土木工程材料

通用 硅酸盐水泥，通用硅酸盐水泥的定义以及生产概括，通用硅酸盐水泥的水化硬化，通用硅酸盐水泥的技术要求，水泥石的防腐与防止内容点梳理~

通用硅酸盐水泥

• 通用硅酸盐水泥的定义及生产概括
  • 定义与分类
    • 定义：由硅酸盐水泥熟料和适量石膏即规定的材料
    • 分类
      • 硅酸盐水泥（P•Ⅰ，P•Ⅱ）
      • 矿渣硅酸盐水泥(P•S•A,P•S•B)
      • 火山灰质硅酸盐水泥(P•P)
      • 粉煤灰硅酸盐水泥(P•F)
      • 复合硅酸盐水泥（P•C）
      • 按混合材料的品种和掺量分类
  • 通用硅酸盐水泥的组成
    • 硅酸盐水泥熟料
      • 硅酸三钙（C₃S）
      • 硅酸二钙(C₂S)
      • 铝酸三钙(C₃A)
      • 铁铝酸四钙(C₄AF)
    • 石膏
      • 天然石膏
      • 工业副产石膏
    • 混合材料
      • 活性混合材料
        • 粒化高炉矿渣
        • 粉煤灰
        • 火山灰质混合材料
      • 非活性混合材料
        • 它们在水泥中主要起填充作用而又不损害水泥性能。其主要作用是调节水泥强度等级、降低水化热、降低生产成本、增加水泥的产量。 常用的非活性混合材料主要有石灰石、砂岩及慢冷矿渣等。
      • 窑灰
    • 助磨剂
      • 允许水泥粉墨时加入，不超过水泥质量0.5%
  • 通用硅酸盐水泥的生产概况
    • 生料制备
      • 熟料煅烧
        • 水泥制成及出厂
      • 两磨一烧
• 通用硅酸盐水泥的水化硬化
  • 硅酸盐水泥熟料的水化
    • 硅酸三钙的水化
      • 硅酸三钙与水反应速度较快，生成了水化硅酸钙胶体并凝聚成凝胶（ C - S - H )析出，生成的氢氧化钙以晶体的形态析出。
    • 硅酸二钙的水化
      • 硅酸二钙的水化生成物与硅酸三钙相似，但水化速度慢，因而早期强度较低，但其后期强度较高。
    • 铝酸三钙的水化
      • 铝酸三钙的水化速度极快，放热量大，与水反应的水化产物组成和结构受溶液中氢氧化钙浓度和温度的影响。在没有石膏和氢氧化钙存在的条件下，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化成水石榴石
    • 铁铝酸四钙的水化
      • 它的水化速度在早期介于铝酸三钙和硅酸三钙之间，但随后的发展不如硅酸三钙。早期强度类似于铝酸三钙，而后期还能不断增长，类似于硅酸二钙。水化热较铝酸三钙低，抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好。
  • 硅酸盐水泥的凝结硬化过程
    • 凝结
      • 水泥加水拌合后成为可塑性的水泥浆，水泥浆逐渐变稠失去塑性，但还不具有强度的过程
    • 硬化
      • 水泥的硬化凝结的水泥浆体，开始具有强度并且逐渐发展而成为坚硬水泥石 的过程
    • 凝结和硬化实际上是一个连续复杂的 物理化学变化过程（人为划分）
    • 影响其凝结硬化的主要因素：孰料矿物成分，水泥的细度，用水量，养护时间，石膏掺量，温度和湿度
• 通用硅酸盐水泥的技术要求
  • 化学指标
    • 不溶物
      • 经盐酸处理后的残渣，再以氢氧化钠溶液处理，经盐酸中和过滤后所得的残渣经高温灼烧所剩的物质
    • 烧失量
      • 将水泥在950-1000℃温度下灼烧15-20 min 的质量减少率
    • 三氧化硫
      • 是添加石膏时带入的成分，其量过多会造成水泥石体积膨胀
    • 氧化镁
      • 因水泥中氧化镁水化生成氢氧化镁，体积膨胀，而其水化速度慢，须以压蒸方法加快其水化，判断安定性
    • 氯离子
      • 氯离子会加速钢筋锈蚀作用，因此必须对其含量有所规定
  • 碱含量（选择性指标）
  • 物理指标
    • 凝结时间
      • 水泥加水拌和
        • 硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min; 其他硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。
    • 体积安定性
      • 定义
        • 体积安定性：水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀 性 安定性不良：水泥浆体在凝结硬化过程中产生了不均匀的体积膨胀，使水泥石出现膨胀开裂、翘曲等现象，即安定 性不良
      • 引起安定性不良的原因
        • 熟料中游离氧化镁过多 熟料中游离氧化钙过多 石膏掺量过多
      • 实验测定
        • 雷氏法
          • 有争议时，以此为主
        • 试饼法
    • 强度
      • 定义
        • 水泥胶砂强度是按国家标准规定的试验方法将水泥、标准砂、水按一定的比例（水泥：标准砂：水＝1:3.0:0.5)，制成40mmx40mmx160mm标准试件，在标准条件下养护到规定龄期所测得的强度值 是根据3d、28d的抗压强度和抗折强度，不同品种的通用硅酸盐水泥强度应符合规定
      • 强度等级
        • 硅酸盐水泥分为六个等级
        • 普通硅酸盐水泥分为四个等级
        • 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥分为六个等级
        • 复合硅酸盐水泥分为四个等级
    • 细度（选择性指标）
      • 定义
        • 水泥颗粒的粗细程度
      • 实验测定
        • 比表面积法
        • 筛析法
• 水泥石的防腐与防止
  • 硅酸盐水泥石的腐蚀
    • 软水的侵蚀
      • 水的硬度越高，腐蚀作用越小
    • 硫酸盐的腐蚀
    • 镁盐的腐蚀
      • 硫酸镁对水泥石起镁盐和硫酸盐的双重腐蚀作用
    • 一般酸的腐蚀
      • 酸的浓度越大，腐蚀作用越强
    • 碳酸腐蚀
    • 强碱的腐蚀
  • 腐蚀的预防
    • 根据环境特点，合理选择水泥及熟料矿物组成 提高水泥石的密实度，改善孔结构 在混凝土表面加做保护层
• 通用硅酸盐水泥的性能特点及应用
  • 硅酸盐水泥（P•Ⅰ，P•Ⅱ）
  • 普通硅酸盐水泥（P•O）
  • 优点：凝结硬化快，早期和后期强度均高、水化热高、抗冻性好、抗碳化性好，干缩小 缺点：耐腐蚀性差、耐热性差
  • 矿渣硅酸盐水泥(P•S•A,P•S•B)
    • 耐热性好 抗渗性差，且干缩较大
  • 火山灰质硅酸盐水泥(P•P)
    • 抗渗性好 干燥收缩显著
  • 粉煤灰硅酸盐水泥(P•F)
    • 干缩小、抗裂性好 抗渗性差
  • 复合硅酸盐水泥（P•C）
    • 与所用的复掺混合材料品种和数量有关
  • 1·早期强度低、后期强度高 2·对温度敏感，适合高温养护 3·耐腐蚀性好 4·水化热小 5·抗冻性较差 6·抗碳化性较差
• 开始失去可塑性
• 完全失去可塑性