无机胶凝材料.doc

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1、无机胶凝材料的综述1．1无机胶凝材料的定义、分类、特点凡是自身经过一系列物理、化学作用，或与其他物质(如水等)混合后一起经过一系列物理、化学作用，能由桨体变成坚硬的固体，并能将散粒材料(如砂、石等)或块、片状材料(如砖、石块等)胶结成整体的物质，称为胶凝材料。胶凝材料按共化学组成，可分为有机胶凝材料(如沥青、树脂等)与无机胶凝材料(如石灰、水泥等)。无机胶凝材料又称矿物胶凝材料，它根据硬化条件可分为气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，并旦只能在空气中保持或发展其强度，如石膏、石灰等；水硬性胶凝材料则不

2、仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度，如水泥。无机凝胶材料的特点：①原料丰富，生产成本低；②耐久性好，适应性强③耐火性好；④维护成本低；⑤组合或复合其它材料的能力强；⑥可有效的利用废渣。1.2水泥在基建领域内，水泥、钢材和木材并列为三大建筑材料。水泥是无机胶凝材料中产量最大、最重要的一种，是国民经济中的一种重要物资，也是反映国家境界实力强弱和科技水平高低的重要产品之一。水泥的分类：（1）按水泥的化学成分分类：硅酸盐系；铝酸盐系；硫铝酸盐系；磷酸盐系。（2）按混合方法分类：一般水泥；快硬高强水泥；水工水泥及耐侵蚀

3、水泥；膨胀水泥；油井水泥及耐高温水泥；装饰水泥；地方性水泥。1.3硅酸盐水泥硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。1.3.1硅酸盐水泥的生产硅酸盐水泥的生产技术：“两磨一烧”1）生料的配制与磨细；2）将生料经煅烧使之部分熔融形成熟料；3）将熟料与适量石膏共同磨细称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥熟料的主要成分：硅酸三钙（C3S）;硅酸二钙（C2S）;铁铝酸四钙（C4AF）；铝酸三钙（C3A），它们主要由氧化钙（CaO）、氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）和氧化铁（Fe2O3）等氧化物在高温下相互作用而形

4、成的。原料中的杂质会给水泥质量带来损害。如氧化镁(MgO)，它在高温下会“死烧”，烧后的氧化镁称游离氧化镁(f-MgO)，它会引起水化后的水泥体积稳定性不良。国家标准中规定氧化镁熟料中含量少于5%～6%,生料中的氧化镁含量少于3.5%。生料的配制：1）按化学成分确定原料的比例；2）将原料磨细，并混合均匀。水泥熟料的煅烧：采用回转窑，也可用力窑煅烧配制好的生料。水泥的磨制：将煅烧后的熟料吸水、稳定质量后加入石膏磨细，就得到了硅酸盐水泥。1.3.2水泥熟料中的矿物硅酸三钙（C3S）C3S的含量约为37％一60％，是熟料中的主要成分，

5、他是决定水泥早期强度和总强度的主要成分。硅酸三钙含量越高对水泥强度越有利。硅酸二钙（C2S）C2S的含量约为15％－37％，占第二位。它是决定水泥后期强度的主要成分。铝酸三钙（C3A）C3A的含量约为7％一15％，它是决定水泥水化放热的主要旷物。铁铝酸四钙（C4AF）C4AF的含量约为10％一18％，早期具有一定强度，但总强度低。由上述可知，C2S和C3S的含量约为水泥总重的75％．它们是决定水泥强度的主要成分。1.3.3硅酸盐水泥的水化、硬化如上所述，硅酸盐水泥水化后主要有五种水化产物。即：水化硅酸钙、水化铁酸钙、氢氧化钙、水

6、化铝酸钙和水化硫铝酸钙。水泥的凝结硬化就是C3S、C2S、C4AF、C3A与水作用形成以上五种水化物的过程。2.白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥白水泥：以硅酸钙为主要成分，并大量减少氧化铁等有色化合物，再加入石膏磨制成的白色水硬性胶凝材料。且水泥越细，白度越高。彩色水泥：在白水泥和普通硅酸盐水泥中加入颜料磨制而成。3.石膏矾土膨胀水泥膨胀水泥是由无机胶凝材料＋膨胀剂混合制成的。石膏矾土膨胀水泥是使用矾土水泥熟料，加入适晕的半水石膏、石灰（85：10：5），共同磨细制成的。这种水泥在硬化过程中具有体积膨胀的特点（生成水化硫铝酸钙）。

7、3.2铝酸盐水泥铝酸盐水泥的主要成分是磷酸钙，它主要有高铝水泥(矾土水泥)、铝酸盐膨胀(自应力)水泥、铝酸盐耐火水泥等。其中高铝水泥为最重要的品种。高铝水泥的水化、凝结和硬化过程与硅酸盐水泥基本相同，不同点在于水化产物和反应速度不一样。铝酸一钙（CA)和水发生反应的最终生成物是水化铝酸二钙(C2AH8)及氢氧化铝，它的水化反应速度较快，所以高铝水泥早期强度增进较快。高铝水泥具有很好的抗硫酸盐性能，甚至比硫酸盐水泥还强。这是由千高铝水泥主要组成是低钙铝酸盐，它不与酸发生反应。另一个重要原因是由于高铝水泥水化时生成铝胶(AH3),在

8、材料表面形成保护性薄膜。高铝水泥中还可以加入石膏和无水石膏，可有效的克服长期强度降低的现象。4.镁质胶凝材料4.1镁质凝胶材料的原料镁质胶凝材料一般是指苛性苦土(MgO)和苛性白云石(主要成分是MgO和CaCO3)。苛性苦土的主要原料是天然菱镁矿，苛性白云石的主