什么是水泥? 关于水泥
關於水泥
水泥是典型的灰色礦物粉末。這種建築材料通常以 50 公斤袋裝或以噸為單位的散裝形式提供給使用水泥的設施,例如混凝土製造商。除了完全由熟料組成的水泥外,還有含有粉煤灰、土渣、石灰石等其他原料的水泥。根據預期用途,市場上有多種此產品可供選擇。繼續關注我們,了解有關這種廣泛使用的材料的更多信息。
水泥的起源
雖然最早使用水泥的歷史可以追溯到古羅馬,但現代水泥是兩個多世紀前在英國發明的。發明者是 19 世紀的英國石匠約瑟夫·阿斯佩丁 ( Joseph Aspedin )。他在廚房爐子上混合了石灰石和粘土,然後將混合物研磨成細粉。
結果是第一種水凝水泥,加水後變成糊狀,暴露在空氣中凝固成石頭的稠度。阿斯佩丁將他的發現命名為“波特蘭水泥”,因為它類似於英吉利海峽波特蘭島上開采的石灰石。 Aspiden於 1824 年獲得專利。
水泥的含義
水泥是一種精細的灰色粉末,當與水混合時,會形成糊狀物並隨著時間的推移而變硬。這種材料最重要的用途是用於製造混凝土,它是混凝土抗壓強度的主要成分。建築水泥分為水硬性和非水硬性品種。
在高溫下,石灰、壤土和石膏結合形成水硬型,而石灰、石膏塗層和氯氧化物用於製造非水硬型。非水硬性水泥需要很長時間才能硬化,但水硬性水泥會很快開始硬化。
化合物
水泥的質量由以下四種成分及其各自的百分比決定:
矽酸二鈣 (S3C) • 鋁酸三鈣 (A3C) •四鈣 鋁鐵氧體 ( AF4C )
化學汞齊
60-66歲 | 石灰- 曹 |
17-25 | -二氧化矽 二氧化矽 |
3-8 | 鋁 – 氧化鋁 |
0.5-6 | 氧化鐵- 三氧化二鐵 |
0.5-4 | 氧化鎂- 氧化鎂 |
1-4 | 三氧化硫- 三氧化硫 |
0.5-1.3 | 鹼性化學品 |
上述化合物的比例會影響接下來的每個步驟:
- 時機 • 力量積累的速度 • 總強度 • 耐久性 • 顏色
水泥規格
石灰石和土壤在熔爐中的混合物被加熱到 1,450 攝氏度以生成水泥。碳酸鈣在鈣化過程中釋放出二氧化碳分子,形成氧化鈣或生石灰,與其他物質結合。這種方法生產熟料,一種堅硬的物質,含有少量石膏後會變成灰色粉末。
矽酸鹽,即S2C和S3C,是水泥的主要和最重要的成分,直接影響其強度。構成這些矽酸鹽的氧化物對其原子和晶體結構以及水力特性具有重大影響。其他化學品可用於水泥水化和凝固,但對阻力影響不大。波特蘭水泥是生產混凝土、砂漿和水泥漿的主要成分。
水泥的好處
- 它是一種特殊的粘合劑。
- 隨處可用
- 它用於製造混凝土和砂漿。
- 它很便宜。
- 它的性質多種多樣
- 它用於大多數天氣情況
建築應用
這些是水泥在混凝土中的用途:
- 建造地基 • 建造柱子 • 建造梁 • 建造剪力牆 • 建造預製牆 • 建造橋樑 • 建造公路隧道和輸水隧道 • 建造水壩和土壩 • 與水有關的工程的建設和實施中轉路線 • 城市污水系統管道建設 • 街道桌和某些交通控制設備的建設 • 道路和橋樑建設
這些是水泥在砂漿中的用途:
- 製造各種類型的砂漿 • 生產泥漿 • 瓷磚接縫的捆紮 • 建築外牆的應用
生產程序
通常,水泥由石灰石和粘土或頁岩製成。這些基本元素的精確數量取自石礦並結合在一起。一些矽酸鹽,例如沙子,經常通過疏浚的方式從湖泊、河流和運河中清除。
水泥廠的位置通常靠近生產產品所需的礦物,從而降低運輸費用和水泥價格。礦物在提取後被帶到工廠進行破碎和篩選。
材料在工廠被粉碎和篩分以產生所需的粒度。通常,開采的礦石被壓碎到大約四分之三英寸並大量儲存。 34 英寸的礦石將在大型球磨機中磨成粉末。
然後可以通過以下兩種方式之一執行製造過程:
- 乾燥
- 濕的
在球磨機中,通過加水和產生漿液來潤濕原材料。研磨後的粉末,無論是濕的還是乾的,都被輸送到迴轉窯中進行熱處理。二氧化碳首先從迴轉窯中的碳酸鈣中提取出來。接下來,原材料將在 2700 華氏度左右熔化。
從熔爐中流出的物質被稱為“熟料”,因為它類似於微小的石頭或高爐副產品。熟料是固體物質。熟料的粒度範圍在 1 到 25 毫米之間。熟料在球磨機中加工以生產用於銷售的波特蘭水泥。
在最基本的配置中,迴轉窯是一個 200 米長、直徑 6 米的管子,末端有一個長火焰。原料從冷端進入爐膛,逐步輸送到熱端。然後材料從熔爐中掉落並冷卻。冷卻後的熟料可以暫時保存在熟料罐中,也可以直接運送到磨機。磨機將熟料粉碎成粉狀。
各種水泥
不同種類的水泥是通過將石膏、熟料和其他成分按不同比例混合而製成的。根據它們的質量,水硬性和非水硬性水泥是建築水泥的兩個基本類別。除了兩種主要類型的水凝水泥外,還存在以下其他類型:
- 普通矽酸鹽水泥(1 型) • 改性矽酸鹽水泥(2 型) • 快硬矽酸鹽水泥(3 型) • 低溫矽酸鹽水泥(4 型) • 抗硫酸鹽矽酸鹽水泥(5 型) • 火山灰水泥
水泥檢測
可以進行以下類型的測試:
柔軟度評價
可以通過測量水泥顆粒的大小或計算樣品表面積來確定柔軟度測試。該測試通常使用 9 號篩或 90 微米進行。柔軟度提高了水泥的抵抗力和凝固性。
設置測試
水泥與水結合時會產生一種過程,該過程會產生一種堅硬的物質,隨著時間的推移逐漸變得更加耐用。初凝時間(IST)和終凝時間(FCT)是水泥的兩個凝結期。
該檢查將使用維卡儀器進行。例如,矽酸鹽水泥的初凝時間約為 30 分鐘,而二次凝固時間約為 600 分鐘。
電阻測試
水泥的強度以兆帕 (MPa) 或牛頓每平方毫米 (N/mm2) 來衡量。 28 天后,矽酸鹽水泥的強度應達到 33 MPa 左右。進行壓力測試以確定水泥的強度。
質量檢驗:
質量測試被描述為一種方法,其中水泥的體積在凝固後沒有顯著變化。高壓釜和 Le Chatler測試用於評估水泥的質量。
水化試驗時的溫度:
水化熱是水泥漿因與水相互作用而放出的熱量。測試熱量是至關重要的,因為它對於在炎熱和寒冷的天氣情況下澆築混凝土都很有用。
化學成分分析:
對水泥進行測試以確定化學成分。不同的規範和標准定義了不同的比率值。水泥化學成分的數量會影響該材料的所有質量。
結論:
水泥是一種與建築相關的粘合物質。當這種微小的粉末與水混合時,會發生水合反應。水合作用引起的凝固和硬化有助於形成亞微米晶體或凝膠狀材料。該屬性已成為該產品在各種應用中使用的基本特徵。一般來說,這種物質是混凝土的主要成分: