1、第一章 石 膏 Gpysum石膏應(yīng)用的歷史：9000年前，敘利亞和土耳其的安那托利亞就有古跡；5000年前，埃及人就在敞開(kāi)的火爐中煅燒石膏，然后破碎磨成粉末，再與水拌合制得用于金字塔建設(shè)中石塊的粘結(jié)材料灰漿；372287BC，古希臘人采用天然透明石膏（亞硒酸石膏）做神廟的窗戶；古羅馬人用石膏澆注了成千上萬(wàn)座古希臘的雕塑；17世紀(jì)，巴黎的木制房的所有墻壁均用石膏灰漿覆蓋，以提高防火性能。因而，巴黎有石膏首都（capital of plaster）之稱(chēng)。石膏膠凝材料的優(yōu)點(diǎn)：燃耗低、投資小、生產(chǎn)率高、資源豐富；質(zhì)量輕、凝結(jié)快、耐火性好、隔音、隔熱好；可取代粘土磚。石膏膠凝材料的用途：醫(yī)藥、工藝雕塑、

2、陶瓷、機(jī)械模型、水泥、紙面石膏、建筑飾面板、隔音板等。一、石膏的相組成及晶體結(jié)構(gòu)石膏-CaSO4為主要成分的氣硬性膠凝材料。分為建筑石膏和高強(qiáng)度石膏兩種。CaSO4·xH2OX=0硬石膏（無(wú)水石膏）X=0.5熟石膏（半水石膏）型 高強(qiáng)度石膏型 建筑石膏X=2生石膏（二水石膏）目前一般認(rèn)為石膏有五種形態(tài)，七個(gè)變種：石膏是晶體結(jié)構(gòu)建筑石膏（-CaSO4·1/2H2O）是二水石膏在一定溫度下加熱脫水并細(xì)磨制成的，以型半水石膏為主要組成的氣硬性膠凝材料。高強(qiáng)石膏（-CaSO4·1/2H2O）是二水石膏在加壓蒸氣熱處理?xiàng)l件下形成型半水石膏，經(jīng)干燥細(xì)磨制成的氣硬性膠凝材料。建

3、筑石膏與高強(qiáng)石膏的區(qū)別：建筑石膏結(jié)晶度較差，常為細(xì)小的纖維狀或片狀聚集體，比表面積較大，需水量大，水化速度快，水化熱高，水化后硬化體的強(qiáng)度低。高強(qiáng)石膏結(jié)晶比較完整，常呈短柱狀，晶粒較粗大，比表面積較小，致密，有一定的結(jié)晶形狀，需水量小，水化速度慢，水化熱低，水化后硬化體的強(qiáng)度高。二、石膏的生產(chǎn)生產(chǎn)方法：將原料在不同壓力和溫度下煅燒、脫水，再 經(jīng)磨細(xì)而成的。在不同的工藝條件下，所得到的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途也各不相同。1、原料天然二水石膏名稱(chēng)：等級(jí)一二三四五CaSO4·2H2O %959485847574656455分子式：CaSO4·2H2O（按其二水硫酸鈣百分含量劃分為五個(gè)

4、等級(jí)）化學(xué)組成的理論質(zhì)量：32.57% CaO ，46.50% SO3，20.93%H2O物理性質(zhì)：莫氏硬度為1.22.0（所以稱(chēng)軟石膏）；密度為2.22.4 g/cm3；純凈的石膏為無(wú)色透明或白色，常含有粘土、細(xì)砂等雜質(zhì)而顯灰、褐、赤色、灰黃、淡紅等各種顏色；按物理性質(zhì)可將其分為五類(lèi)。晶型結(jié)構(gòu)：二水石膏屬于單斜晶系。Ca2+聯(lián)結(jié)SO42-四面體，構(gòu)成雙層的結(jié)構(gòu)層，水分子分布于雙層結(jié)構(gòu)層之間。其雙晶呈燕尾狀。天然硬石膏名稱(chēng)：天然硬石膏，又稱(chēng)無(wú)水石膏分子式：CaSO4化學(xué)組成的理論質(zhì)量：41.19% CaO ，58.81% SO3物理性質(zhì)：莫氏硬度為3.03.5（硬度比二水石膏大，故稱(chēng)硬石膏）；

5、密度為2.93.0g/cm3；純凈的硬石膏為無(wú)色、透明或白色，常含有粘土、細(xì)砂等雜質(zhì)而成暗灰色；屬正交晶系。 化工石膏（工業(yè)副產(chǎn)石膏）磷石膏、氟石膏、排煙脫硫石膏(FGD)及其它副產(chǎn)石膏。2、生產(chǎn)工藝干法煅燒：在干燥條件下脫水而成；建筑石膏濕法煅燒：在飽和水蒸氣壓下“煮成”；高強(qiáng)石膏陳化處理：新制備的建筑石膏應(yīng)經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存才能使用，這一工序稱(chēng)為陳化。陳化的本質(zhì)是使石膏的品質(zhì)均一化。陳化時(shí)應(yīng)注意盡量避免與濕空氣接觸。3、建筑石膏的常用煅燒設(shè)備連續(xù)式炒鍋；內(nèi)加熱管式回轉(zhuǎn)窯；沸騰爐沙士基打磨；Delta磨；彼德斯磨；斯德動(dòng)態(tài)氣流煅燒爐三、半水石膏的水化與硬化建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體

6、，隨著石膏與水的反應(yīng)，漿體的可塑性很快消失而發(fā)生凝結(jié)，此后進(jìn)一步產(chǎn)生和發(fā)展強(qiáng)度而硬化。溶解水化過(guò)飽和凝結(jié)硬化1、半水石膏的水化過(guò)程與機(jī)理水化機(jī)理結(jié)晶理論（溶解析晶理論）：由于半水石膏的溶解度比二水石膏大（約4倍），所以二水石膏處于過(guò)飽和狀態(tài)，不斷從溶液中析晶，水解反應(yīng)不斷，反應(yīng)不斷向右進(jìn)行，直至半水石膏全部轉(zhuǎn)變成二水石膏。膠體理論（局部化學(xué)反應(yīng)理論）2、半水石膏的硬化過(guò)程與機(jī)理（1）凝結(jié)：自由水水化和蒸發(fā)，石膏漿體可塑性減小，漿體變稠。（2）硬化：二水石膏晶體逐漸長(zhǎng)大，共生交錯(cuò)，形成一個(gè)結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)，漿體產(chǎn)生強(qiáng)度，直到干燥。石膏漿體的硬化過(guò)程就是結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)的形成過(guò)程。水化、凝結(jié)、硬化三個(gè)過(guò)程是相

7、互交錯(cuò)，連續(xù)進(jìn)行的。石膏制品的共同特點(diǎn)：抗水性差；抗壓強(qiáng)度干燥狀態(tài)6.010.0MPa，飽和水狀態(tài)強(qiáng)度損失可達(dá)70甚至更大原因：石膏硬化漿體中結(jié)晶接觸點(diǎn)具有重大的溶解度提高石膏硬化漿體抗水性的途徑：保證石膏硬化漿體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的形成；在保證一定強(qiáng)度的前提下，減少接觸點(diǎn)的數(shù)量；保證石膏硬化漿體有較高的密實(shí)度，即減少孔隙率和孔徑的大小以及結(jié)構(gòu)裂縫；加入一定數(shù)量的硅酸鹽水泥或其他含有活性二氧化硅、三氧化二鋁的氧化鈣。四、石膏的性質(zhì)與技術(shù)要求1、建筑石膏的性質(zhì)和技術(shù)要求（1）技術(shù)性質(zhì)顏色：白色；密度通常為2.52.7kg/cm3； 堆積密度通常為0.81.0kg/cm3孔隙率大：50%60%（2）石膏產(chǎn)品

8、的標(biāo)記：（3） GB 9776建筑石膏的等級(jí)要求 ：等級(jí)優(yōu)級(jí)品一等品合格品抗折強(qiáng)度（MPa）2.52.11.8抗壓強(qiáng)度（MPa）4.93.92.9細(xì)度0.2mm方空篩篩余（%）不大于5.010.015.0初凝(min)6終凝(min)30（4） 建筑石膏的特性 凝結(jié)硬化速度快：一般石膏的初凝時(shí)間僅為10分鐘左右，終凝時(shí)間不超過(guò)30分鐘，這對(duì)于普通工程施工操作十分方便。有時(shí)需要操作時(shí)間較長(zhǎng)，可加入適量的緩凝劑，如硼砂、動(dòng)物膠、亞硫酸鹽酒精廢液等。凝結(jié)硬化時(shí)的微膨脹性：建筑石膏凝結(jié)硬化時(shí)，其體積不僅不會(huì)收縮，而且還稍有膨脹（0.2%1.5%）。這種膨脹不會(huì)對(duì)石膏造成危害，還能使石膏的表面較為光滑飽

9、滿，棱角清晰完整，避免了普通材料干燥時(shí)的開(kāi)裂，因而裝飾性好。孔隙率大：建筑石膏的理論需水量為18.6%，但在使用時(shí)為使石膏漿獲得良好的流動(dòng)性，其實(shí)際加水量60%80%。因此硬化后多余水分蒸發(fā)，造成石膏內(nèi)部的大量微孔，氣孔率約50%60%。耐水性、抗凍性、抗?jié)B性差：不宜用于室外防火性好：建筑石膏硬化后的主要成分為CaSO4.2H2O，遇火時(shí)，其中的結(jié)晶水脫出能吸收熱量，而且生成的無(wú)水石膏是良好的熱絕緣體。裝飾性和可加工性好：石膏制品不僅表面光滑，且質(zhì)地細(xì)膩，顏色潔白，裝飾性好；此外，硬化石膏可鋸、可刨，具有良好的可加工性2、高強(qiáng)石膏的性質(zhì)和技術(shù)要求密度通常為2.62.8kg/cm3，松堆積密度為

10、1.01.2kg/cm3，緊堆積密度為1.21. 5kg/cm3；初凝時(shí)間不早于3min，終凝時(shí)間不早于5min，不晚于30min。高強(qiáng)石膏的需水量為3545%，為建筑石膏的一半左右。強(qiáng)度高，3h抗壓強(qiáng)度可達(dá)924MPa，7d可達(dá)1540MPa。其特點(diǎn)是無(wú)收縮。高強(qiáng)石膏的標(biāo)號(hào)和強(qiáng)度標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗拉強(qiáng)度（MPa）3h7d3h7d1509.015.01.82.520012.020.02.23.025015.025.02.53.530018.030.02.84.040024.040.03.35.0第二章 石灰 Lime一、石灰的制備1、原料：生產(chǎn)石灰的原料是含碳酸鈣為主的天然巖石，即石灰石

11、。在自然界中，有兩種碳酸鈣礦物，即方解石和文石。主要成分CaCO3，一般CaCO390，其次為MgCO3，還有一定的粘土等雜質(zhì)。其他常用生產(chǎn)石灰原料：白云質(zhì)石灰石、白堊、大理石、貝殼石灰石、工業(yè)廢渣等。2、生產(chǎn)工序：巖石破碎煅燒粉磨（消解）二、石灰的熟化（lime slaking）工地上使用石灰時(shí)，通常將生石灰加水，使之消解為熟石灰氫氧化鈣，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為石灰的“消化”，或“熟化”。反應(yīng)特點(diǎn)：放熱量大、快：1h放熱是混凝土1d放熱的9倍多體積膨脹：熟化時(shí)體積增大12.5倍。陳伏：為消除過(guò)火石灰的危害，將熟化后的石灰漿或石灰膏放在化灰池中儲(chǔ)放23周。“陳伏”期間石灰漿表面應(yīng)保有一層水，以隔絕空氣，

12、防止與CO2作用產(chǎn)生碳化。根據(jù)熟化時(shí)加水量的不同，石灰的熟化方式分為兩種 ：（1）熟化為石灰膏（2）熟化為熟石灰粉：將生石灰塊分層淋適量的水，每層生石灰塊厚度約50cm，使石灰充分熟化，又不會(huì)過(guò)濕成團(tuán)，此時(shí)得到的產(chǎn)品就是熟石灰粉。三、石灰漿體的硬化1、干燥結(jié)晶過(guò)程毛細(xì)水蒸發(fā)，產(chǎn)生負(fù)壓，顆粒間緊密接觸-附加強(qiáng)度水分蒸發(fā)，氫氧化鈣過(guò)飽和析晶-結(jié)晶強(qiáng)度2、碳化過(guò)程四、石灰的特性及技術(shù)要求1、石灰的特性（1）良好的可塑性及保水性：Ca(OH)2粒子表面可以吸附水膜；應(yīng)用：加入水泥砂漿中，提高砂漿的可塑性，改善保水性（2）凝結(jié)硬化慢，強(qiáng)度低（3）耐水性差：不宜用于潮濕環(huán)境及受水侵蝕部位。（4）體積收縮大

13、：一般不單獨(dú)使用，必須摻入填充材料，如砂子、紙筋等以減少收縮，加快硬化（5）吸濕性強(qiáng)2、石灰的技術(shù)要求（1）生石灰的技術(shù)要求：有效成分含量、未消化殘?jiān)俊⑶坊鸪潭取a(chǎn)漿量（2）熟石灰粉的技術(shù)要求：有效成分含量、游離水含量、體積穩(wěn)定性、細(xì)度第三章 鎂質(zhì)膠凝材料鎂質(zhì)膠凝材料是由磨細(xì)的苛性苦土（MgO)或苛性白云石（MgO和CaCO3）為主要組成的一種氣硬性膠凝材料。與其他膠凝材料不同，鎂質(zhì)膠凝材料在使用時(shí)不用水調(diào)和，必須用一定濃度的氯化鎂溶液或其他鹽類(lèi)溶液來(lái)調(diào)和。一.鎂質(zhì)膠凝材料的制備1.原料：鎂質(zhì)膠凝材料一般是將菱鎂礦或白云石礦煅燒再磨細(xì)而成。主要煅燒設(shè)備為立窯和回轉(zhuǎn)窯。（1）菱鎂礦(MgCO

14、3)：（2）白云石礦：碳酸鎂與碳酸鈣的復(fù)鹽，CaCO3·MgCO3理論摩爾組成：CaCO3 : MgCO3=1 : 1質(zhì)量組成： CaCO3 54.2%；MgCO3 45.8% 石灰石：MgCO3 05%鎂質(zhì)石灰石： MgCO3 510% 白云質(zhì)石灰石：MgCO3 1025% 白云石： MgCO3>25%（3）蛇紋石(含水硅酸鎂，3MgO·2SiO2·2H2O) （4）冶煉鎂合金的熔渣(MgO含量>25%)2.鎂質(zhì)膠凝材料的生產(chǎn)煅燒過(guò)程中白云石的分解反應(yīng)：復(fù)鹽分解和碳酸鎂分解二.鎂質(zhì)膠凝材料料漿的制備和硬化性能1.氧化鎂-水系統(tǒng)氧化鎂與水拌和后產(chǎn)生反應(yīng)

15、：MgO+H2O=Mg(OH)2現(xiàn)象：漿體凝結(jié)很慢；硬化后強(qiáng)度很低原因：MgO溶解度小，水化過(guò)程緩慢，導(dǎo)致硬化時(shí)間長(zhǎng)；相對(duì)過(guò)飽和度太大，產(chǎn)生結(jié)晶應(yīng)力，使強(qiáng)度降低。2.氧化鎂氯化鎂-水系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明：用氯化鎂溶液代替水來(lái)調(diào)制MgO時(shí)，可以加速其水化速度，并且能與之形成新的水化物相。這種新相的平衡溶解度比Mg(OH)2高，因此其過(guò)飽和度也相應(yīng)降低。這種用MgCl2溶液調(diào)制的鎂質(zhì)膠凝材料材料就是目前廣泛關(guān)注的氯化鎂水泥，簡(jiǎn)稱(chēng)鎂水泥，也稱(chēng)索瑞爾水泥（Sorel Cement)。反應(yīng)生成的氧氯化鎂結(jié)晶速度比氫氧化鎂快，因而加速了鎂質(zhì)膠凝材料的凝結(jié)硬化速度，制品強(qiáng)度顯著提高。氯化鎂溶液（密度為1.2g/cm

16、3）的摻量一般為菱苦土的55%60%。摻量太大則凝結(jié)速度過(guò)快，且收縮大、強(qiáng)度低。摻量過(guò)少，則硬化太慢、強(qiáng)度也低。此外，溫度對(duì)凝結(jié)硬化很敏感，氯化鎂摻量可作適當(dāng)調(diào)整。 1、鎂水泥的水化過(guò)程MgO在MgCl2溶液中的水化反應(yīng)可以用水化放熱速率q隨時(shí)間t的變化率來(lái)描述。2、鎂水泥的水化相現(xiàn)在較公認(rèn)的水化相有“相3”和“相5”相3：3Mg(OH)2·MgCl2 ·8H2O，簡(jiǎn)稱(chēng)3·1·8 相5：5Mg(OH)2·MgCl2 ·8H2O，簡(jiǎn)稱(chēng)5·1·8鎂水泥的硬化體是由水化物3·1·8相和5·1

17、·8相為主的晶體交叉連生而成的晶體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。3、鎂水泥的硬化強(qiáng)度和抗水性（1）硬化強(qiáng)度：在干燥條件下具有硬化快、強(qiáng)度高的特點(diǎn)（2）抗水性：抗水性差，在潮濕條件下其強(qiáng)度很快降低。（鎂水泥制品的耐水性和耐久性差，吸濕性大，易返潮和翹曲變形。其根本原因是相3和相5是不穩(wěn)定的。）氯鹽的吸濕性大，結(jié)晶接觸點(diǎn)的溶解度高，水化物具有高的溶解度。解決措施：摻入外加劑（少量磷酸或磷酸鹽水溶性樹(shù)脂）改用硫酸鎂(MgSO4·7H2O)、和鐵礬(FeSO4)做調(diào)和劑后，可以降低吸濕性，提高抗水性，但強(qiáng)度較用氯化鎂低。三.鎂質(zhì)膠凝材料的應(yīng)用建筑材料（鎂質(zhì)混凝土及其制品、鎂纖復(fù)合材料等），裝飾材料，包

18、裝材料，化工原料，化肥，飼料，植物光合作用促化劑，油井填料，阻燃材料。第四章 水玻璃 (water glass)一.概念水玻璃俗稱(chēng)泡花堿，是一種能溶于水的硅酸鹽，由不同比例的堿金屬和二氧化硅組成。化學(xué)通式：R2O·nSiO2其中R2O為堿金屬氧化物，n為SiO2和R2O的摩爾比值，稱(chēng)為水玻璃模數(shù)，一般在1.53.5之間。最常見(jiàn)的是硅酸鈉水玻璃Na2O·nSiO2，還有硅酸鉀水玻璃K2O·nSiO2等。【水玻璃與普通玻璃的區(qū)別：】（1）水玻璃能溶解在水中，并能在空氣中凝結(jié)和硬化。（2）一般，水玻璃模數(shù)n越大，水玻璃的密度和粘度越大，硬化速度越快，硬化后的粘結(jié)力、強(qiáng)度

19、、耐熱性與耐酸度越強(qiáng)，越難溶解于水。但n太大，則粘度太大，不利于施工操作，難以保證施工質(zhì)量。建筑中一般取n=2.62.8，密度為1.31.4g/cm3二.水玻璃的生產(chǎn)方法1、生產(chǎn)水玻璃的方法有濕法和干法兩種：（1）濕法生產(chǎn)：將石英砂和苛性鈉溶解在壓蒸鍋（0.20.8 MPa)內(nèi)，用蒸汽加熱并進(jìn)行攪拌，使之直接反應(yīng)而成液體水玻璃。（2）干法碳酸鹽法：將石英砂和碳酸鈉磨細(xì)拌勻，在熔爐內(nèi)于13001400下溶化，按下式反應(yīng)生成固體水玻璃，然后在水中加熱溶解而成液體水玻璃。2、水玻璃的種類(lèi)（1）固體水玻璃：尚有不同形狀的固體水玻璃，如未經(jīng)溶解的塊狀或粒狀水玻璃，溶液除去水分后呈粉狀的水玻璃等。（2）液

20、體水玻璃液體水玻璃因所含雜質(zhì)不同，而成青灰、綠色或微黃色，以無(wú)色透明的液體水玻璃為最好。液體水玻璃可以和水按任意比例混合成不同濃度（或相對(duì)密度）的溶液。同一模數(shù)的液體水玻璃，其濃度愈稠，則相對(duì)密度愈大，粘結(jié)能力愈強(qiáng)。在液體水玻璃中加入尿素，在不改變其粘度情況下，可以提高粘結(jié)力25左右。三.水玻璃的硬化液體水玻璃在空氣中吸收二氧化碳，形成無(wú)定形硅酸，并逐漸干燥而硬化：這個(gè)過(guò)程進(jìn)行的很慢，為了加速硬化，可以將水玻璃加熱或加入氟硅酸鈉Na2SiF6，作為促凝劑。水玻璃中加入氟硅酸鈉后發(fā)生下面反應(yīng)，促使硅酸凝膠加速析出：氟硅酸鈉適宜的用水量為水玻璃質(zhì)量的12 15。如果用水量太少，不但硬化速度緩慢，強(qiáng)

21、度降低，而且未經(jīng)反應(yīng)的水玻璃易溶于水，因而耐水性差。但如果用量過(guò)多，又會(huì)引起凝結(jié)過(guò)速，使施工困難，而且滲透性大，強(qiáng)度也低。四.水玻璃的性質(zhì)與應(yīng)用1、水玻璃的性質(zhì)（1）粘結(jié)能力強(qiáng)、強(qiáng)度高：水玻璃在硬化后，其主要成分為二氧化硅凝膠和氧化硅，因而具有較高的粘結(jié)力和強(qiáng)度。用水玻璃配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度可達(dá)1540MPa。（2）耐熱性好：水玻璃不燃燒，在高溫下硅酸凝膠干燥的更加強(qiáng)烈，強(qiáng)度并不降低，甚至有所增加。可用于配制水玻璃耐熱混凝土、耐熱砂漿、耐熱膠泥等。（3）耐酸性好：由于水玻璃硬化后的主要成分是二氧化硅，它可以抵抗除氫氟酸、過(guò)熱磷酸以為的幾乎所有的有機(jī)和無(wú)機(jī)酸。可用于配制水玻璃耐酸混凝土、耐酸砂

22、漿、耐酸膠泥等。（4）耐堿性和耐水性差：由于水玻璃在加入促凝劑后不能完全硬化，仍有一定量的Na2O·nSiO2 。SiO2和Na2O·nSiO2均可溶于堿，且Na2O·nSiO2可溶于水。常采用中等濃度的酸對(duì)已硬化的水玻璃進(jìn)行酸洗處理來(lái)提高耐水性。2、水玻璃的應(yīng)用（1）涂刷建材料表面，提高抗風(fēng)化能力用浸漬法處理多孔材料，可使其密度和強(qiáng)度提高。常用水將液體水玻璃稀釋到相對(duì)密度為1.35左右的溶液，多次涂刷和浸漬。對(duì)粘土磚、硅酸鹽制品、水泥混泥土和石灰石等，均有良好的效果。但不能用以涂刷和浸漬石膏制品，因?yàn)楣杷徕c與硫酸鈣會(huì)起化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鈉，在制品孔隙中結(jié)晶，體積顯

23、著膨脹，從而導(dǎo)致制品的破壞。調(diào)制液體水玻璃時(shí)，可以加入耐堿顏料，兼有飾面效果。水玻璃與石灰間的反應(yīng)：生成的硅酸鈣膠體填實(shí)制品孔隙，使制品的密度有所提高。（2）配制防水劑配方：以水玻璃為基料，加入兩種、三種、或四種礬配制而成，分別稱(chēng)為二礬、三礬或四礬防水劑。四礬防水劑是以藍(lán)礬（硫酸銅）、明礬（鉀鋁礬）、紅礬（重鉻酸鉀）和紫礬（鉻礬）各一份，溶于60份100的水中，降溫至50 ，投入400份水玻璃溶液中，攪拌均勻而成。這種防水劑凝結(jié)迅速，一般不超過(guò)1分鐘。適合用于與水泥漿調(diào)和，堵塞漏洞、縫隙等局部搶修。因?yàn)槟Y(jié)過(guò)快，不宜配制水泥防水砂漿，作為屋面和地面的剛性防水層。（3）配制水玻璃礦渣砂漿，修補(bǔ)磚

24、墻裂縫（4）用于土壤加固：將模數(shù)2.53的液體水玻璃和氯化鈣溶液通過(guò)金屬管輪流向地下壓入，兩種溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，析出硅酸膠體，將土壤包裹并填實(shí)孔隙。硅酸膠體作為一種可以吸水膨脹的凍狀膠體，因吸收地下水而經(jīng)常處于膨脹狀態(tài)，阻止水分的滲透和使土壤固結(jié)。水玻璃與氯化鈣的反應(yīng)式為：用這種方法加固砂土，抗壓強(qiáng)度可達(dá)36MPa。第五章 混凝土(concrete)一.混凝土的概念混凝土（簡(jiǎn)稱(chēng)“砼”）:是由膠凝材料、水和粗、細(xì)骨料按適當(dāng)比例配合，拌制成拌合物，經(jīng)一定時(shí)間硬化而成的人造石材。硬化前的混凝土常被稱(chēng)為混凝土拌和物；如果在混凝土中配有鋼筋，則稱(chēng)之為鋼筋混凝土；如果混凝土組成中沒(méi)有粗骨料則為砂漿；而由水

25、泥和水拌和所得到的是水泥漿。二.混凝土的特點(diǎn)1.優(yōu)點(diǎn)：（1）可澆注性：由于其凝結(jié)前的良好塑性，可澆制成各種形狀和尺寸的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)物；（2）匹配性好：它與鋼筋有牢固的粘結(jié)力，能制作鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件；（3）強(qiáng)度高、耐久性好：經(jīng)硬化后有抗壓強(qiáng)度高與耐久性良好的特點(diǎn)；（4）經(jīng)濟(jì)性好：其組成材料中砂、石等地方材料占80以上，符合就地取材和經(jīng)濟(jì)的原則。2.缺點(diǎn)：抗拉強(qiáng)度低，受拉時(shí)變形能力小，容易開(kāi)裂，自重大。三.混凝土的分類(lèi)1.按膠凝材料種類(lèi)分：（1）無(wú)機(jī)膠凝材料混凝土：如水泥混凝土、石膏混凝土、硅酸鹽混凝土、水玻璃混凝土等；（2）有機(jī)膠凝材料混凝土：如瀝青混凝土、聚合物混凝土等。2.按用途分：結(jié)構(gòu)混

26、凝土、防水混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、裝飾混凝土、大體積混凝土、膨脹混凝土、道路混凝土3.按施工方法分：離心混凝土、真空混凝土、灌漿混凝土、噴射混凝土、碾壓混凝土、擠壓混凝土、泵送混凝土等4.按表觀密度的大小分三類(lèi)：（1）重混凝土干表觀密度大于2600kg/m3，由特別密實(shí)和特別重的骨料制成，如重晶石混凝土，鋼屑混凝土等。具有不透x射線和射線的性能。（2）普通混凝土干表觀密度為19002500kg/m3,由天然的砂、石作骨料制成。常用土木建筑。（3）輕混凝土干表觀密度小于1900kg/m3。常采用輕質(zhì)多孔骨料或加氣劑、泡沫劑配制的多孔結(jié)構(gòu)混凝土。四.普通混凝土的組成材料1、水泥與水：水泥與

27、水形成水泥漿包裹在骨料表面并充填其空隙。水泥漿在硬化前起潤(rùn)滑作用，賦予拌合物一定的和易性，以便于施工。水泥漿硬化后，將骨料膠結(jié)成一個(gè)堅(jiān)實(shí)的整體。2、骨料（集料）：骨架作用：骨料比較堅(jiān)硬，體積穩(wěn)定性好，在混凝土中起骨架作用。填充作用：骨料屬于地方性材料，其成本大大低于水泥，降低混凝土成本。有害雜質(zhì)：有機(jī)物、硫化物、硫酸鹽；云母、輕物質(zhì)、氯化物。（1）顆粒形狀及表面特征：尤其指粗骨料，較好的是接近球體或立方體的渾圓狀和多棱角狀顆粒，針狀、片狀較多會(huì)降低混凝土強(qiáng)度；表面特征即表面粗糙程度及孔隙特征，主要影響和易性和膠結(jié)料的黏結(jié)力。（2）堅(jiān)固性：有抗凍性要求的混凝土所用的粗骨料，要求測(cè)其堅(jiān)固性。試樣在

28、飽和硫酸鈉溶液中經(jīng)5次循環(huán)浸漬后，其質(zhì)量損失應(yīng)不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定值；細(xì)骨料中天然砂采用硫酸鈉溶液法進(jìn)行試驗(yàn)，人工砂采用壓碎指標(biāo)法進(jìn)行試驗(yàn)。（3）強(qiáng)度（粗骨料）：抗壓強(qiáng)度：集料制成邊長(zhǎng)為50mm的立方體試件，在飽和水狀態(tài)下測(cè)定的抗壓強(qiáng)度值。壓碎指標(biāo)值：反映集料強(qiáng)度的相對(duì)指標(biāo)，在集料的抗壓強(qiáng)度不便測(cè)定時(shí)，常用來(lái)評(píng)價(jià)集料的力學(xué)性能。3、化學(xué)外加劑：改善新拌混凝土流變性的外加劑，如各種減水劑、流化劑、泵送劑、引氣劑等。調(diào)節(jié)混凝土凝結(jié)時(shí)間及硬化時(shí)間的外加劑，如外加劑、緩凝劑、早強(qiáng)劑、速凝劑等。調(diào)節(jié)混凝土空氣含量的外加劑，如引氣劑、消泡劑、發(fā)泡劑等。改善混凝土力學(xué)性能和耐久性的外加劑，如引氣劑、減水劑、防

29、凍劑、減縮劑、阻銹劑等。賦予混凝土特殊性能的外加劑，如著色劑、泡沫劑、膨脹劑等。4、礦物摻合料：非活性礦物摻合料；活性礦物摻合料作用：減少水泥用量，降低成本；利用工業(yè)廢料，有利于環(huán)保；減低混凝土的水化放熱量，有利于體積穩(wěn)定；改善混凝土的抗腐蝕性；改善新拌混凝土的和易性。5、混凝土拌合及養(yǎng)護(hù)用水：拌和水中應(yīng)不含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)。酸性、堿性或含有侵蝕性的鹽類(lèi)、海水等不可。五.普通混凝土的主要技術(shù)性質(zhì)混凝土在未凝結(jié)硬化以前，稱(chēng)為混凝土拌合物。它必須具有良好的和易性，便于施工，以保證能獲得良好的澆灌質(zhì)量；混凝土拌合物凝結(jié)硬化后，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度，以保證建筑物能安全地承受設(shè)計(jì)載荷，并應(yīng)

30、具有必要的耐久性。1.混凝土拌合物的和易性（1）和易性的概念和易性（workability）是指混凝土拌合物易于施工操作（拌和、運(yùn)輸、澆灌、搗實(shí)），并能獲得質(zhì)量均勻、成型密實(shí)的混凝土的性能。和易性是一項(xiàng)綜合技術(shù)性質(zhì)，包括流動(dòng)性、粘聚性和保水性等三個(gè)方面。流動(dòng)性（fluidity）是指混凝土拌合物在本身自重或施工機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的性能。粘聚性（cohesiveness）是指混凝土拌合物在施工過(guò)程中其組成材料之間有一定的粘聚力，不致于產(chǎn)生分層和離析現(xiàn)象。保水性是指混凝土拌合物在施工過(guò)程中具有一定的保水能力，不產(chǎn)生嚴(yán)重的泌水現(xiàn)象。（2）和易性的指標(biāo)：測(cè)定拌合物的流動(dòng)

31、性，直觀經(jīng)驗(yàn)評(píng)定粘聚性和保水性。GB/T50080-2002方法：將混凝土拌合物按規(guī)定方法裝入標(biāo)準(zhǔn)圓錐坍落筒（無(wú)底）內(nèi)，裝滿刮平后，垂直向上提起筒，量出拌合物向下坍落的尺寸，稱(chēng)坍落度(mm)。根據(jù)坍落度的不同，將混凝土拌和物分為：流態(tài)的（坍落度大于80mm），流動(dòng)性的（坍落度為3080mm），低流動(dòng)性的（坍落度為1030mm），和干性的（坍落度小于10mm）。（3）影響和易性的主要因素 a.水泥漿的數(shù)量：水泥漿賦予混凝土一定的流動(dòng)性。水灰比不變時(shí)單位體積內(nèi)水泥漿越多，流動(dòng)性越大；水泥漿過(guò)少，則不能填骨料空隙和包裹骨料表面，粘聚性變差，可能產(chǎn)生崩坍現(xiàn)象。 b.水泥漿的稠度：水泥漿的稠度是由水灰比

32、決定的。水泥用量不變時(shí)，水灰比小，水泥漿越稠混凝土流動(dòng)性就小。反之流動(dòng)性加大。 c.砂率：指混凝土中砂的質(zhì)量占砂、石總質(zhì)量的百分率。砂率的變動(dòng)會(huì)使骨料的空隙率和骨料的表面積顯著的改變，因此對(duì)混凝土拌和物的和易性產(chǎn)生顯著的影響。 d.時(shí)間和溫度：混凝土的拌和物的坍落度隨時(shí)間的推移逐漸減小，主要由于水化反應(yīng)，骨料吸收水分，水分蒸發(fā)的因素。2.混凝土的強(qiáng)度（1）混凝土受力變形及破壞過(guò)程（自學(xué)）（2）混凝土的立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)試樣為邊長(zhǎng)150mm的立方體，測(cè)28天抗壓強(qiáng)度。立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度是具有95保證率的立方體試件抗壓強(qiáng)度。混凝土強(qiáng)度等級(jí)：按混凝土的立方體抗壓標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度來(lái)確定，C7.5、C

33、10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等12個(gè)等級(jí)。（3）混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度（棱柱形或圓柱形）（4）混凝土的抗拉強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度的1/101/20) （5）影響混凝土強(qiáng)度的因素a 水灰比與水泥標(biāo)號(hào)：配合比相同時(shí)，水泥標(biāo)號(hào)越高，混凝土強(qiáng)度越大；所用水泥相同時(shí)，水灰比越小，水泥石強(qiáng)度高，與骨料粘結(jié)力大，混凝土的強(qiáng)度越高。b 溫度與濕度：溫度和濕度影響水泥的水化，溫度高濕度大均有利于水泥的水化，混凝土強(qiáng)度發(fā)展快。反之有害。c 齡期：正常養(yǎng)護(hù)條件下，混凝土的強(qiáng)度隨齡期的增加而增長(zhǎng)。714天內(nèi)，強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，28天以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)緩慢，但齡期延續(xù)強(qiáng)度仍能增長(zhǎng)。

34、3.混凝土的變形性能混凝土的變形性能分為四種：化學(xué)收縮；干濕變形；溫度變形；荷載變形(彈塑性變形，徐變)化學(xué)收縮：由于水泥水化后總體積比水化前小，從而使混凝土收縮，稱(chēng)為化學(xué)收縮。化學(xué)收縮是不可逆過(guò)程。干濕變形：有時(shí)也叫干縮濕脹，干縮主要是由于內(nèi)部水分蒸發(fā)引起膠體失水產(chǎn)生緊縮，另外毛細(xì)管水分蒸發(fā)會(huì)使顆粒受到毛細(xì)管壓力而使體積收縮。這種收縮是可逆的，吸水后還會(huì)重新膨脹。溫度變形：一是熱脹冷縮的性質(zhì)，膨脹系數(shù)10×10-6二是由于水化放熱，在大體積混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生溫差，造成脹縮不同，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生裂縫。荷載變形：一種是短期荷載作用下的變形，彈性和塑性；另一種是在長(zhǎng)期荷載作用下的變形徐變4.

35、混凝土的耐久性概念：混凝土的抗?jié)B性、抗凍性、抗侵蝕性和耐熱性決定著混凝土經(jīng)久耐用的程度，統(tǒng)稱(chēng)為耐久性。抗?jié)B性：指混凝土在水、油等液體作用下，抵抗?jié)B透的性能。抗凍性：指混凝土在飽和水的狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞和不嚴(yán)重降低強(qiáng)度的性能。混凝土的碳化（中性化）：是空氣中的二氧化碳與水泥石中的氫氧化鈣作用生成碳酸鈣和水。堿骨料反應(yīng)：混凝土中的骨料與水泥中的堿反應(yīng)，引起混凝土體積膨脹和開(kāi)裂。提高混凝土耐久性的措施：合理選擇水泥品種；控制水灰比及水泥用量；提高砂石質(zhì)量；摻用外加劑(引氣劑、或減水劑）；改善施工方法六.混凝土的質(zhì)量控制（自學(xué)）七.普通混凝土的配合比設(shè)計(jì)確定水泥、水、砂子、石子四項(xiàng)基本

36、組成之間的比例關(guān)系。三個(gè)重要參數(shù)：水灰比；砂率；單位用水量。混凝土的配合比的設(shè)計(jì)步驟：1)配制強(qiáng)度（Rh）的選擇：RhRd+1.64502）初步確定水灰比（W/C)：R28=ARC(C/W-B)3)確定單位用水量（Wo）：根據(jù)坍落度值、所用骨料的種類(lèi)、規(guī)格來(lái)選擇4） 計(jì)算水泥用量（Co)：5）選擇合理的砂率值（s)：6）計(jì)算粗、細(xì)骨料用量（Go、So)：絕對(duì)體積法；假定表觀密度法7）配合比的試配、調(diào)整與確定八.其它品種混凝土輕骨料混凝土；加氣混凝土；耐酸混凝土；纖維混凝土；耐熱混凝土；硅酸鹽耐熱混凝土；鋁酸鹽耐熱混凝土；水玻璃耐熱混凝土；磷酸鹽耐熱混凝土；防水混凝土；聚合物混凝土；聚合物水泥混

37、凝土；聚合物浸漬混凝土；高性能混凝土。第六章 水 泥第一節(jié) 緒論一、水泥的定義加入適量水后可形成塑性漿體，既能在空氣中硬化又能在水中硬化，并能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起的細(xì)粉狀水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱(chēng)為水泥。簡(jiǎn)言之，水泥是一種水硬性膠凝材料。特征：具有流動(dòng)性、膠結(jié)性和強(qiáng)度二、水泥的分類(lèi)按其用途和性能分: 通用水泥、專(zhuān)用水泥、特性水泥按主要水硬性物質(zhì)分:硅酸鹽水泥系列（簡(jiǎn)稱(chēng)硅酸鹽水泥）、鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、其他：如無(wú)熟料、少熟料水泥等（1）通用水泥有六種：硅酸鹽水泥05%；普通硅酸鹽水泥615%；礦渣硅酸鹽水泥2070%；火山灰硅酸鹽水泥2050

38、%；粉煤灰硅酸鹽水泥2040%；復(fù)合硅酸鹽水泥1550%（2）專(zhuān)用水泥：油井水泥；建筑水泥；道路水泥（3）特性水泥：快硬硅酸鹽水泥；抗硫硅酸鹽水泥；中熱硅酸鹽水泥；膨脹硫鋁酸鹽水泥；自應(yīng)力鋁酸鹽水泥第二節(jié) 硅酸鹽水泥生產(chǎn)概述一.通用硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型：100多個(gè)水泥專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)GB）；建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)JC）推薦性標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)GB/T）；建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)JC/T）此外還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)：Q）1.通用硅酸鹽水泥的定義GB175-2007規(guī)定以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏，及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為通用硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、0%5%的石灰石

39、或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥。(P·、P·)不摻混合材的稱(chēng)型硅酸鹽水泥，其代號(hào)為P·；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時(shí)摻加不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材的稱(chēng)型硅酸鹽水泥，其代號(hào)為P·凡由硅酸鹽水泥熟料、6%15%的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱(chēng)為硅酸鹽水泥。( P·O)【組份材料】硅酸鹽水泥熟料（clinker)；石膏 （gypsum ）；混合材料（admixture)；窯灰（kiln dust)；助磨劑窯灰：從回轉(zhuǎn)窯窯尾氣中收集下來(lái)的粉塵，品質(zhì)指標(biāo)應(yīng)符合JC/T742的規(guī)定。助磨劑：水

40、泥粉磨時(shí)允許加入主要起助磨作用而不損害水泥性能的助磨劑，其加入量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的0.5%。助磨劑應(yīng)符合JC/T667的規(guī)定硅酸鹽水泥熟料（clinker)：按適當(dāng)比例配合磨成細(xì)粉（生料）燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的水硬性膠凝物質(zhì)。石膏（ gypsum ）-緩凝劑天然石膏：符合GB/T5483規(guī)定的G類(lèi)、M類(lèi)或A類(lèi)二級(jí)（含）以上的石膏、混合石膏。硬石膏：以無(wú)水硫酸鈣（CaSO4）為主要成分的天然礦石。工業(yè)副產(chǎn)品石膏：以硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)品，采用時(shí)必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，證明對(duì)水泥性能無(wú)害，方可以使用。混合材料（adminixture)：指在水泥磨細(xì)時(shí)常摻入一些天然或人工合成的礦物材料、

41、工業(yè)廢渣。活性混合材料（active admixture) 系指符合GB/T1596、 GB/T2847、 GB/T203、GB/T18046規(guī)定的粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料和粒化高爐礦渣（或粒化高爐礦渣粉）。 非活性混合材料（inactive admixture) 系指活性指標(biāo)分別低于GB/T203 、GB/T1596、 GB/T2847、GB/T18046 規(guī)定的粒化高爐礦渣（或粒化高爐礦渣粉）、粉煤灰、火山灰質(zhì)混合材料，以及石灰石和砂巖。其中石灰石中三氧化二鋁含量不得超過(guò)2.5%，以限制石灰石中的泥土含量。水泥的標(biāo)號(hào)按規(guī)定齡期的抗壓和抗折強(qiáng)度來(lái)劃分：硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52

42、.5、52.5R、62.5、62.5R六個(gè)標(biāo)號(hào)；普通硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個(gè)標(biāo)號(hào)；礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個(gè)標(biāo)號(hào)。2.通用硅酸鹽水泥標(biāo)號(hào)品種標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa）3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.5普通硅酸鹽水泥52.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.0其他通用硅酸鹽水泥52.521.052.54.07.052.5R23.052.5

43、4.57.03.技術(shù)要求（1）化學(xué)指標(biāo)不溶物：指水泥經(jīng)酸和堿處理，不能被溶解的殘留物。其主要成分是結(jié)晶二氧化硅，其次是R2O3。型0.75 型1.50 燒失量：指水泥在9501000高溫下灼燒時(shí)，會(huì)發(fā)生氧化、還原、分解及化合等一系列反應(yīng)并放出氣體，灼燒時(shí)產(chǎn)生的一系列化學(xué)反應(yīng)引起的質(zhì)量增加和減少的代數(shù)和。型3.0 ；型3.5； 普通水泥5.0（2）堿含量（選擇性指標(biāo)）水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計(jì)算值來(lái)表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時(shí)，水泥中堿含量不得大于 0.6%，或由供需雙方商定。（3）物理指標(biāo)4.檢驗(yàn)規(guī)則（1）編號(hào)與取樣年產(chǎn)120萬(wàn)噸以上不超過(guò)1200噸為一編號(hào)；6

44、0萬(wàn)噸以上至120萬(wàn)噸，不超過(guò)1000噸為一編號(hào)；30萬(wàn)噸以上至60萬(wàn)噸，不超過(guò)600噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸以上至30萬(wàn)噸，不超過(guò)400噸為一編號(hào)；10萬(wàn)噸以下，不超過(guò)200噸為一編號(hào)。（2）判定規(guī)則不合格品：化學(xué)要求、物理要求中任何一項(xiàng)不符合標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求。包裝不合格：水泥包裝標(biāo)志中水泥名稱(chēng)、強(qiáng)度等級(jí)、生產(chǎn)者名稱(chēng)和出廠編號(hào)不全。二.硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝1.生產(chǎn)過(guò)程（兩磨一燒）硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過(guò)程通常可分為三個(gè)階段：生料制備 熟料煅燒 水泥粉磨生料制備：原料經(jīng)破碎后，按一定比例配合、磨細(xì)，并配合為成分合適、質(zhì)量均勻的生料。熟料煅燒：生料在水泥窯內(nèi)煅燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的硅酸鹽水泥熟

45、料。水泥粉磨：熟料加適量石膏，有時(shí)還加適量混合材料或外加劑共同磨細(xì)為水泥。2.生產(chǎn)方法按生料制備方法分： 濕法、干法按煅燒熟料窯的結(jié)構(gòu)分： 立窯生產(chǎn)（普通立窯、機(jī)械化立窯）；回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)（干法回轉(zhuǎn)窯；濕法回轉(zhuǎn)窯；半干法回轉(zhuǎn)窯）干法：生料烘干，細(xì)磨（同時(shí)或不同時(shí)）生料粉干法窯內(nèi)煅燒熟料半干法：生料粉加水制成生料球立窯燒成生料濕法：原料水水磨料漿濕法回轉(zhuǎn)窯熟料濕磨干燒（半濕法）：原料水水磨料漿脫水生料塊煅燒熟料新型干法：生料粉預(yù)熱器分解爐干法窯煅燒熟料3.新型干法水泥生產(chǎn)工藝新型干法水泥生產(chǎn)的特點(diǎn) :(1)優(yōu)質(zhì) (2)低耗：熱耗3000kJ/kg以下，水泥單位電耗90110kWh/t以下。 (3)高

46、效 ：?jiǎn)挝蝗莘e產(chǎn)量達(dá)110270kg/m2，勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)10004000t/年·人。(4)環(huán)保 (5)裝備大型化 ：?jiǎn)螜C(jī)生產(chǎn)能力達(dá)10000t/d (6)生產(chǎn)控制自動(dòng)化 (7)管理科學(xué)化 (8)投資大建設(shè)周期較長(zhǎng) 第三節(jié) 硅酸鹽水泥熟料的組成一、熟料的化學(xué)成分及含量主要氧化物：CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3其總和通常占熟料總量的95%以上。其它:MgO(M);SO3 (S);Na2O、K2O(R2O);TiO2(T);P2O5 (P)等，其總量通常占熟料的5%以下。二、熟料的礦物組成及含量硅酸鹽水泥熟料是一種多礦物組成的、結(jié)晶細(xì)小（ 3060m ）的人造石。主要四種礦物：&

47、#216; 硅酸三鈣：3CaO·SiO2，可以簡(jiǎn)寫(xiě)C3S，6070%；Ø 硅酸二鈣：2CaO·SiO2，可以簡(jiǎn)寫(xiě)C2S，20；Ø 鋁酸三鈣：3CaO·Al2O3 ，可以簡(jiǎn)寫(xiě)C3A，715；Ø 鐵相固溶體：4CaO·Al2O3·Fe2O3，簡(jiǎn)寫(xiě)C4AF，1018。其他：少量游離氧化鈣(f-CaO)、方鎂石、含堿礦物及玻璃體。三、熟料的化學(xué)成分與礦物組成的關(guān)系四、熟料礦物的特性1、硅酸三鈣(tricalcium silicate)(1) 純C3S是在室溫下存在的介穩(wěn)的高溫型礦物。(2) 純C3S具有同質(zhì)多晶現(xiàn)象。(3)

48、 在熟料中，C3S不以純的形式存在，總是與少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶體，稱(chēng)之為阿利特（Alite），簡(jiǎn)稱(chēng)A礦。在反光顯微鏡下為黑色多角形顆粒。常溫下，A礦晶型為M型(單斜晶系)或R型（三方晶系）。(4) 礦物水化特性：水化較快，水化反應(yīng)主要在28d內(nèi)進(jìn)行，約經(jīng)一年后水化過(guò)程基本完成；水化熱較高，抗水性較差;(5) 礦物強(qiáng)度特性：早期強(qiáng)度高，強(qiáng)度的絕對(duì)值和強(qiáng)度的增進(jìn)率大，居四種礦物之首，28d強(qiáng)度達(dá)一年強(qiáng)度的70%80%;(6)易磨性好，干縮變形小。2、硅酸二鈣(ditricalcium silicate)(1) 純C2S具有同質(zhì)多晶現(xiàn)象。(2) 在熟料中

49、，C2S不以純的形式存在，總是與少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶體，稱(chēng)之為貝利特（Belite），簡(jiǎn)稱(chēng)B礦。在反光顯微鏡下呈圓粒狀，常具有黑白交叉雙晶條紋。常溫下，B礦為介溫態(tài)。(3) 礦物水化特性：貝利特水化較慢，28天僅水化20左右；貝利特的水化熱較小，抗水化性好，適合用于大體積工程或處于侵蝕性大的工程用水泥；(4) 礦物強(qiáng)度特性：凝結(jié)固化較慢，早期強(qiáng)度低，但后期強(qiáng)度增長(zhǎng)率較高，在1年后可趕上阿利特；(5)易磨性差3、中間相：充填在阿利特和貝利特之間的鋁酸鹽、鐵酸鹽、組成不定的玻璃體和含堿化合物等統(tǒng)稱(chēng)為中間相。 (1) 鋁酸三鈣（tricalcium al

50、uminate) C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R 2O等形成固溶體，在反光鏡下，其反光能力弱，呈暗灰色，并填充在A礦與B礦中間，又稱(chēng)黑色中間相。礦物水化特性：水化快，凝結(jié)快；水化熱高早強(qiáng)較高，但絕對(duì)值不高。3d發(fā)揮出大部分強(qiáng)度，以后不增長(zhǎng)，甚至倒縮。干縮變形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸鹽性能差(2) 鐵相固溶體(ferrite solid solution) 熟料中鐵相較復(fù)雜。鐵鋁酸四鈣代表的是一系列連續(xù)的鐵相固溶體。通常固溶有少量的MgO、SiO2等氧化物，稱(chēng)之為才利特（Celite）或C礦。在反光鏡下其反射能力強(qiáng)，呈亮白色，并填充在A礦與B礦之間，也稱(chēng)白色中間相。 礦物

51、水化特性：水化速度：早期介于C3A、C3S間，后期的發(fā)展不如C3S;水化熱較C3A低，抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好；早期強(qiáng)度似C3A，后期能增長(zhǎng)，似C2S。四種礦物性能比較(4) 玻璃相(glass ) 形成:部分熔融液相被快速冷卻來(lái)不及結(jié)晶而成為過(guò)冷凝體。主要成分:Al2O3、Fe2O3、CaO以及少量MgO和R2O。含量取決于液相量及冷卻條件。 性能:不及晶體穩(wěn)定，水化熱較大；可改善熟料性能與易磨性。4、游離氧化鈣和方鎂石（1）游離氧化鈣 （Free-lime或f-CaO） 種類(lèi) 產(chǎn)生原因 特點(diǎn) 對(duì)水泥安定的影響性 欠燒f-CaO 熟料煅燒過(guò)程中因欠燒、漏生，在11001200低溫下形成

52、結(jié)構(gòu)疏松多孔 不大 一次f-CaO 因配料不當(dāng)、生料過(guò)粗或煅燒不良，尚未與S、A、F反應(yīng)而殘留的CaO呈“死燒狀態(tài)”，結(jié)構(gòu)致密 大 二次f-CaO 熟料慢冷或還原氣氛下，C3S分解而形成的經(jīng)過(guò)高溫，水化較慢 較大 一次f-CaO 過(guò)多會(huì)引起安定性不良：水泥熟料中含有游離氧化鈣，其中部分經(jīng)較高溫度煅燒的氧化鈣在水泥凝結(jié)硬化后，會(huì)緩慢與水生成氫氧化鈣，一般三天后就能顯現(xiàn)出來(lái)，體積膨脹（97.9%），使水泥石發(fā)生均勻體積變化。CaO+H2O Ca(OH)2 +V 我國(guó)回轉(zhuǎn)窯游離氧化鈣控制在1.5%以下，立窯控制在3.0%以下。（2）方鎂石 熟料中游離氧化鎂過(guò)多會(huì)引起安定性不良：水泥中的氧化鎂在水泥凝

53、結(jié)硬化后，會(huì)與水生成氫氧化鎂。該反應(yīng)比過(guò)少的氧化鈣與水的反應(yīng)更加緩慢，會(huì)在水泥硬化幾個(gè)月甚至幾年之后顯現(xiàn)出來(lái)，且體積膨脹（148%），導(dǎo)致水泥石開(kāi)裂。MgO+H2OMg(OH)2 +V五、熟料的率值1、定義：硅酸鹽水泥熟料中各主要氧化物含量之間比例關(guān)系的系數(shù)稱(chēng)作率值。2、常用率值：我國(guó)主要采用石灰飽和系數(shù)（KH）、硅率（n）、鋁率（p）三個(gè)率值。項(xiàng)目含義取值影響規(guī)律鋁率說(shuō)明熟料中C3A、C4AF的相對(duì)含量。 反映液相的性質(zhì)。 (C3A 產(chǎn)生的液相粘度大；C4AF產(chǎn)生的液相粘度小.)0.91.9。抗硫酸鹽水泥或低熱水泥的鋁率可低至0.7。p值過(guò)大，C3A多，液相粘度大，不利于C3S 的形成，易引

54、起熟料快凝；p值過(guò)低，C4AF量相對(duì)較多，液相粘度小，對(duì)C3S 的形成有利，但易使窯內(nèi)結(jié)大塊，對(duì)煅燒不利。硅率反映了熟料中硅酸鹽礦物、熔劑礦物的相對(duì)含量。1.72.7。SM值過(guò)高，表示硅酸鹽礦物多，熔劑礦物少，對(duì)熟料強(qiáng)度有利，但將給煅燒造成困難；隨SM值的降低，液相量增加，對(duì)熟料的易燒性和操作有利，但SM值過(guò)低，熟料強(qiáng)度低，操作困難。石灰飽和系數(shù)熟料中的總CaO含量扣除飽和酸性氧化物（如Al2O3、Fe2O3）所需要的氧化鈣后，剩下的與二氧化硅化合的氧化鈣的含量與理論上二氧化硅全部化合成硅酸三鈣所需要的氧化鈣含量的比值。簡(jiǎn)言之，石灰飽和系數(shù)表示熟料中二氧化硅被氧化鈣飽和成硅酸三鈣的程度。實(shí)際生

55、產(chǎn)中，為使熟料順利形成，又不產(chǎn)生過(guò)多的游離氧化鈣，通常KH值控制在0.870.96。KH值越大，C3S的比例越高，熟料強(qiáng)度越好。KH值過(guò)高，熟料燒結(jié)困難需延長(zhǎng)燒結(jié)時(shí)間，否則會(huì)出現(xiàn)游離氧化鈣，同時(shí)窯的產(chǎn)量降低，熱耗高，窯襯工作條件惡化。KH=1，熟料中只有C3S，而無(wú)C2S；KH1，無(wú)論生產(chǎn)條件多好，熟料中都有游離氧化鈣存在；KH0. 667，熟料中無(wú)C3S，只有C2S、C3A、C4AF 。說(shuō)明：三個(gè)率值要相互配合適當(dāng)，才能使熟料順利燒成，并保證熟料質(zhì)量。應(yīng)根據(jù)各工廠的原燃料和設(shè)備等具體條件而定。 六、熟料礦物組成的計(jì)算獲得熟料的礦物組成的方法：儀器分析法：如巖相分析；X射線分析；紅外光譜分析等。理論計(jì)算法：如石灰飽和系數(shù)法和鮑格法。1、石灰飽和系數(shù)法步驟如下：計(jì)算鋁率（0.64）按不同的公式計(jì)算KH按下列公式分別計(jì)算C3S、C2S、C3A、C4AF C3S=3.80（3KH-2）SiO2 C2S=8.60(1-KH) SiO2 C3A=2.65(Al2O3-0.64Fe2O3)