8 硅酸盐水泥的性能及应用
混凝土中硅酸盐水泥的特性及应用
混凝土中硅酸盐水泥的特性及应用一、硅酸盐水泥的概述硅酸盐水泥（Silicate cement），又称水玻璃水泥、钠玻璃水泥、硅酸盐水泥、无机胶凝材料，是一种以硅酸盐为主要成分的水泥。
硅酸盐水泥是一种由硅酸盐水玻璃和硬化剂（如硫酸钠、磷酸钠、铝酸钠等）组成的胶凝材料。
硅酸盐水泥分为无机硅酸盐水泥和有机硅酸盐水泥两大类，其中无机硅酸盐水泥又分为钠硅酸盐水泥、钾硅酸盐水泥、铝硅酸盐水泥、铁硅酸盐水泥、钙硅酸盐水泥等。
二、硅酸盐水泥的特点1. 硬度高：硅酸盐水泥具有极高的硬度，是所有水泥中硬度最高的，因此在建筑中常用于制作高强度的地基、混凝土和砌体等。
2. 耐腐蚀：硅酸盐水泥具有很好的耐腐蚀性能，可以抵抗酸、碱等腐蚀物质，因此在化工、冶金等行业中应用广泛。
3. 抗渗性好：硅酸盐水泥中含有大量的硅酸盐，具有良好的抗渗性能，可以有效地防止水的渗透。
4. 抗压强度高：硅酸盐水泥的抗压强度很高，通常比普通水泥高出20%以上，因此在建筑中常用于制作各种高强度的混凝土和砌体等。
三、硅酸盐水泥的应用1. 混凝土制作：硅酸盐水泥在混凝土制作中有着广泛的应用，可以制作高强度的混凝土，因此在高层建筑、桥梁、隧道等建筑中应用较多。
2. 砌体制作：硅酸盐水泥可以制作高强度、高密度的砌体，因此在建筑墙体、隔墙等方面应用较多。
3. 防水涂料：硅酸盐水泥可以制作防水涂料，具有良好的抗渗性能，可以有效地防止水的渗透。
4. 耐酸碱砖：硅酸盐水泥可以制作耐酸碱砖，在化工、冶金等行业中应用广泛。
5. 硬化剂：硅酸盐水泥可以作为硬化剂使用，可以使混凝土、石材等材料硬化、增强强度。
四、硅酸盐水泥的生产工艺硅酸盐水泥的生产工艺主要包括原料准备、混合、成型、养护和检验等五个步骤。
1. 原料准备：硅酸盐水泥的主要原料是硅酸盐水玻璃和硬化剂。
硅酸盐水玻璃可以通过白砖石、石英石等矿物质熔炼得到，硬化剂可以选择硫酸钠、磷酸钠、铝酸钠等。
2. 混合：将硅酸盐水玻璃和硬化剂按一定比例混合，形成硅酸盐水泥浆。
混凝土中硅酸盐水泥的特性及应用
混凝土中硅酸盐水泥的特性及应用一、硅酸盐水泥的定义及发展历史硅酸盐水泥是由熟料和石膏、矿物掺合料组成的水泥。
它是一种具有较高强度、较低碱度和较好耐久性的水泥。
硅酸盐水泥的发展历史可以追溯到19世纪，当时法国人欧仁·古迪耶(Eugene Gaudin)将砂岩和石灰石烧制而得到的熟料与硅酸盐矿物掺合，形成了硅酸盐水泥。
二、硅酸盐水泥的成分及特性硅酸盐水泥主要由熟料和石膏、矿物掺合料组成，其中熟料是其主要成分。
熟料的主要成分是三氧化二铝(A1203)、二氧化硅(SiO2)和氧化钙(CaO)，掺有一定比例的氧化镁(MgO)、氧化铁(Fe2O3)等杂质。
硅酸盐水泥具有以下特性：1. 较高强度：硅酸盐水泥具有较高的早期和后期强度，强度等级可以达到P55以上。
2. 低碱度：硅酸盐水泥的碱度较低，对钢筋腐蚀影响小。
3. 耐久性好：硅酸盐水泥具有较好的耐久性，可用于各种建筑结构的混凝土。
4. 抗冻性好：硅酸盐水泥混凝土的抗冻性能好，可用于寒冷地区的建筑。
三、硅酸盐水泥的应用硅酸盐水泥广泛应用于各种建筑结构的混凝土中，如高速公路、桥梁、水利工程、地下洞室等。
硅酸盐水泥混凝土的特点是强度高、耐久性好、抗冻性好、施工性能好等，因此在各种工程中都有广泛应用。
四、硅酸盐水泥的制备过程硅酸盐水泥的制备过程包括熟料的制备和水泥的制备两个部分。
1. 熟料的制备：熟料是硅酸盐水泥的主要成分，其制备过程包括原料的破碎、混合、烧成和冷却四个步骤。
原料的破碎和混合是为了使原料达到一定的颗粒度和成分比例，以便于烧成。
烧成过程中，在高温下，原料中的化学成分发生反应，形成熟料。
熟料经过冷却、破碎和筛分后，得到不同粒径的熟料。
2. 水泥的制备：水泥的制备过程包括熟料的研磨和混合、石膏的加入和包装四个步骤。
熟料经过研磨后，与石膏和矿物掺合料按一定比例混合，形成硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥经过包装后，成为最终的水泥产品。
五、硅酸盐水泥的优缺点硅酸盐水泥具有以下优点：1. 强度高：硅酸盐水泥的强度高于普通水泥，可用于各种建筑结构的混凝土。
硅酸盐水泥的特性及应用
贮存
• 各时间段水泥 二个月水泥 四个月水泥 六个月水泥
防止水泥受潮。水泥不慎受潮，可分情况处理。
a．有粉状，可用手捏成粉末，尚无硬块。可压碎 粉块，通过实验，按实际强度使用。 观看录像
b 部分水泥结成硬块。可筛去硬块，压碎粉块。 通过实验，按实际强度使用，可用于不重要的、受 力小的部位，也可用于砌筑砂浆。 观看录像
水泥质量的判定
技术性质
不符合要求
细度
不合格品
凝结时间
Hale Waihona Puke （初凝）废品（终凝）不合格品
体积安定性
废品
强度
不合格品或降低等级
不溶物和烧失量
不合格品
MgO含量和SO3含量
废品
问题 ？
• 降低水泥石中Ca(OH)2的含量，对水泥的耐腐蚀性有什么作 用？为什么？
答：降低水泥石中Ca(OH)2的含量，可以提高水泥的抵抗化 学腐蚀和软水腐蚀的能力。
建筑材料与检测
硅酸盐水泥的特性及应用
– 凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于有早强要求的工程。 – 水化热高，不宜用于大体积混凝土工程。但有利于低温季节蓄热法施
工。 – 抗冻性好，适合水工混凝土和抗冻性要求高的工程。 – 耐腐蚀性差，因水化后氢氧化钙和水化铝酸钙的含量较多。 – 耐热性差。因水化后氢氧化钙含量高。不适用于承受高温作用的混凝
a．有粉状，可用手捏成粉末，尚无硬块。可压碎 粉块，通过实验，按实际强度使用。
b 部分水泥结成硬块。可筛去硬块，压碎粉块。 通过实验，按实际强度使用，可用于不重要的、受 力小的部位，也可用于砌筑砂浆。
c．大部分水泥结成硬块。粉碎、磨细，不能作 为水泥使用，但仍可作水泥混合材或混凝土掺合剂.
硅酸盐水泥的性能
2.影响因素： （1）C3A的含量：C3A含量 增加，硬化浆体的干缩 值提高。 （2）石膏掺量： （3）水灰比：一般早期干 缩发展较快，但水灰比 对其影响不大，28d后， 干缩随水灰比减小而明 显降低。
温度对水泥凝结时间的影响实例
二、石膏的作用及其适宜掺量的确定
1.石膏的作用：
调节凝结时间；（缓凝机理） 提高早期强度； 降低干缩变形； 改善水泥的性能。
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2.石膏掺量的确定
（1）确定石膏的最佳掺量要同时考虑: 凝结时间； 石膏最佳掺入量是指使水 强度； 泥凝结正常、强度高、安 定性良好的掺量。 安定性。
C3A含量高，或石膏等缓凝剂掺量 过少 1.控制C3A含量 2.掺适量石膏
1.水泥粉磨时受高温，二水石膏脱 水形成半水石膏 2.碱含量较高
1.降低水泥磨温度 2.控制水泥中碱含量 3.施工时延长搅拌时间
不正常凝结的典型特性曲线
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四、调凝外加剂：
除石膏外，许多无机盐或有机化合物也可以调节凝结 时间。通常分为缓凝剂和促凝剂(早强剂)两种。 A 缓凝剂：能延缓凝结时间，并对后期强度发展无不 利影响的外加剂。 缓凝剂主要有四类： 糖类，如糖钙等； 木质素磺酸盐类，如木质素磺酸钙、木质素磺酸钠 等； 羟基羟酸及其盐类，如柠檬酸、酒石酸钾钠等； 无机盐类，如锌盐、硼酸盐、磷酸盐等。
F.碱含量：
水泥中碱含量高时，凝结速度加快，石膏应适 当多掺。
实际生产中影响石膏掺量的因素很多，很难精确计算
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（3）确定最佳掺量的可靠方法
是强度和有关性能试验。
具体如下：
按不同石膏掺量配制几组试样并磨细——分 别测凝结时间、安定性、强度——找出安定 性合格、凝结时间正常、强度最高的一组即 为最佳掺量。 SO3为1.5％～2.5％, 在3.5％以下
硅酸盐水泥的特性介绍及应用(ppt 91页)
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水泥的应用
土木工程
海洋工程
能源电力 水利电力
房屋建筑、道路、桥梁、隧 道、机场。 港口、码头、水下建筑、石 油钻井平台。 石油钻井、热电站、核电站。 大坝、水电站、水工建筑。
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输 水 管
内
径 6.6 m
外
径 7.5 m
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如砌筑水泥、油井水泥、 道路水泥、大坝水泥等
如白色硅酸盐水泥、快凝 快硬硅酸盐水泥等
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第二节 硅酸盐水泥
一、硅酸盐水泥生产及其矿物组成 凡由硅酸盐水泥熟料，0～5％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，称为硅酸盐水泥(也称波特兰水泥)。
不掺混合材料的，称为Ⅰ型硅酸盐水泥， 代号P.Ⅰ；掺入不超过水泥质量5%的混合材料 的，称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。
氟铝酸盐水泥等
活性二氧化硅 活性氧化铝
石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、 低热钢渣矿渣水泥等
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按性能和用途分 通用水泥
水泥
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专用水泥 特性水泥
硅酸盐水泥(P.I、P.II) 普通硅酸盐水泥(P.O) 矿渣硅酸盐水泥(P.S) 粉煤灰硅酸盐水泥(P.F) 火山灰质硅酸盐水泥(P.P) 复合硅酸盐水泥(P.C)
CaO·Fe2O3·H2O
与C3A的水化相似，主要水化产物为水化铝酸三 钙C3AH6晶体、水化铁酸一钙。
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水泥熟料的主要水化产物有：水化硅酸钙 和水化铁酸钙胶凝、氢氧化钙、水化铝酸 钙和水化硫铝酸钙晶体。在充分水化的水 泥石中，C-S-H约占70%，CH约占20%，钙 矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%。
硅酸盐水泥 论文
河南大学土木建筑学院课题：硅酸盐水泥硅酸盐水泥胶凝材料是指在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石状体的过程，能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质。
因其具有原料丰富、生产成本低、耐久性好、适应性强、耐火性好等众多优点而广泛应用于工业、民用建筑、水利工程等建设之中，成为在国民经济及人民生活中不可缺少的重要材料。
胶凝材料一般可分为有机和无机两类。
有机胶凝材料是指各种树脂和沥青等；无机胶凝材料又可分为水硬性和非水硬性。
水硬性胶凝材料在拌水后技能在空气中硬化一，又能在水中硬化并具有强度，通常称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥等；非水硬性胶凝材料是指不能在水中硬化，但能在空气中或其他条件下硬化，如石灰、石膏、镁质胶凝材料等等。
在众多的胶凝材料中，水泥占有尤为突出的，它是基本建设的主要原料之一，广泛应用于工业、农业、国防、交通、城市建设、水利及海洋开发等工程建设。
水泥工业的发展对保证国家建设和提高生活水平具有十分重要的意义。
水泥按其主要矿物组成可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、少熟料或无熟料水泥。
水泥的主要技术特征是：水硬性（分为快硬和特快硬两类）；水化热（分为中热和低热两类）；抗硫酸盐性（分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀）；膨胀性（分为膨胀和自应力）；耐高温性（铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级）。
在水泥诸多品种中，硅酸盐水泥是应用最广泛和研究最多的。
在此从硅酸盐水泥的分类、生产、技术要求、性能及应用等方面对硅酸盐水泥进行简单的研究分析。
所谓硅酸盐水泥是指从黏土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以硅酸盐钙为主要成分的熟料，加入0—5％的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，国际上统称为波特兰水泥。
硅酸盐水泥的分类硅酸盐水泥包括纯熟料硅酸盐水泥和掺混合材料硅酸盐水泥两类，我国按其混合材料的掺加情况，共分为如下五类：纯熟料硅酸盐水泥、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。
硅酸盐水泥的性能及应用
硅酸盐水泥的性能及应用要点：硅酸盐水泥的性能是具有理论性和实用性的重要内容，学习时应重点理解并定凝结时间的意义和影响凝结时间的因素；掌握水泥强度的产生、发展和影响因素；积变化与水化热在工程中所产生的影响；了解抗渗性、抗冻性及环境介质对水泥耐久响机理，掌握普通混凝土配合比的计算并了解混凝土的种类及应用；了解外加剂对水凝土的作用和常用外加剂的种类及机理。
硅酸盐水泥在现代建筑工程中主要用以配制砂浆、混凝土和生产水泥制品，随着国民经济的不断发展，水泥作为大量应用的工程材料，研究和改善其性能，对于发展水泥品种、提高建筑效率、改进工程质量都具有十分重要的意义。
硅酸盐水泥的性能包括：物理性能，如密度细度等，建筑性能，如凝结时间、泌水性、保水性、强度、体积变化和水化热、耐久性等。
8。
1硅酸盐水泥的凝结时间水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。
水泥浆体的凝结可分为初凝和终凝。
初凝表示水泥浆体失去流动性和部分可塑性，开始凝结。
终凝则表示水泥浆体逐渐硬化，完全失去可塑性，并具有一定的机械强度，能抵抗一定的外来压力。
从水泥加水搅拌到水泥初凝所经历的时间称为“初凝时间”，到终凝所经历的时间称为“终凝时间”。
在施工过程中，若初凝时间太短，往往来不及进行施工浆体就变硬，因此，应有足够的时间来保证混凝土砂浆的搅拌、输送、浇注、成型等操作的顺利完成。
同时还应尽可能加快脱模及施工进度，以保证工程的进展要求。
为此，各国的水泥标准中都规定了水泥的凝结时间。
初凝时间，对水泥的使用更具有实际意义。
根据中国水泥国家标准GB 175—1999规定,酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于390min。
8。
1。
1凝结速度水泥凝结时间的长短决定于其凝结速度的快慢。
从水泥的水化硬化过程可知，水泥加水拌和后熟料矿物开始水化，熟料中各矿物28d的水化速度大小顺序为CaA>CaS>C4AF>C2S，并产生各种水化物，C3S与C2S水化生成C_S_H凝胶和Ca(OH)2，C3A与C4AF在石膏作用下,根据石膏掺量的不同可分别水化生成三硫型水化硫铝(铁)酸钙(AFt)、单硫型水化硫铝(铁)酸钙(AFm)和C4AH l3固溶体。
硅酸盐水泥的技术性质资料
凡以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料，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（Portland cement），国际上统称为波特兰水泥。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ；掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。
硅酸盐水泥的相关技术性质：1.密度、细度密度：3.05~3.20g/cm3，一般取 3.10。
堆积密度：1000~1600kg/m3。
细度：指水泥颗粒的粗细程度，用筛余率或比表面积表示。
国标规定：硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg；其它五种水泥0.080mm 方孔筛的筛余量不超过10%。
细度影响到水泥的水化速度、收缩等性质。
粒径：< 3μm，水化非常迅速，需水量增大；>40μm，水化非常缓慢，接近惰性。
2.凝结时间初凝时间：水泥开始加水拌合起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间。
终凝时间：水泥开始加水拌合起至标准稠度净浆完全失去可塑性。
水泥凝结时间的测定，是以标准稠度净浆，在规定的温度和湿度条件下，用标准稠度测定仪来测定。
国标规定：水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5h。
检验水泥的凝结时间和体检定性时，需用“标准稠度”的水泥净浆。
标准稠度用水量：不同水泥达到标准稠度时所需的加水量。
用水泥标准稠度仪测定。
一般在21~28%。
凝结时间的工程意义：水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇筑和砌筑等工作。
水泥的终凝时间也不宜过迟，以便混凝土尽快硬化，具有强度。
异常情况：闪凝——未掺石膏（水泥可继续使用）假凝——温度过高、石膏少（影响水泥正常使用）3.体积安定性定义——水泥在凝结硬化过程中提及变化是否均匀。
为什么会出现体积不安定？①熟料中含游离氧化钙过多；②熟料中含游离氧化镁过多。
水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形，即为安定性不良。
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嚴重損傷／刺激眼睛物質第2A級、吸入性危害物質第2級。
標示內容：
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吸入性危害，如果吞食並進入呼吸道可能有害危害防範措施：若與眼睛接觸，立刻以大量的水洗滌後洽詢醫療
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