第1个回答 2007-05-09
水泥的主要成分:主要成分是硅酸盐。水泥的种类较多,其组成有所区别。
普通水泥主要成分的名称:硅酸三钙 、硅酸二钙 、铝酸三钙:
化学式:3CaO•SiO2,2CaO•SiO2,3CaO•Al2O3 。
水泥是一种细磨材料,加入适量水后成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能把砂、石等材料牢固地粘结在一起,形成坚固的石状体的水硬性胶凝材料。水泥是无机非金属材料中使用量最大的一种建筑材料和工程材料,广泛用于建筑、水利、道路、石油、化工以及军事工程中。近年来,工业发达国家的水泥产量因需要量基本达到饱和,水泥年产量已趋于平稳或下降,而中国等发展中国家的水泥产量则增长较快,例如:1983年世界水泥产量为900Mt,中国的水泥产量则为100Mt。
沿革 大约2000年前,希腊和古罗马人在建筑工程中使用了一种石灰和火山灰的混合物,它们在水中缓慢反应生成坚硬的固体,这是最早应用的水泥。19世纪初,英、法等国将粘士化的石灰(或泥灰岩)经烧结成为水硬性材料,当其中氧化铝和氧化硅含量之和达到20%~35%时,称为天然水泥。这种水泥的烧成温度低,不控制成分。1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石和粘土的人工混合物烧成一种水硬性的胶凝材料,它在凝结硬固后的颜色、外观和当时英国用于建筑的优质波特兰石头相似,故称之为波特兰水泥。他为此取得了专利,1825年,在英国建厂生产。但阿斯普丁所得产物。因烧成温度低而质量不够好。真正类似于现在的波特兰水泥是1850年英国人I.C.约翰孙制造的。从此开始了波特兰水泥工业。一百多年来,硅酸盐水泥的生产工艺和性能不断得到改进,同时又研制了为数众多的新品种,迄今已发展到100多种水泥。
中国在1889年于唐山建立了第一座水泥厂,1906年在唐山成立启新洋灰股份有限公司(见启新水泥厂),开创了中国的水泥工业。1949年的水泥产量为660kt,到1984年已达 120Mt,水泥品种也从单一的硅酸盐水泥发展至60多个品种。
分类 水泥的分类方法有多种:
1.根据生产的原料性质分为天然水泥、有熟料水泥(用石灰石和粘土按所需成分配合,在较高温度下煅烧得到的产物称为熟料)和无熟料水泥(利用粉煤灰、高炉矿渣等工业废料或天然火山灰与石灰、水玻璃等碱性激发剂以及石膏按比例磨细,不经煅烧而制得的水泥)。
2.根据水泥的性能,可分为快硬水泥(早强水泥)、低热水泥、膨胀水泥、耐酸水泥、耐火水泥等。
3.根据用途,可分为油井水泥、大坝水泥、喷射水泥、海工水泥等。
4.根据水泥中主要化学成分,分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(高铝水泥)、磷酸盐水泥等,后者应用较少。虽然水泥的品种繁多,但95%以上属硅酸盐水泥类,只是根据工程的要求改变其中化学组成,或在使用时加入某些调节性能的物质而已。
硅酸盐水泥 一类以高碱性硅酸盐为主要化合物的水硬性水泥的总称(在西方国家通称波特兰水泥)。它是将钙质(石灰石等)和铝硅酸质(粘土等)原料按一定比例混合,磨细后在水泥窑内经高温(约1720K)煅烧,得到水泥熟料,再与适量的石膏共同研磨至一定细度而制得的。
性能 硅酸盐水泥的相对密度为3.1~3.2。水泥与水接触会放出热量,经过一定时间便凝结(不同品种的水泥有不同的凝结时间)。为保证水泥有合适的凝结时间,常加入适量的石膏,化肥工业副产品磷石膏、氟石膏也可作代用品。石膏的加入量主要决定于水泥熟料中铝酸盐的含量,加入量以三氧化硫计不能超过3.5%。水泥应有良好的体积安定性。凝结后的水泥在空气中和水中很快硬固并具有机械强度(抗压和抗折强度)。一般以水泥:砂=1:2.5的砂浆试样在水中养护3天、7天和28天的抗压和抗折强度,均符合国家标准作为水泥的强度指标,以kg/cm2计,并以28天的抗压强度的数值称为水泥的标号。硅酸盐水泥常用标号有325、425、525和625。一些高强和超高强水泥的标号,甚至可达1000以上。水泥熟料中各矿物与水接触时发生水化反应(即水合),同时生成氢氧化钙、水化硅酸钙凝胶、水化铝酸钙和水化铁酸钙等。当有石膏时,后两种水化物分别生成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙。水泥浆体在干燥条件下会收缩,在潮湿环境下会膨胀。氢氧化钙和水化铝酸钙将受海水中硫酸盐的侵蚀作用,因此对海港等所用水泥要限制水泥中铝酸钙的含量。若水泥中碱含量过高,而制成混凝土的集料又含有活性氧化硅时,还会发生碱-集料反应,体积膨胀,水泥石和混凝土将会毁坏。熟料中过多的游离氧化钙和方镁石在水化反应时,也产生体积膨胀,造成水泥体积安定性不良,这种水泥就不合格。
品种 硅酸盐水泥根据其中矿物组成的变化和外加混合材料的不同而有不同的品种。熟料中只加石膏而制得的水泥称纯硅酸盐水泥,如在其中加入高炉矿渣、粉煤灰或火山灰等混合材料,则分别称为矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥。如果上述混合材料的加入量不超过15%,则称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)。上述五种水泥的生产量最大,常称为五大品种水泥。根据工程要求,在生产过程中可以改变水泥熟料的化学成分,从而生成的各种矿物的含量有差别,如对于高温油井水泥要求硅酸二钙含量增多;大坝用水泥则要求铝酸钙和硅酸三钙的含量低;白色硅酸盐水泥要求氧化铁的含量小于 0.5%;快硬水泥应使硅酸三钙的含量高等。从节约能源和开拓资源出发,生产硅酸盐水泥时,组分中有时还加入石膏和萤石,提高氧化铁含量,降低氧化钙含量,生成以硅酸二钙、铁铝酸钙和无水硫铝酸钙为主要矿物的水泥熟料。有的水泥中并含有少量的氟铝酸钙。
原料 硅酸盐水泥熟料中的主要化学组成是氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁。氧化钙主要来源于石灰质原料,如石灰石、白垩、泥灰岩等;氧化铝和氧化硅则来源于含硅酸铝的物质,如粘土、高炉矿渣、粉煤灰等;氧化铁则利用硫酸生产中的硫铁矿渣。用于生产硅酸盐水泥的石灰质原料中的氧化钙含量一般在52%左右;粘土质原料中的氧化硅含量达57%左右,氧化铝的含量则小于20%。为了降低煅烧温度,并在煅烧过程中生成一部分熔融物,常加少量氧化铁原料。对原料还要控制其中碱和氧化镁的含量,即在水泥熟料中氧化镁的含量应小于5%,总碱量(Na2O+K2O)对于一般水泥应小于1.2%,对低碱水泥则应小于0.6%。
生产工艺 硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成(粉磨)和包装等过程。
1.生料制备
包括从原料破碎开始至成分调配到合乎要求的生料过程。生料制备有干法和湿法两种方法。在干法制备过程中,石灰石等大块硬质原料,按传统工艺是先经过一次破碎至大小在100mm左右的块料,或再经第二次破碎至小于25mm的块料(近年来已发展一次即破碎至小于25mm的块料工艺)。粘土等含水原料则应经烘干再与石灰石、铁矿石等按比例送入磨机内,研磨成细的生料粉,输入搅拌库,在库中用压缩空气搅拌,并调整成分至合格的生料粉。湿法制备生料过程与干法的主要区别,在于粘土是先用水淘洗成泥浆,与石灰石和铁矿石共同研磨至含水分约为35%的生料浆。干法制备生料的主要优点是在煅烧水泥熟料时的热耗比湿法低,每千克熟料的热耗只需要3.6~4.6MJ,而湿法需要 5.2~6.3MJ。但湿法制备的生料成分较易均匀。一些先进干法生产水泥厂,近年来采用原料预均化和生料成分自动控制等措施,以保证生料粉成分的均匀。
生料的研磨在不同类型的磨机中进行,主要有球磨、管磨、立式磨和烘干与研磨同时进行的中间卸料磨等。为节约研磨过程的电能、提高磨机效率,生产中常采用闭路(圈流)式粉磨,即将出磨机物料先经过一个颗粒分级设备——选粉机,选出细颗粒部分作为产品,粗颗粒部分返回磨机内继续研磨。闭路系统粉磨比开路粉磨(不经过选粉机分级)的产量约可提高15%~25%,并减少了过粉碎现象。缺点是设备投资大、操作和管理较复杂。近年来,又采用一种新型的带选粉机的立式辊轮磨,将破碎、研磨、干燥和分级在同一个装置内完成。目前,最大的立式磨每小时产量可达400t。
2.熟料煅烧
已制备好的生料在不同型式的窑内煅烧成水泥熟料。一般生料粉或生料浆在回转窑内煅烧,中国大多数小型水泥厂均采用立窑煅烧,用立窑煅烧时生料粉中混入需要的煤粉,并加适量水混合制成直径为10~30mm的生料球。立窑煅烧的水泥熟料质量略差,但煅烧温度低,耗煤量较小。为了节约能耗、提高回转窑的生产能力,自70年代开始发展了窑尾带预热器和分解炉的窑外分解技术。
水泥生料在窑内受热过程中发生一系列物理和化学变化,如游离水的蒸发、粘土脱去结晶水、碳酸钙分解成氧化钙。后者与粘土中的氧化硅和氧化铝及铁矿石间发生固相反应生成化合物,它们的存在形式主要有四种,即硅酸三钙(3CaO•SiO2,简写C3S)、硅酸二钙(2CaO•SiO2,简写C2S),铝酸三钙(3CaO•AI2O3,简写C2A)和铁铝酸四钙(4CaO•Al2O3•Fe2O3,简写C4AF)。还有少量未化合的氧化钙和方镁石 (MgO)。有时还有硫酸盐、钛酸盐等,但数量更少。由于熟料中还含有其他氧化物,上述各化合物并不是以纯的状态存在,往往固溶有其他各种氧化物。故又将它们按照矿物相(即晶相)来命名,如硅酸三钙称阿利特,它在熟料中占50%以上;硅酸二钙称贝利特,约含有25%;铝酸三钙为铝酸盐;铁铝四钙称才利特。从反光显微镜下观察到的水泥熟料结构可见到六方晶体是阿利特,圆粒晶体是贝利特。晶体间的物质系由于物料在1450℃左右温度下有约30%熔融经冷却后形成,称中间相,其中亮的部分是才利特,又称白色中间相(即无定形的非晶相),暗色的是铝酸盐,又称黑色中间相。水泥熟料化学成分(%)有一定范围要求,氧化钙62~67,氧化硅20~24,氧化铝4~7,氧化铁3~5。
3.水泥制成和包装
从窑内出来的水泥熟料经冷却后加入适量石膏(控制水泥中SO3≤3.5%),在磨机内研细,制成硅酸盐水泥。水泥研磨的细度对水泥质量影响较大,提高细度,可提高水泥的强度,但相应的电耗也增大。细度一般控制在0.08mm方孔筛上的筛余量不大于10%,或者比表面积在3000cm2/g左右。水泥研磨过程中的粉尘较大,因此在设备进出口、输送过程及包装处均应安装收尘设备,如沉降室、旋风收尘器、袋收尘器等。一些先进的工厂中均装有电除尘器。在中国还利用含K2O高的粘土或钾长石代替粘土原料,在煅烧过程中使氧化物挥发至尘埃中,收集含K2O较高的粉尘,可以作钾肥使用。水泥粉常用纸袋包装,但近年来已大量改用散装船、散装车输送,提高了装运效率,降低了成本。
用途 广泛用于民用和工业用的建筑工程,例如油田和气田的固井、水利工程中的大体积坝体、军事抢修工程,还可用于作耐酸、耐火材料,坑道中喷射封顶以代替坑木。水泥还可以代替木材和钢材用于多种场合,如电线杆、铁路枕轨、输油和输汽管道、贮原油和贮气罐等。
高铝水泥 又称矾土水泥,它是以低碱性铝酸盐为主要矿物的水硬性材料。生产高铝水泥的原料是石灰石和矾土,有烧结法和熔融法。中国以烧结法生产为主。其主要化学成分(%):氧化钙32~34,氧化铝50~60,氧化硅4~8,氧化铁1~3,氧化亚铁0~1,氧化钛1~3。烧成后的矿物有:铝酸一钙(CaO•Al2O3,简写CA)、二铝酸一钙(CaO•2Al2O3,简写CA2)、七铝酸十二钙(12CaO•7Al2O3,简写 C12A7)、硅酸二钙、铝硅酸二钙(2CaO•Al2O3•SiO2简写C2AS)和少量钛酸钙(CaO•TiO2,简写CT)。中国生产的高铝水泥的主要的矿物组成(%)范围是:CA40~50,CA220~35,C2AS20~30。CA是水硬性很高的矿物,凝结速度不快,但硬化迅速,早期强度高。CA2水硬性较低,C2AS在结晶状态下不具水硬性。
高铝水泥的早期强度发展很快,24小时即达极限强度值的80%,并以3天抗压强度值作为它的标号(包括1天、3天的抗压和抗折强度),标号有425、525、625和725。 高铝水泥具有良好的抗硫酸盐性和一定的耐高温性,它在900℃和1300℃尚可分别保留原有强度的 70%和53%。它主要用于抢修工程,早期强度要求高、抗硫酸盐腐蚀和抗冻等的工程。它适于冬季施工,但不适于作为永久性结构材料。它还可以与耐火集料配合制成耐火混凝土,用作工业窑炉的内衬。高铝水泥亦可配制成不同的品种,有铝酸盐自应力水泥、铝酸盐膨胀水泥和耐火度不低于1580℃的耐热混凝土等。中国于1955年开始生产高铝水泥,并首次采用回转窑烧结法生产。
一、水泥的定义
凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中继续硬化,并能将砂、石等材料胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥。
二、水泥的分类
水泥按其用途和性能可分为三类:
1、通用水泥:用于一般土木建筑工程的水泥。
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。包括: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、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥等。
2、专用水泥:专门用途的水泥。
专用水泥以其用途命名,并可冠以不同型号。例如A级油井水泥、砌筑水泥等。
3、特性水泥:某种性能比较突出的水泥。
特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名,并可冠以不同型号或混合材料名称。如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等。
三、水泥生产工艺简述
水泥的生产过程通常概括为二磨一烧,分为三个阶段:石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后,按一定比例配合、磨细并调配为成分合适、质量均匀的生料,称为生料制备;生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得到的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的过程,称为熟料煅烧;熟料加适量石膏、混合材料或外加剂共同磨细为水泥,并包装或散装出厂,称为水泥粉磨及出厂。
四、水泥产品的选购和使用
1、用户选购水泥依据
用户在购买水泥前,应了解各水泥品种的特性、技术要求和适用范围,根据工程的实际需要选择适当的水泥品种,进一步掌握该品种水泥的性能和使用方法。确定所购标号时,应在保证混凝土强度的前提下,提高经济效益,避免浪费。可从以下几方面考察生产厂家的产品质量、管理水平和检测能力:
一 产品的实物质量
① 出厂水泥各项指标应达到国家标准和《水泥企业质量管理规程》的要求,近期无不合格水泥出厂。出厂水泥28天抗压强度应留足富裕强度,切忌品质指标擦边球。
② 产品的均匀性和稳定程度。主要用变异系数和保证系数来衡量。变异系数越小,且保证系数大于3%时,说明该厂产品质量均匀、可靠,无大起大落的现象。
③ 袋重、包装物质量及包装标志。水泥20袋总重不得少于1000公斤,包装袋必须符合GB9774-2002《水泥包装袋》要求,以降低破包损失,提高防潮性能。包装标志清晰、完整,纸袋上应标明生产企业名称、商标、生产许可证编号、水泥品种、标号、编号、包装日期等。
二 质量管理水平
企业应建立质量管理制度,有专职出厂水泥管理员,用科学方法检测28天强度,接受上级质量管理部门的监督检查,化验室能够提供所有质量数据。
三 检测能力
企业化验室应有上级质量管理部门颁发的合格证,检验人员持证上岗。定期与上级质量检验机构进行品质指标对比,且对比情况较好。实验室检验设备齐全,环境符合规定要求。
四 当工程需要使用外加剂时,应查询水泥对外加剂的适用性等方面的情况。
2、为什么有的水泥施工后出现“起砂”现象?如何防止?
水泥施工后出现“起砂”现象,一般见于矿渣水泥、火山灰质水泥和无熟料水泥。因为这些水泥中的熟料成分较少或没有熟料成分,因而在水化时其液相中的氢氧化钙浓度比硅酸盐水泥或普通水泥低,这些水泥浇制的混凝土和砂浆表面层的氢氧化钙浓度甚至低到在碱性激发作用后不能使表层硬化,在构件硬化后就会引起构件表面“起砂”,严重时还会导致构件“脱皮”;水泥水化时空气中的二氧化碳与凝胶中的氢氧化钙作用生成碳酸钙,从而使混凝土和砂浆表面碱度降低,是水泥不能很好地硬化;此外,混凝土和砂浆用水量过多而发生泌水现象,加之养护不当,成型后过早浇水也会引起“起砂”现象。已硬化的砂浆和混凝土经常受到风吹日晒、干湿循环和碳化作用等也会造成“起砂”。
为了避免或减轻表面“起砂现象”,除合理选择好水泥品种以外,应严格控制施工工艺,注意加强养护并在凝结前后进行二次压面以提高其表面密实度。
3、水泥起霜的原因和预防措施
水泥,特别是双掺水泥(在硅酸盐水泥熟料中加入一定量的矿渣、石灰石和石膏制成的水泥)常常出现起霜现象。即这种水泥凝结时间正常,主要力学性能符合国家标准,但使用它制成的混凝土表面、抹平的地面或墙壁,常常出现一层白色物质(白霜)。除去这层白霜后,出现许多针尖大小的微孔,表面不光滑,影响建筑物的美观,降低混凝土的抗腐蚀性能和使用寿命。
水泥起霜的主要原因是水泥产物氢氧化钙与大气中的二氧化碳反应,生成碳酸钙沉积在混凝土制品表面上;或是:水化产物氢氧化钙溶液中,当水蒸发后,氢氧化钙在混凝土缝隙中析晶并聚集在它的表面上。另外,石灰石或建房用砂中,含有一定量的可溶含碱的有机物,由它们形成的氢氧化物、碳酸盐或其他碱盐溶液比较容易地、迅速地在混凝土表面渗出“霜盐”而结霜。
预防起霜的措施:凡是能够降低水泥化产物氢氧化钙浓度的物质,就应该可以降低起霜程度。粉煤灰做混合材有一定效果。外掺一定防霜剂效果也不错。
4、施工时,对水泥混凝土泌水性可采取哪些相应措施?
针对水泥泌水性,无论采取什么措施,其总的目标是:提高混凝土的密实度,改善孔径分布。为此,必须正确设计混凝土的配合比,保证足够用水量,适当降低水灰比,仔细选择集料级配,提高施工质量。具体方法有:使用木质素磺酸钙、WF减水剂、建1减水剂等减水剂,可降低混凝土孔隙孔径,使其形成大量分散极细的气孔;相应采取尽快排除泌出水分的措施,如吸水模板、真空作业或离心成型等工艺;在泌水过程临近结束时,使用二次捣实的办法,则可使实际的水灰比降低,相应提高强度,而且混凝土的密实性、均匀性也将得到改善。
5、建筑工程对配置混凝土的材料质量有何要求?
施工过程中,混凝土的搅拌、成型、养护等工艺因素影响混凝土的质量,但其主要作用的是组成材料的品质及其配合比。
① 集料:应洁净,质地较密,具有足够的强度,表面粗糙,有棱角的较好。
② 砂:应清洗干净,粗细程度和颗粒级配应恰当。通过试验,找出最佳砂率。
③ 水:PH值不得低于4,含有油类、糖、酸或其它污蚀物质的水,会影响水泥的正常凝结与硬化,不能使用。海水含有大量的氯化物和硫酸盐,不得使用。
④ 浇筑混凝土时,必须限制物料高度和速度,使之均匀落入,避免分离现象,然后均匀捣实。本回答被网友采纳
第2个回答 2007-05-09
水泥
cement
粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中或水中硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料,用水泥制成的砂浆或混凝土,坚固耐久,广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。
cement一词由拉丁文caementum发展而来,是碎石及片石的意思。水泥的历史可追溯到古罗马人在建筑工程中使用的石灰和火山灰的混合物 。1796年英国人J.帕克用泥灰岩烧制一种棕色水泥,称罗马水泥或天然水泥。1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石和粘土烧制成水泥,硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似,被命名为波特兰水泥,并取得了专利权。20世纪初,随着人民生活水平的提高,对建筑工程的要求日益提高,在不断改进波特兰水泥的同时,研制成功一批适用于特殊建筑工程的水泥,如高铝水泥,特种水泥等,水泥品种已发展到100多种。
水泥的生产工艺,以石灰石和粘土为主要原料,经破碎、配料、磨细制成生料,喂入水泥窑中煅烧成熟料,加入适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。按用途及性能分为三大类:①通用水泥。用于一般土木建筑工程,如硅酸盐水泥(以硅酸钙为主要矿物组成的水泥的统称,国际上统称为波特兰水泥,包括普通硅酸盐水泥,矿渣、火山灰质、粉煤灰、混合硅酸盐水泥等)。②专用水泥。用于某种专用工程,如油井水泥、型砂水泥等。③特种水泥。用于对混凝土某些性能有特殊要求的工程,如快硬水泥、水工水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥等。水泥的性能必须符合国家标准规定的细度、凝结时间、安定性、强度、比重、水化热、抗渗性、抗冻性、胀缩性、耐热性和耐蚀性等指标。
水泥分类
水泥按用途及性能分为
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。
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;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。
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。
特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名,并可冠以不同型号或混合材料名称。
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。
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。
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。
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。
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。
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天抗压强度指标的最低值相同。
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。
水泥的选购
水泥的主要技术性能指标:
(1)比重与容重:普通水泥比重为3:1,容重通常采用1300公斤/立方米。
(2)细度:指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细,硬化得越快,早期强度也越高。
(3)凝结时间:水泥加水搅拌到开始凝结所需的时间称初凝时间。从加水搅拌到凝结完成所需的时间称终凝时间。硅酸盐水泥初凝时间不早于45分钟,终凝时间不迟于12小时。
(4)强度:水泥强度应符合国家标准。
(5)体积安定性:指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性能。水泥中含杂质较多,会产生不均匀变形。
(6)水化热:水泥与水作用会产生放热反应,在水泥硬化过程中,不断放出的热量称为水化热。
常用的水泥品种:
(1)硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,添加适量石膏磨细而成。
(2)普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料,添加适量石膏及混合材料磨细而成。
(3)矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料,混入适量粒化高炉矿渣及石膏磨细而成。
(4)火山灰质硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成。
(5)粉煤灰硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰,加适量石膏混合后磨细而成。
常用水泥标号:
225号、275号、325号、425号、525号、625号等多种,其抗拉强度因品种不同,标号不同,MPa值在2.8-4.5和3.4-8.0之间。
装饰水泥品种
装饰水泥常用于装饰建筑物的表层,施工简单,造型方便,容易维修,价格便宜。品种有如下几种:
(1)白色硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分,加少量铁质熟料及适量石膏磨细而成。
(2)彩色硅酸盐水泥:以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏,掺入颜料、外加剂共同磨细而成。常用的彩色掺加颜料有氧化铁(红、黄、褐、黑),二氧化锰(褐、黑),氧化铬(绿),钴蓝(蓝),群青蓝(靛蓝),孔雀蓝(海蓝)、炭黑(黑)等。
装饰水泥与硅酸盐水泥相似,施工及养护相同,但比较容易污染,器械工具必须干净。
水泥砂浆的运用与选购
在家庭装修中,地砖、墙砖粘贴以及砌筑等都要用到水泥砂浆,它不仅可以增强面材与基层的吸附能力,而且还能保护内部结构,同时可以作为建筑毛面的找平层,所以在装修工程中,水泥砂浆是必不可少的材料。
许多客户认为,水泥占整个砂浆的比例越大,其粘接性就越强,因此往往在水泥使用的多少上与装修公司产生分歧。其实不然,以粘贴瓷砖为例,如果水泥标号过大,当水泥砂浆凝结时,水泥大量吸收水分,这时面层的瓷砖水分被过分吸收就容易拉裂,缩短使用寿命。水泥砂浆一般应按水泥:砂=1:2(体积比)的比例来搅拌。
目前市场上水泥的品种很多,有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等等,家庭装修常用的是硅酸盐水泥。
水泥与砂的选购原则
■ 为了保证水泥砂浆的质量,水泥在选购时一定要注意是否大厂生产的425#硅酸盐水泥。
■ 砂应选中砂,中砂的颗粒粗细程度十分宜于用在水泥砂浆中。许多客户以为砂越细砂浆越好,其实是个误区。太细的砂吸附能力不强,不能产生较大摩擦而粘牢瓷砖。
水泥生产工艺流程举例
原料和燃料进厂后,由化验室采样分析检验,同时按质量进行搭配均化,存放于原料堆棚。 粘土、煤、硫铁矿粉由烘干机烘干水分至工艺指标值,通过提升机提升到相应原料贮库中。 石灰石、萤石、石膏经过两级破碎后,由提升机送入各自贮库。化验室根 据石灰石、粘土、无烟煤、萤石、硫铁矿粉的质量情况,计算工艺配方,通过生料微机配料系统进行全黑生料的配料,由生料磨机进行粉磨,每小时采样化验一次生料的氧化钙、三氧 化二铁和细度的百分含量,及时进行调整,使各项数据符合工艺配方要求。磨出的黑生料经过斗式提升机提入生料库,化验室依据出磨生料质量情况,通过多库搭配和机械倒库方法进行生料的均化,经提升机提入两个生料均化库,生料经两个均化库进行搭配,将料提至成球盘料仓,由设在立窑面上的预加水成球控制装置进行料、水的配比,通过成球盘进行生料的成球。所成之球由立窑布料器将生料球布于窑内不同位置进行煅烧,烧出的熟料经卸料管、鳞板机送至熟料破碎机进行破碎,由化验室每小时采样一次进行熟料的化学、物理分析。根据熟料质量情况由提升机放入相应的熟料库,同时根据生产经营要求及建材市场情况,化验室将熟料、石膏、矿渣通过熟料微机配料系统进行水泥配比,由水泥磨机分别进行425号、525号普通硅酸盐水泥的粉磨,每小时采样一次进行分析检验。磨出的水泥经斗式提升机提入3个水泥库,化验室依据出磨水泥质量情况,通过多库搭配和机械倒库方法进行水泥的均化。经提升机送入2个水泥均化库,再经两个水泥均化库搭配,由微机控制包装机进行水泥的包装,包装出来的袋装水泥存放于成品仓库,再经化验采样检验合格后签发水泥出厂通知单。
· 使用水泥的八忌
一、忌受潮结硬
受潮结硬的水泥会降低甚至丧失原有强度,所以规范规定,出厂超过3个月的水泥应复查试验,按试验结果使用。 对已受潮成团或结硬的水泥,须过筛后使用,筛出的团块搓细或碾细后一般用于次要工程的砌筑砂浆或抹灰砂浆。对一触或一捏即粉的水泥团块,可适当降低强度等级使用。
二、忌曝晒速干
混凝土或抹灰如操作后便遭曝晒,随着水分的迅速蒸发,其强度会有所降低,甚至完全丧失。因此,施工前必须严格清扫并充分湿润基层;施工后应严加覆盖,并按规范规定浇水养护。
三、忌负温受冻
混凝土或砂浆拌成后,如果受冻,其水泥不能进行水化,兼之水分结冰膨胀,则混凝土或砂浆就会遭到由表及里逐渐加深的粉酥破坏,因此应严格遵照《建筑工程冬期施工规程》(JGJ104—97)进行施工。
四、忌高温酷热
凝固后的砂浆层或混凝土构件,如经常处于高温酷热条件下,会有强度损失,这是由于高温条件下,水泥石中的氢氧化钙会分解;另外,某些骨料在高温条件下也会分解或体积膨胀。
对于长期处于较高温度的场合,可以使用耐火砖对普通砂浆或混凝土进行隔离防护。遇到更高的温度,应采用特制的耐热混凝土浇筑,也可在不泥中掺入一定数量的磨细耐热材料。
五、忌基层脏软
水泥能与坚硬、洁净的基层牢固地粘结或握裹在一起,但其粘结握裹强度与基层面部的光洁程度有关。在光滑的基层上施工,必须预先凿毛砸麻刷净,方能使水泥与基层牢固粘结。
基层上的尘垢、油腻、酸碱等物质,都会起隔离作用,必须认真清除洗净,之后先刷一道素水泥浆,再抹砂浆或浇筑混凝土。
水泥在凝固过程中要产生收缩,且在干湿、冷热变化过程中,它与松散、软弱基层的体积变化极不适应,必然发生空鼓或出现裂缝,从而难以牢固粘结。因此,木材、炉渣垫层和灰土垫层等都不能与砂浆或混凝土牢固粘结。
六、忌骨料不纯
作为混凝土或水泥砂浆骨料的砂石,如果有尘土、粘土或其他有机杂质,都会影响水泥与砂、石之间的粘结握裹强度,因而最终会降低抗压强度。所以,如果杂质含量超过标准规定,必须经过清洗耳恭听后方可使用。
七、忌水多灰稠
人们常常忽视用水量对混凝土强度的影响,施工中为便于浇捣,有时不认真执行配合比,而把混凝土拌得很稀。由于水化所需要的水分仅为水泥重量的20%左右,多余的水分蒸发后便会在混凝土中留下很多孔隙,这些孔隙会使混凝土强度降低。因此在保障浇筑密实的前提下,应最大限度地减少拌合用水。
许多人认为抹灰所用的水泥,其用量越多抹灰层就越坚固。其实,水泥用量越多,砂浆越稠,抹灰层体积的收缩量就越大,从而产生的裂缝就越多。一般情况下,抹灰时应先用1:(3—5)的粗砂浆抹找平层,再用1:(1.5—2.5)的水泥砂浆抹很薄的面层,切忌使用过多的水泥。
八、忌受酸腐蚀
酸性物质与水泥中的氢氧化钙会发生中和反应,生成物体积松散、膨胀,遇水后极易水解粉化。致使混凝土或抹灰层逐渐被腐蚀解体,所以水泥忌受酸腐蚀。
在接触酸性物质的场合或容器中,应使用耐酸砂浆和耐酸混凝土。矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥均有较好耐酸性能,应优先选用这三种水泥配制耐酸砂浆和混凝土。严格要求耐酸腐蚀的工程不允许使用普通水泥。