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火山灰水泥的原理

来源:www.dbkyw.com   时间:2023-02-10 23:14   点击:224  编辑:admin   手机版

一、火山灰水泥的原理

火山灰水泥

水化硬化过程及建筑性质

在硅酸盐水泥熟料中,按水泥成品质量均匀地加入20~50%的火山灰质混合材料,再按需要加入适量石膏磨成细粉,所制成的水硬性胶凝材料就称为火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥)。按现行国家标准,火山灰水泥的强度等级有:32.5、32.5R;42.5、42.5R;52.5、52.5R。

火山灰水泥的水化、凝结、硬化过程主要是把熟料的水化及混合材与Ca(OH)2的反应相联系起来。火山灰水泥加水后,首先是硅酸盐水泥中的熟料水化,生成Ca(OH)2,成为同火山灰质混合材料产生二次水化反应的激发剂;火山灰质混合材中高度分散的活性氧化物吸收Ca(OH)2,进而相互反应而形成以水化硅酸钙为主体的水化产物,即水化硅酸钙凝胶和水化铝酸钙凝胶。实际上,火山灰水泥的两次水化反应是交替进行的,而且彼此互为条件、互相制约,并不是简单孤立的。如:由于产生了二次反应,在一定程度上消耗了熟料水化的生成物,即,液相中的Ca(OH)2与活性的SiO2和Al2O3发生二次水化反应,形成水化硅酸钙和水化铝酸钙,由此使其浓度降低(碱度降低),因此,反过来又促使熟料矿物继续水化,如此反复进行,直到反应完全为止。

反应式如下:

(熟)xCa(OH)2+(火)SiO2+(n-1)H2O=xCaO・SiO2・nH2O

(1.5~2.0)CaO・SiO2・aq+SiO2=(0.8~1.5)CaO・SiO2・aq

3CaO・Al2O3・6H2O+SiO2+mH2O=xCaO・SiO2・mH2O+yCaO・Al2O3・pH2O

二、火山灰水泥的分类

混合材的化学成分及种类

真正的火山灰基本上是由少量晶质矿物嵌入大量玻璃质中所形成的,玻璃质或多或少的因风化而变质,其多孔性有似凝胶,具有大量的内比表面积,其中除含可溶性SiO2外,还含相当数量的可溶性的Al2O3。

火山灰化学成分的波动范围:45~60%SiO2;15~30%Al2O3+Fe2O3;15%左右CaO+MgO+R2O(杂质);10%左右烧失量。

火山灰质混合材料的活性来源是其中的活性SiO2和活性Al2O3对石灰的吸收。所以,按其活性的大小,可分为三类:

1)含水硅酸质混合材料:以无定形的SiO2为主要活性成分,含有结合水,形成SiO2・nH2O的非晶体质矿物。与石灰的反应能力强,活性好。但拌和成浆时的需水量大,影响硬化体性能,且干缩较大。

2)铝硅玻璃质混合材料:除以SiO2为主要成分外,还会有一定数量的Al2O3和少量的碱性氧化物(Na2O+K2O),它是由高温熔体经过不同程序的急速冷却而成。其活性决定于化学成分及冷却速度,并与玻璃体含量有直接关系。

3)烧粘土质混合材料:活性组分主要为脱水粘土矿物,如脱水高岭土(Al2O3・2SiO2)其化学成分以SiO2和Al2O3为主,其Al2O3含量与活性大小有关。

三、火山灰水泥为什么是pp?

火山灰水泥的全称是火山灰质硅酸盐水泥,它的代号是Portland pozzolana cement,然后才简称为pp,

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的水硬性胶凝材料

主要由硅酸盐水泥熟料、20~50%火山灰质混合材料及石膏制成。水化热小,抗渗耐腐蚀性好,抗冻耐热

四、关于火山灰质硅酸盐水泥的特性

火山灰水泥抗渗性更好些.它比较适用于需要抗软水,酸类侵蚀的工程及要求抗渗的工程.

水泥概述:

1 、水泥历史不长,只 100 多年的历史,但发展惊人

2 、水泥品种

1 )按化学成分为:

① 硅酸盐类水泥

有六大类:硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。

② 铝酸盐类水泥

③ 无熟料(少熟料)类水泥

2 )按用途分为:

① 普通水泥

② 特殊水泥

硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥

定义: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。即国外的波特兰水泥 Portland cement 分为不掺混合材料 P I 和掺不超过 5% 混合材料 P II

不合格品水泥:细度,终凝,不溶物,烧失量及混合料过多,强度过低

掺混合料的硅酸盐水泥 (复合硅酸盐水泥)

(一)定义:为改善硅酸盐水泥水泥的某些性能,增加水泥品种,扩大水泥使用范围,并达到降低成本,增加产量的目的,可以在硬硅酸盐水泥熟料中掺入适量的混合料,与石膏共同磨细制成的不同品种的硅酸盐水泥,称为掺混合料的硅酸盐水泥,简称混合水泥。

(二)、混合材料的类型

1 、活性混合料,分为

粒化高炉矿渣

火山灰质混合材料

粉煤灰

2 、非活性混合料(又称填充性混合材料),如:石英砂、石灰石、粘土等,以及不符合技术要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰及火山灰质混合材料。

(三)混合水泥种类

1 、矿渣硅酸盐水泥,简称矿渣水泥,代号 PS

凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,即为矿渣硅酸盐水泥。

2 、火山灰水泥,简称火山灰水泥,代号 PP

凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合料,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,即为火山灰质硅酸盐水泥。

3 、粉煤灰硅酸盐水泥,简称粉煤灰水泥,代号 PF

凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰,适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,即为矿渣硅酸盐水泥。

粉煤灰水泥的性能及应用

1 )、粉煤灰水泥凝结硬化缓慢,早期强度低,后期强度高,甚至赶上或明显地超过硅酸盐水泥。

2 )、粉煤灰内比表面积较小,吸附水的能力小,因而这种水泥干缩性小,抗裂性较强。

3 )、粉煤灰水泥泌水较快,易引起失水裂缝,在硬化早期应加强养护,并采取一定的工艺措施。

火山灰质硅酸盐水泥的特性是:耐水性强,水化热低,后期强度增长快,耐硫酸盐类腐蚀,和匀性好。它的缺点是:早期强度较低,低湿时,强度增长很慢。所以,不宜在8℃以下施工。耐冻、耐磨性差,使用时应该注意加强洒水覆盖养护。

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