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水泥基础知识

一、水泥术语:水泥按用途及性能分为三类。

1、通用水泥,一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指:GB175—1999、GB1344—1999和GB12958—1999规定的六大类水泥,即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

2、专用水泥,专门用途的水泥。如:G级油井水泥,道路硅酸盐水泥。

3、特性水泥,某种性能比较突出的水泥。如:快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。

二、水泥按其主要水硬性物质名称分为

(1)硅酸盐水泥,即国外通称的波特兰水泥;

(2)铝酸盐水泥;

(3)硫铝酸盐水泥;

(4)铁铝酸盐水泥;

(5)氟铝酸盐水泥;

(6)以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。

三、水泥按需要在水泥命名中标明的主要技术特性分为:

(1)快硬性:分为快硬和特快硬两类;

(2)水化热:分为中热和低热两类;

(3)抗硫酸盐性:分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类;

(4)膨胀性:分为膨胀和自应力两类;

(5)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。

四、水泥命名的一般原则

水泥的命名按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性进行,并力求简明准确,名称过长时,允许有简称。通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。专用水泥以其专门用途命名,并可冠以不同型号。以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥是以主要组分的名称冠以活性材料的名称进行命名,也可再冠以特性名称,如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等。

五、主要水泥产品的定义

1、水泥:加水拌和成塑性浆体,能胶结砂、石等材料既能在空气中硬化又能在水中硬化的粉末状水硬性胶凝材料。

2、硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、0%~5%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,分P.I和P.II,即国外通称的波特兰水泥。

3、普通硅酸盐水泥: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,称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥),代号:P.O。4、矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为矿渣硅酸盐水泥,代号:P.S。

5、火山灰质硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。称为火山灰质硅酸盐水泥,代号:P.P。

6、粉煤灰硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为粉煤灰硅酸盐水泥,代号:P.F。

7、复合硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为复合硅酸盐水泥(简称复合水泥),代号P.C。

8、中热硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料、加入适量石膏磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。

9、低热矿渣硅酸盐水泥:以适当成分的硅酸盐水泥熟料、加入适量石膏磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。

10、快硬硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料加入适量石膏,磨细制成早强度高的以3天抗压强度表示标号的水泥。

11、抗硫酸盐硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏磨细制成的抗硫酸盐腐蚀性能良好的水泥。

12、白色硅酸盐水泥:由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏,磨细制成的白色水泥。

13、道路硅酸盐水泥:由道路硅酸盐水泥熟练,0%~10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为道路硅酸盐水泥,(简称道路水泥)。

14、砌筑水泥:由活性混合材料,加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏,磨细制成主要用于砌筑砂浆的低标号水泥。

15、油井水泥:由适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料等磨细制成的适用于一定井温条件下油、气井固井工程用的水泥。

16、石膏矿渣水泥:以粒化高炉矿渣为主要组分材料,加入适量石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰磨细制成的水泥。

六、水泥窑的类型和作用

水泥窑目前主要有两大类,一类是窑筒体卧置(略带斜度),并能作回转运动的称为回转窑(也称旋窑);另一类窑筒体是立置不转动的称为立窑。水泥回转窑的类型即特点:水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑,按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产,与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同,又可分为不同类型的窑。回转窑的分类大致如下:

1、湿法回转窑的类型:用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑,湿法生产是将生料制成含水为32%~40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆,所以各原料之间混合好,生料成分均匀,使烧成的熟料质量高,这是湿法生产的主要优点。

2、干法回转窑的类型:干法回转窑与湿法回转窑相比优缺点正好相反。干法将生料制成生料干粉,水分一般小于1%,因此它比湿法减少了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高,所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉,其流动性比泥浆差。所以原料混合不好,成分不均匀。

七、水泥立窑的类型即特点

我国目前使用的立窑有两种类型:普通立窑和机械立窑。普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料,人工卸料;机械立窑是机械加料和机械卸料。机械立窑是连续操作的,它的产、质量及劳动生产率都比普通立窑高。根据建材技术政策要求,小型水泥厂应用机械化立窑,逐步取代普通立窑。

八、水泥生产中的质量控制及标准

水泥生产质量管理主要有二个方面:一方面是控制主机设备—窑、磨在指标控制范围内的正常运转;另一方面是管理好各种库,原料、煤、生料、熟料、水泥各库内物料的数量与质量,掌握进库与出库,保证生产的正常运转。确定质量控制点和控制指标是一项非常重要的工作,一定要从本厂工艺流程和设备的具体情况出发,制定合理的、可行的方案,才能更好地指导生产。

九、我国水泥标准制、修订的主要内容

我国水泥新标准与老标准相比主要有两个方面的变化:

一是采用GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》代替现行GB177—85《水泥胶砂强度检验方法》;

二是以ISO强度为基础修订了我国六大通用水泥标准。

(一)GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准制订GB/T 17671—1999是我国等同采用国际标准ISO 679—1989制定的,于1999年2月8日发布,1999年5月1日起生效。GB/T 17671—1999与GB177—85同属检验水泥胶砂强度的“软练法”,即采用塑胶砂,4X4X160m棱柱试体,将试体先进行抗折强度试验,折断后的两个半截试体再进行抗压强度试验。两者的核心差别在于胶砂组成不同,ISO方法采用的水灰比适中,灰砂比适中,特别是采用了级配标准砂,因而ISO方法检验得到的强度数值比GB-177方法更接近于水泥在砼中的使用效果。

(二)六大水泥标准修订的主要内容

1、水泥胶砂强度检验方法改为GB/T 17671—1999方法六大水泥产品标准均引用GB/T 17671—1999方法作为水泥胶砂的强度检验方法,不再采用GB 177—85方法。因此GB/T 17671—1999方法上升为强制性方法,而GB 177—85方法下降为推荐性方法。

2、水泥标号改为强度等级六大水泥老标准实行以Kgf/cm2表示的水泥标号,如32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。六大水泥新标准实行以Mpa表示的强度等级,如32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等,使强度等级的数值与水泥28天抗压强度指标的更低值相同。新标准还统一规划了我国水泥的强度等级,硅酸盐水泥分为三个等级6个类型,42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R,其他五大水泥也分3个等级6个类型即32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R

3、强度龄期与各龄期强度指标设置六大水泥新标准规定的水泥强度龄期均为3天、28天两个龄期,每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。


砂石骨料是水利、建筑工程中砂、卵(砾)石、碎石、块石、料石等材料的统称,是混凝土和堆砌石等构筑物的主要建筑材料。NO1.粗、细骨料进场要注意哪些事项?粗骨料主要应控制其粒径、级配、粒形、石粉含量、泥块含量。每车进行宏观检查,不合格不得卸车。此外,要按规范要求,按批量检验各项指标。细骨料应控制细度模数、含泥量和泥块含量。每车进行宏观检查,不合格不卸车。同样,应按规范要求批量检验。NO2.何为骨料级配?骨料级配就是组成骨料的不同粒径颗粒的比例。骨料即是砂石等散状物体,骨料级配就是组成骨料的不同粒径颗粒的比例关系。砂子的级配,不同砂子有不同的级配,颗粒粒径越小所占的比例越大,说明砂子越细,相反粒径大的颗粒比例越大,说明砂子越粗。石子也是这样。NO3.泵送混凝土为什么要控制粗骨料针片状含量?当针片状含量高时,针状粗骨料抗折强度比较低,且粗骨料间粘结强度下降,因而致使混凝土强度下降。对于预拌混凝土来说,针片状含量高,会使粗骨料粒形不好,从而使混凝土流动性下降。同时针片状骨料很容易在管道处堵塞,造成堵泵,甚至爆管。因此,泵送混凝土要求其针片含量≤10%,高强度混凝土要求则更高。NO4.轻细骨料内养护混凝土?是指在高强度、低水胶比(水胶比小于0.30)的混凝土中掺入适量轻砂,作为混凝土内养材料,当混凝土内部湿度下降时,能促进水泥水化继续进行的混凝土。一般混凝土内部相对湿度会随水泥水化进行而降低,产生自干燥现象,从而引起收缩,易产生原始微裂缝,影响混凝土耐久性。若在高强混凝土中掺入适量轻砂,如陶砂、粉煤灰砂作为混凝土内养材料,由于轻砂孔隙中含有部分水,当混凝土内部湿度下降时,饱和轻骨料中的水分释放到毛细孔中,促进水泥水化继续进行,因此减小了混凝土的收缩。NO5.砂子细会带来什么影响?砂子太细,混凝土需水量上升,而且用细砂配制的混凝土其可泵性、保塑性均较差,混凝土强度会下降,易开裂。NO6.砂含泥量大会带来什么后果?砂含泥量大,混凝土需水量大,保塑性差,收缩加大,混凝土强度下降,结构易开裂。因此,要控制砂含泥量≤3%(C30~C50),高强混凝土含泥量要求更高。NO7.砂石中有泥块会对混凝土有何影响?砂石中泥块除与含泥量带来同样的影响外,还会严重影响混凝土强度。比如,泥块会削弱混凝土断面,浇筑地面时泥块上浮,干缩后会在表面形成凹坑等缺陷。NO8.为什么配制高强度混凝土时应采用粒径小一些的石子?随着粗骨料粒径加大,其与水泥浆体的粘结削弱,增加了混凝土材料内部结构的不连续性,导致混凝土强度降低。粗骨料在混凝土中对水泥收缩起着约束作用。由于粗骨料与水泥浆体的弹性模量不同,因而在混凝土内部产生拉应力。此拉应力随粗骨料粒径的增大而增大,并会导致混凝土强度降低。随着粗骨料粒径的增大,在粗骨料界面过渡区的Ca(OH)2晶体的定向排列程度增大,使界面结构削弱,从而降低了混凝土强度。试验表明:混凝土中粒径15~25mm粗骨料周围界面裂纹宽度为0.1mm左右,裂缝长度为粒径周长的2/3,界面裂纹与周围水泥浆中的裂纹连通的较多。而5~10mm粒径粗骨料混凝土中,界面裂纹宽度较均匀,仅为0.03mm,裂纹长度仅为粒径周长的1/6。粒径大小不同的粗骨料,混凝土硬化后在粒径下部形成的水囊积聚量也不同,大粒径粗骨料下部水囊大而多,水囊中的水蒸发后,其下界面形成的界面缝必然比小粒径的宽,界面强度就低。NO9.为什么同样配比混凝土,卵石混凝土比碎石混凝土强度低3~4MPa?粗骨料的表面粗糙,有利于水泥浆与骨料的界面强度。根据多年试验,卵石配制的混凝土一方面由于其含风化石较多,本身压碎指标低于碎石,而且表面光滑,界面强度低,因此由其配制的混凝土强度会比同配比碎石混凝土低3~4MPa。NO11.机制砂优点?机制砂有以下优势:1、质量优势。料源固定、稳定、机械化的生产方式,保证了机制砂产品的质量稳定、可调、可控。2、品质优势。有较高的表面能和亲水性,有完整的级配,有多种的矿物成分可选择。颗粒级配稳定,可调整,粒形可改善。3、资源优势。可利用各种废弃资源,适当分选与加工尾矿,不少尾矿就可以利用机制砂设备制成人工砂石。既解决了环境污染的问题,又提高了自然资源利用率,完全符合循环经济和科学发展观的要求。城市规划建设中,大量的建筑垃圾也可以通过细碎机等设备进行破碎,用来生产加工机制砂骨料也能促进资源利用。另外像炉渣、矿渣、水渣等工业固体废渣都可以通过高效细碎机进行加工,用来做砂石骨料。NO12.什么是碱骨料反应?混凝土中的碱与化学成分为活性二氧化硅的骨料发生化学反应,生成碱-硅酸凝胶后吸水膨胀,膨胀应力使混凝土开裂,这个过程称为碱骨料反应。NO13.什么是精品骨料?什么是精品砂?骨料是混凝土中起骨架和支撑作用或填充作用的粒状松散材料。骨料分粗骨料和细骨料,粗骨料包括卵石、碎石、废渣等,细骨料主要是中细砂。在混凝土拌料时,水泥经水搅拌成稀糊状,如果不加骨料的话,它将无法成型,将导致无法使用。所以说骨料是建筑中十分重要的原料。砂是一种建筑材料。在施工中称为细集料,按直径不同分为:粗砂、中砂和细砂。砂也可泛指细碎如砂的物质。砂石骨料是水利工程中砂、卵(砾)石、碎石等材料的统称。粒径大于5mm的骨料称为粗骨料,即我们常说的石子,粒径小于5mm的骨料称为细骨料,又称为砂。砂石料是水利工程中混凝土和堆砌石等构筑物的主要建筑材料。综上所述,精品骨料、精品砂应该是严格符合以上规格,区别于一般骨料、砂的精品建筑材料。NO14.轻骨料混凝土?由胶凝材料和轻骨料配制而成的,容重不大于1900kg/m。可分为全轻混凝土(用轻砂)与砂轻混凝土(用普通砂)。按用途可分为保温用的:密度为800kg/m以下;结构保温用的:密度为800~1400kg/m;结构用的:密度为1400kg/m以上。NO15.什么样的石头可以制砂?随着人工砂石骨料的需求量的增加,越来越多的物料被开采用于砂石生产,常见的砂石原料主要有河卵石、铁矿石、石英、石灰石、白云石、花岗岩、玄武岩等 卦山矿渣32.5水泥 双良矿渣32.5水泥 加工沙 加气块15x24x60 0.5水泥 高钙小块白灰 袋装白灰 加气块30x24x60 石粉 加气块18x24x60