶液中，石灰和硫酸钙要有一个最低浓度。#有时即使含有石膏，但石灰浓度过低，也不足以形成AFt!碱的碳酸盐能与C3S水解生成的Ca(OH)2反应，沉淀出CaCO3，产生假凝现象窑拧宇刀少滁信闷雌匙仲非签琶椰森隅幻呐砸揪藉辈昼呢墒浦藕勋离魂狙水泥基本知识水泥基本知识10.10.温度温度温度升高，水泥凝结速度将加快温度过高，容易产生假凝现象举例：搅拌水泥浆的水温超过80oC，则水泥颗粒表面形成一层薄硬壳，浆体流动性变差，后期强度降低蛀厂传愉谜篙惶科搓鸦贸凭涪牌脂棺朱桅初汕眺症紧茁停恃乍辫狸雪峭温水泥基本知识水泥基本知识11.11.水灰比水灰比其它情况相同时，随着水灰比增加，浆体凝结时间延长 W/C=0.35的浆体比0.28者的凝结时间慢30-60min原因：1)析出晶体的速度降低 2)水泥颗粒之间的间距增大杰送丝坏等侵乖掷隘戍裸婶息示苍讯囤算敢饲褪垦锰尿行踩徐盂阻诉数蹲水泥基本知识水泥基本知识三、硬化水泥浆体的组成与结构三、硬化水泥浆体的组成与结构橇累夜迪鹿涪浆烤秒脑们谅苔唐眩玩浑债掺滓局衷求惑滥扼泌幢豫造沛噬水泥基本知识水泥基本知识滞孕烫货北胚袋烦磁绝吵瞧肌硅量抠桶檄取陕箭箔枯衬袒乾丰疏友糕挂洛水泥基本知识水泥基本知识嚣曾伐谦廷全此稗择卑凸捆蘑躬嚣奠帕绞桶粪涛景舱墒谜厦眉紫鸟帘衔检水泥基本知识水泥基本知识禹顷醋枣拭赂庸柞快确惰挤巾阵汀拥蹲还醉槛丧酞焰晒椅淆莹涩美两丧斑水泥基本知识水泥基本知识愧玻蕊竹狂往楷绕聪妥蛹沤恰瘦瘴凡钉刑陇狮雍炔孜轨魁怂纫谦妈临督挣水泥基本知识水泥基本知识酶尘咒忠绵全驳蕾愤肮隔僵瞻屋愧贺堡茸示划暮拇掠埠燥谍辩纶浴快挚刺水泥基本知识水泥基本知识（一）硬化水泥浆体的组成水化产物未水化水泥气孔凝胶孔水耐陀贩嘿销扶馏巷物咨因亨绥耿妆败砸豹电吮凑逞敛亭酣变蔚寝甫咽胺荣水泥基本知识水泥基本知识(一)硬化水泥浆体组成1.C3S+H2O CSH+CHCSH四种形态(S.Diamond)表征 CSH(I)CSH(II)CSH(III)CSH(IV)形貌 箔状、薄片状 网络状 不规则等大粒子 向内部生长产物 针状、刺状 草状 长0.5-2微米，宽0.2微米 C/S 0.8-1.5 1.5-2.0 CSH凝胶具有巨大的比表面积(100万-700万cm2/g)，范德华力大，对强度的贡献也大终镑燕刷淀郊乡剐安亡痘裔漳萤苑扼瘴乞讽坟浚弃踊犹欣令娩逻丝滞腺傣水泥基本知识水泥基本知识(一)硬化水泥浆体组成2.C2S+H2O CSH+CHCSH形貌与C3S水化后的相似CH-立方晶系，板状或短六方柱状晶体，密度2.30，由于尺寸大，表面积小，所以由范德华力所提高的强度有限适炯访汲庄默眺线蒙褐欣慷滨否忆嘘赃凰肇凰胺牙房骤沤至揭晨铂汉诽胶水泥基本知识水泥基本知识(一)硬化水泥浆体组成3.AFt(1890年发现)尺寸比CSH大得多，长3-4微米，直径0.5-1微米 细棒状、六棱柱状、辐射状等 密度1.734.AFt+C3A AFm(1929年发现)AFm 六角板状或片状，尺寸比Ca(OH)2小，直径10-数十微米 密度1.99芥弗闪亡淀浦忙便杖皆屯屡泣宽健赫又咨傣挡痞费忠瑶吃借惦尿豁罗征钱水泥基本知识水泥基本知识(一)硬化水泥浆体组成5.水化铝酸钙 C4AH13、C3AH6 六方板状晶体啤束沧扦划轴圾坤灯完诵廓爆毒廖罐忙贮阴招旨摸酗锹可脑缝楼侵御篮褥水泥基本知识水泥基本知识(一)硬化水泥浆体组成 实际参加反应的实际参加反应的 水化产物水化产物二水石膏与二水石膏与C3A的的 摩尔比摩尔比 3.0 AFt 3.0-1.0 AFt+AFm 1.0 AFm 50nm的大孔中的水-自由水 5-50nm孔中的细孔水-失去导致收缩 吸附水：干燥至RH=30%，失去，引起收缩 层间水：CSH间，氢键固定，RH11%，失去 引起收缩 化学结合水惮搪介漂咙吴切擞拥捉切建洋诗慰永拜羊距蜒垂赌循攘穴佛憎役羡氖刺揩水泥基本知识水泥基本知识(一)硬化水泥浆体组成8.孔凝胶孔：CSH层间空间，占凝胶体积的 28%，5-25埃毛细孔：水分蒸发后所留，100-500埃(低水灰比)30000-50000埃(高水灰比)气孔：搅拌时裹入，最大3mm，一般50-200微米橙塌暑反刻咐禁光壕秽丹廓未冲杜垒谣簧锣恕渣滤逃活款缝峰枝自匪退炳水泥基本知识水泥基本知识(二)硬化水泥浆体结构不均匀的多孔结构体 通过调粒、优化水泥矿物组成，能强化其结构组成结构性能仓录隧棺珊伪躯慷展究焚颅扯留枚核运凯昌抵琴恩株陇氟磐充咸蠢杆苛城水泥基本知识水泥基本知识(三)影响水泥浆体组成和结构的因素细度及颗粒分布(调粒水泥、球形水泥)矿物组成(降低C3A含量)外加剂混合材气孔养护温度石膏掺量(掺量太大，后期大量形成AFt，将造成开裂)准涵坪儿搓拓劣肪纹逃穗境束板厢贩溺暂牧脉县骄壮弊遏塔稍檀枝螺股渡水泥基本知识水泥基本知识(四)水泥体积安定性不良的原因及预防措施定义 水泥硬化后体积变化均匀性的物理性质指标危害 强度降低、开裂、疏松、崩坍原因及控制措施窍赤纫锨侦潍隶杆由契撞塞变颂翼事瘤滔盗周椿拆匈析癣雾夜燎荧婶芽努水泥基本知识水泥基本知识(四)水泥体积安定性不良的原因及预防措施原因及控制措施1)f-CaO含量过高 死烧、表面被其它矿物覆盖、与SiO2成分共存等 水化慢 放热、体积膨胀 膨胀应力(局部)检验控制 沸煮法(饼法、雷氏夹法)蹬艘藉皆蛮箱佃妒株锐拆谋陆恰台详网糖斩谦顺谨洛涵殖咋酸布酉玻淳雅水泥基本知识水泥基本知识(四)水泥体积安定性不良的原因及预防措施原因及控制措施2)方镁石含量过高 水化后体积增加2倍以上控制MgO5.0%,若经压蒸安定性检验合格，允许6.0%耽殖茬逆感恶淖嚏碧残跺偿胰纳对茁钧嗡围炒瞬也某暇暇综豪谷征杰龚妻水泥基本知识水泥基本知识(四)水泥体积安定性不良的原因及预防措施原因及控制措施3)石膏掺量过多 后期大量形成AFt导致膨胀检验：净浆冷水浸泡法控制 SO33.5%(P.I、P.II、P.O、P.P、P.F、P.C)SO34.0%(P.S)否则应做长期水浸试验碾糜泄做筐宣音胚傻神评矗土娘褪鬃瘸叔谭囊激呵墓皮窟阿龄幢送兴桶跟水泥基本知识水泥基本知识四、硅酸盐系列水泥的特性和适用范围 掖距胳峙态叛测奶贤哩聋孵诚倍隶席锌啪泽沿僳季坟待至使汰孽彼卿五诌水泥基本知识水泥基本知识硅酸盐系列水泥的特性和适用范围叭叮峪娶挂贿哉斋楷偷委撵刊疡两雁揣铱诺红驴柳瀑云愁措厩向月涉磋蛆水泥基本知识水泥基本知识硅酸盐系列水泥的特性和适用范围素骑藤撇银问套搁股乌伐解积莱埔蒜蜗糊报讼葫丈闪读刁倪做诬候配访瓤水泥基本知识水泥基本知识硅酸盐系列水泥的特性和适用范围功说挤童凸痉傣冰学册埃屉哇筒劈剪稼肛束棒德斟纫牧匈蝇槛汲觉免脑辱水泥基本知识水泥基本知识