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12019/8/23通用硅酸盐水泥GB175-2007代替:GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB1344-1999《矿渣硅酸水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》GB12958-1999《复合硅酸盐水泥》原因:按照国家标准化委员会对国家标准进行清理整顿的要求,同时参考EN197-1,将三个标准合为一个标准,统称为通用水泥.本标准为条文强制性标准,见标准前言第一行2019/8/2323水泥术语和定义硅酸盐水泥熟料规定的混合材适量的石膏水泥磨机粉磨、或混合均匀水泥中的主要胶凝物质１、包括矿渣、火山灰、粉煤灰、石灰石和砂岩等。２、六大通用水泥依据不同的混合材及掺入量来控制。缓凝剂性能主要由熟料的矿物组成、混合材种类、掺量和活性、石膏种料和掺量和水泥的颗粒组成。助磨剂2019/8/2335.2.1硅酸盐水泥熟料组成•定义：由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨细成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成份的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。•主要有四种矿物：硅酸三钙、硅酸二钙（占75%左右）和铝酸三钙、铁铝酸四钙（占22左右），及少量的游离氧化钙、方镁石、含碱物、玻璃体。2019/8/2345.2.2可用于水泥生产中的石膏•符合GB/T5483中规定的G类或M类二级（含）以上的二水石膏或混合石膏。•工业副产品石膏是工业生产中以硫酸钙为主要成份的副产物.要试验证明对水泥性能无害.包括了磷石膏、氟石膏、脱硫副产品石膏、盐石膏、苏打石膏、钛石膏。•（硬石膏不能单独用,因其在拌合水中的溶出速度慢,单独使用会引起水泥同部分减小剂的不适应,或造成急凝、瞬凝。）2019/8/235磷石膏磷石膏是磷灰石用硫酸处理制取磷酸后残存的渣子，用石灰中和过量的硫酸后所得的废渣。如磷石膏含有过量的水溶性磷、氟化合物时,能显著地影响水泥的凝结时间，掺量不足容易快凝，掺量多又容易缓凝。并对水泥的水化发生不利影响，使早期强度有所降低，因此必须尽量除去杂质。同时，磷石膏含有水份，不烘干容易堵料。2019/8/236氟石膏•氟石膏：是氟化钙用硫酸处理制取氢氟酸后残存的渣子，再用石灰中和过量的硫酸后所得的废渣。生成时为无水石膏，在贮存池内存放后，一部分转变为二水石膏。•氟石膏的杂质对水泥强度的影响不大，但是必须烘干后才能使用，且掺入这种石膏的水泥比掺天然石膏的同种水泥难磨，对磨机产量有所影响。2019/8/237石膏对同外加剂适应性的影响1•如果使用硬石膏,对C3A含量高的水泥可能会造成混凝土拌合物中SO42-不足（即通常所说的欠硫水泥），坍落度经时损失过快。•用硬石膏，而又使用木钙、糖钙作缓凝减水剂时，混凝土拌合物的坍落度经时损失会明显增大，甚至发生“假凝”现象。(由于木钙、糖钙中的还原糖大大降低了硬石膏在液相中的溶解度，使C3A在短时间内急速水化，产生大量水化铝酸钙晶体而造成的。)2019/8/238石膏对同外加剂适应性的影响2•当水泥粉磨温度过高时，所掺入的二水石膏会部分脱水转变为半水石膏。也会导致水泥净浆假凝而影响水泥与外加剂的适应性。•以磷石膏、氟石膏等工业副产品代替二水石膏。但它们含有各种杂质，并且有效成分含量波动较大，也会影响水泥与外加剂的适应性。2019/8/239使用混合材的意义•改善水泥性能，生产不同品种水泥•调节水泥强度等级，合理使用水泥•节省熟料，降低能耗•综合利用工业废渣•增加水泥产量，降低生产成本我国是大量使用混合材料的国家，混合材料几乎占我国水泥产量的l／4—l／3（但掺加混合材，带来水泥早期强度低，低温性能较差等。）2019/8/2310水泥允许使用混合材的原则•保证水泥的质量•利于水泥产品质量的管理（稳定）•混合材量大、面广•对人体无害（重金属，放射性）(混合材的历史作用从原先的提高水泥产量转向水泥性能调节,保障人民身体健康,形成个性鲜明的水泥品种体系,适应混凝土技术的需要.)2019/8/23115.2.3活性混合材•活性混合材料：指具有火山灰性或潜在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的矿物质材料。•包括：符合相关标准要求的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰;•这类混合材含有一定的活性组分,在常温下能与Ca(OH)2,CaSO4作用,形成胶凝性、水硬性的稳定化合物。强度在28天至3个月增长很快，形成一个突变点。2019/8/23125.2.4非活性混合材•非活性混合材料：在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能的矿物质材料。•包括活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的水泥混合材料，砂岩和石灰石。•非活性混合材料促进熟料水化的能力很弱，没有吸收Ca(OH)2的能力。2019/8/2313潜在水硬性和火山灰性•潜在水硬性：一种材料磨成细粉和水拌合成浆后，能在潮湿空气和水中硬化并形成稳定化合物的性能。•火山灰性：一种材料磨成细粉，单独不具有水硬性，但在常温下与石灰一起和水后能形成具有水硬性的化合物的性能2019/8/2314活性的检验方法GB/T12957《用于水泥混合材的工业废渣活性试验方法》•化学方法：潜在水硬性试验（细粉和石膏混合，潜在水硬性材料能在空气和水中硬化）、火山灰性试验。•物理方法（强度活性指数）：在硅酸盐水泥中掺入30%的废渣，用其7天或28天抗压强度与该硅酸盐水泥的强度进行比较，以确定其活性高低。2019/8/2315火山灰材料活性检验•火山灰质混合材的成因各异，它们的化学成份、矿物组成和物理状态各不相同，对水泥性能的影响是多方面的。应寻找一个尽可能综合反映混合材料活性和水泥性能之间关系的试验方法。•火山灰性试验（图）结果稳定、有较好的复演性与强度的相关性。但只能说明材料是否具有活性，活性大小要通过强度试验。2019/8/2316火山灰性检验（图表）2019/8/2317矿渣（slag）的基本情况•定义：冶炼生铁时副产品，浮在铁水上面，定期从排渣口排出，经水或空气急冷处理成为粒状的颗粒。因而又称为水渣。密度在2.3-2.9g/cm3•活性情况：有潜在水硬性，氧化钙在熔体冷却过程中与氧化硅和氧化铝生成有水硬性的硅酸钙和铝酸钙。水淬矿渣活性好。•主要成份：氧化钙、氧化硅、氧化铝,其总量在90%以上。•激发剂：氢氧化钙激发，SO42-离子激发2019/8/2318分类•按冶炼生铁的种类分为：•铸铁矿渣•炼钢生铁矿渣•特种生铁矿渣（如锰矿渣、镁矿渣）2019/8/2319GB/T203标准要求•质量系数[(CaO+MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO+TiO2)]•TiO2含量，MnO含量•氟化物，硫化物含量•放射性•松散容量•最大粒度•大于10mm颗粒含量2019/8/2320质量系数•矿渣的化学成份、矿物组成和结构复杂，都影响活性。•质量系数反映了活性组分与低活性和非活性组分的比例，系数越大，活性则越高•用化学方法评定活性不够全面，但因没涉及矿渣的结构，是国内外评定矿渣的主要方法。2019/8/2321CaO、MgO、Al2O3•CaO在熔体冷却过程中能与氧化硅和氧化铝结合形成具有水硬性的硅酸钙和铝酸钙，对活性有利。•MgO一般都以稳定化合物或玻璃态化合物存在。对水泥安定性没有不良的影响。它的存在可降低熔体的粘度，增加活性。•Al2O3一般以铝酸钙或铝酸钙玻璃体存在，含量越高，活性越大。2019/8/2322SiO2、MnO、TiO2•SiO2含量较高时，矿渣熔体的粘度比较大，冷却时，易于形成低碱性硅酸钙和高硅玻璃体，活性下降。•MnO含量一般不超过1-3%，对矿渣的活性影响不大，但超过4-5%时，活性下降。•TiO2：氧化钛在矿渣中多以钛酸钙（CaO·TiO2）形式存在。由于钛酸钙的生成相应地减少了矿渣中硅酸钙的含量，所以降低了矿渣的质量系数。钛酸钙的活性比硅酸钙小，这样，TiO2的存在就会减小矿渣的活性。2019/8/2323矿渣粉标准(GB/T18046)S105S95S757天95755528天10595758590953密度比表面积三氧化硫氯离子烧失量活性指数142.8项目流动度比含水量0.02级别3502019/8/2324矿渣水泥的水化•矿渣硅酸盐水泥的水化硬化过程，较硅酸盐水泥更为复杂，但基本上可以归纳如下：1、矿渣硅酸盐水泥调水后，首先水泥熟料矿物与水作用，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁铝酸钙和氢氧化钙等，这些水化产物与纯硅酸盐水泥水化时是相同的。2、生成的氢氧化钙是矿渣的碱激发剂，它解离了玻璃体的结构，使玻璃中的Ca2-、AlO45-、Al3-、SiO44-等离子进入溶液，生成新的水化物，即水化硅酸盐、水化铝酸盐。如有石膏存在,还化成水化硫铝（铁）酸钙。2019/8/2325提高矿渣水泥早期强度的方法•选择活性高的矿渣及适当的加入量。•适当提高石膏加入量•在矿渣水泥中，加入适量的石灰石代替矿渣。由于CaCO3和水化铝酸钙可形成水化碳铝酸钙，这也可以提高矿渣水泥的早期强度2019/8/2326矿渣水泥的特点•早强低,后期强度可超过硅酸盐水泥•在清水和硫酸盐水中的稳定性优于硅酸盐水泥,可用于水工及海工建筑.•水化热低,可用于大体积建筑.•和易性差,泌水量大,施工应加强保养,注意加水量.•抗大气性和抗冻性差,不适宜冻融循环及干湿交替的工程.2019/8/2327火山灰质混合材(pozzolana)•具有火山灰性的、天然的或人工的矿物材料。密度在2.7-2.9g/cm3•天然火山灰质混合材：火山灰、凝灰岩、沸石岩、浮石、硅藻土。•人工火山灰质混合材：煤矸石、烧页岩、烧粘土、煤渣、硅质渣。•特点：多为多孔状的材料，比表积面大，水泥的标准稠度用水量高。人工火山灰的火山灰性比天然火山灰好。用氢氧化钙激发。2019/8/2328火山灰水泥的水化过程•火山灰水泥的水化过程：水泥拌水后，首先是水泥熟料矿物水化，然后是熟料矿物水化过程中释放出来的Ca(OH)2与混合材料中的活性成份发生反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙2019/8/2329GB/T2847技术要求•烧失量，不大于10%•三氧化硫,不大于3.5%•火山灰性,合格•28天抗压强度比，不小于65%•放射性，合格。2019/8/2330火山灰水泥的特点•早期强度低。后期强度（3个月后）增长较大。生成的水泥石也较致密。•抗渗性、抗硫酸盐性较好；抗冻性、抗大气性、干缩率大。•更适用于地下、水中、潮湿环境。2019/8/2331粉煤灰（flyash）•火力发电厂从煤灰炉烟气体中收集的粉末，它是一种特殊的火山灰质混合材料。密度在1.8-2.4g/cm3。•经空气分选后分为：Ⅰ级灰；Ⅱ级灰；Ⅲ级灰。前二级灰用于混凝土的掺合料，后一级灰主要用水泥生产的混合材。•主要成份：二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、和未燃尽的炭。具有火山灰性。碱激发。2019/8/2332粉煤灰活性的特点•粉煤灰的活性主要来自低铁玻璃体，其含量高，活性高。•玻璃体的形态对活性有影响。细小的密实玻璃多，活性高，需水量低。不规则多孔玻璃含量多，活性下降，需水高。未燃炭粒多，需水多，制成水泥的强度也低。•含有5-45um的细颗粒越多，活性越高。2019/8/2333粉煤灰水泥的水化特点•粉煤灰水泥的凝结硬化过程与火山灰水泥极为相似。•在水泥水化7天后，玻璃球的表面几乎没变化，28天后表面开始水化，有凝胶状的水化物出现。在90天后，颗粒表面才开始生成大量的水化硅酸钙，并相互交叉连接，形成好的粘结强度。•强度发展同火山灰质水泥相似，后期（6个月）可超过硅酸盐水泥。2019/8/2334GB/T1596技术要求•烧失量，不大于8.0%•含水量，不大于1.0%•三氧化硫，不大于3.5%•游离氧化钙，安定性•强度活性指数，不小于70%•需水比（混凝土），1级不大于95%，2级105%2019/8/2335粉煤灰水泥的特点•粉煤灰有很多球状颗粒，内比表面积小，需水量较低，干缩小，抗裂性好；水化热低，抗蚀性好。•可用于一般的工业和民用建筑，适用于大体积混凝土以及地下和海港工程。2019/8/2336石灰石