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膨脹水泥

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膨脹水泥是指在水化和硬化過程中產生體積膨脹的水泥，一般硅酸鹽水泥在空氣中硬化時，體積會發生收縮。收縮會使水泥石結構產生微裂縫，降低水泥石結構的密實性，影響結構的抗滲、抗凍、抗腐蝕等。膨脹水泥在硬化過程中體積不會發生收縮，還略有膨脹，可以解決由於收縮帶來的不利後果。膨脹水泥用途廣泛。

基本內容

中文名：膨脹水泥

性能特點：不含氯鹽，對鋼筋無鏽蝕。

簡 介：水化和硬化過程中產生體積膨脹

主要用途：硅酸鹽膨脹水泥

簡介

在水化和硬化過程中產生體積膨脹的水泥屬膨脹類水泥。一般硅酸鹽水泥在空氣中硬化時，體積會發生收縮。收縮會使水泥石結構產生微裂縫，降低水泥石結構的密實性，影響結構的抗滲、抗凍、抗腐蝕等。膨脹水泥在硬化過程中體積不會發生收縮，還略有膨脹，可以解決由於收縮帶來的不利後果。

性能特點

1.由膨脹水泥配製的混凝土在水中自由膨脹率為8～10×10-4，可在混凝土中建立0.2～0.6MPa的自應力，滿足補償收縮要求，可減少或防止混凝土收縮開裂；2.膨脹水泥混凝土抗滲標號大於S30，又稱自防水混凝土。用該水泥配製自防水混凝土，省工省料、縮短工期、且耐久性好；3．新型膨脹水泥早期強度高，後期強度增長較大，長期強度穩定上升；4.膨脹水泥配製的混凝土因內部建立有膨脹自應力,與鋼筋產生更強的握裹力；5．不含氯鹽，對鋼筋無鏽蝕。

主要用途

1、硅酸鹽膨脹水泥

主要是用於製造防水沙漿和防水混凝土。適用於加固結構、澆築機器底座或固結地腳螺栓，並可用於接縫及修補工程。但禁止在有硫酸鹽侵蝕的水中工程中使用。

2、低熱微膨脹水泥

主要用於較低水化熱和要求補償收縮的混凝土、大體積混凝土，也適用於要求抗滲和抗硫酸鹽侵蝕的工程

3、硫鋁酸鹽膨脹水泥主要用於澆築構件節點及應用於抗滲和補償收縮的混凝土工程中。

4.自應力水泥

主要用於自應力鋼筋混凝土壓力管及其配件。

該發明涉及硅酸鹽水泥熟料的燒制，具體是指一種利用冶煉鉛鋅濕廢渣燒制硅酸鹽水泥熟料的方法。本法配方如下：石灰石８６～９０％（重量），鉛鋅干廢渣３～１０％（重量），粘土３～８％（重量），鐵粉０～２％（重量）。本法充分利用廣東地區冶煉鉛鋅濕廢渣代替部分粘土和大部分鐵粉等有用資源，燒制優質硅酸鹽水泥熟料，既變廢為寶，又保護環境。不僅符合生態水泥工業可持續發展的戰略決策，而且是使廢棄物再資源化的有效途徑。

使用範圍

適用於工民建、地下室工程、鐵路、公路隧道襯砌、作後澆縫混凝土、作二灌漿材料、屋面、樓面、廚衛間的防水混凝土、市政工程、橋樑工程。

注意事項

1、施工前應作試配，以確定混凝土（或砂漿）合理的膨脹量；

2、膨脹水泥一般情況下不與其它品種水泥混用。

包裝及儲存

膨脹水泥採用襯塑膽編織袋包裝，每袋淨重40kg。也可根據用戶要求採用其它包裝。膨脹水泥須在乾燥環境下密封儲存，保質期6個月，開袋後一次用完。

相關信息

簡介

以膨脹水泥為膠結料配製而成的防水混凝土，稱為膨脹水泥防水混凝土。由於膨脹水泥在水化過程中，生成大量的水化硫鋁酸鈣，使混凝土在硬化初期便產生體積膨脹，在約束條件下改善混凝土的孔結構，並使總孔隙率降低，毛細孔徑減小，從而提高混凝土的密實性和抗滲性。我國目前使用較多的膨脹水泥有明礬石膨脹水泥、硅酸鹽膨脹水泥和石膏礬土膨脹水泥等。這些水泥，由於膨脹性較大，除用於配製防水混凝土外，還常用於補償收縮混凝土。

現象

混凝土拌合物出罐後，運輸、停放30～45min左右，即明顯出現粘稠現象，坍落度損失可達20mm以上，給施工操作帶來了困難，影響澆築質量。

原因分析

（1）施工現場環境溫度高，尤其是夏季，氣溫超過35℃時更為明顯。

（2）運輸、停留時間過長。

（3）混入其他品種的水泥。如石膏礬土水泥混凝土拌合物中，若混入硅酸鹽水泥，則混凝土拌合物會很快失去流動性。

（4）膨脹水泥用量過多。不論何種膨脹水泥，其組分中的石膏含量，均較常用水泥的石膏含量高得多，SQ含量一般可達6.5％～7.5％。

（5）膨脹水泥的顆粒，普遍較常用水泥細小，比表面積一般達4800±200cm2/g，表現在混凝土拌合物的需水量，較之相同坍落度的一般水泥混凝土不僅多（約增加10％～15％），而且坍落度損失既快且大。

防治措施

（1）合理安排施工工序，壓縮運輸、停留時間。允許停留和澆築時間，應根據試驗確定，並在混凝土配合比設計時適當加大坍落度值，以補償可能的坍落度損失。不允許在拌合後的混凝土拌合物中加水調整坍落度。

（2）夏季酷熱天氣施工時，砂石骨料宜採取遮陽隔熱措施，混凝土拌合物在運輸過程中也應採取隔熱措施，防止烈日暴曬，水分失散過快。但施工環境溫度如過低（＜5℃＝，則應採取保溫措施。

（3）由於膨脹水泥獨特的特性，對它種水泥的混入敏感性較強，因此要求膨脹水泥在儲存、堆放、攪拌、運輸等過程中均不應混入它種水泥，以防造成速凝或流動性迅速消失，損害混凝土的物理力學性能。攪拌機、運輸車、手推車以及振搗機具、鐵鏟等施工機具，均應清洗乾淨，防止它種水泥殘留物粘附其上，混入膨脹水泥混凝土中引起不良後果。

（4）膨脹水泥品種較多，各自性能不盡相同，相互間不可隨便替代。即使同一品種、不同廠別的也不可替代，以防不測。

水泥歷史

1756年，英國工程師J.斯米頓在研究某些石灰在水中硬化的特性時發現：要獲得水硬性石灰，必須採用含有粘土的石灰石來燒制；用於水下建築的砌築砂漿，最理想的成分是由水硬性石灰和火山灰配成。這個重要的發現為近代水泥的研製和發展奠定了理論基礎。

1796年，英國人J.帕克用泥灰岩燒制出了一種水泥，外觀呈棕色，很像古羅馬時代的石灰和火山灰混合物，命名為羅馬水泥。因為它是採用天然泥灰岩作原料，不經配料直接燒制而成的，故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特別適用於與水接觸的工程。

1813年，法國的土木技師畢加發現了石灰和粘土按三比一混合製成的水泥性能最好。

1824年，英國建築工人約瑟夫·阿斯譜丁（Joseph Aspdin）發明了水泥並取得了波特蘭水泥的專利權。他用石灰石和粘土為原料，按一定比例配合後，在類似於燒石灰的立窯內煅燒成熟料，再經磨細製成水泥。因水泥硬化後的顏色與英格蘭島上波特蘭地方用於建築的石頭相似，被命名為波特蘭水泥。它具有優良的建築性能，在水泥史上具有劃時代意義。

1907年，法國比埃利用鋁礦石的鐵礬土代替粘土，混合石灰岩燒製成了水泥。由於這種水泥含有大量的氧化鋁，所以叫做「礬土水泥」。

1871年，日本開始建造水泥廠。

1877年，英國的克蘭普頓發明了迴轉爐，並於1885年經蘭薩姆改革成更好的迴轉爐。

1889年，中國河北唐山開平煤礦附近，設立了用立窯生產的唐山「細綿土」廠。1906年在該廠的基礎上建立了啟新洋灰公司，年產水泥4萬噸。

1893年，日本遠藤秀行和內海三貞二人發明了不怕海水的硅酸鹽水泥。

20世紀，人們在不斷改進波特蘭水泥性能的同時，研製成功了一批適用於特殊建築工程的水泥，如高鋁水泥，特種水泥等。全世界的水泥品種已發展到100多種，2007年水泥年產量約20億噸。中國在1952年制訂了第一個全國統一標準，確定水泥生產以多品種多標號為原則，並將波特蘭水泥按其所含的主要礦物組成改稱為矽酸鹽水泥，後又改稱為硅酸鹽水泥至今。

2010年，中國水泥產量達到18.68 億噸，產量占比全球50%以上。

生產方法

硅酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、配料、磨細製成生料，然後餵入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細而成。

水泥生產隨生料製備方法不同，可分為干法（包括半干法）與濕法（包括半濕法）兩種。

①干法生產。將原料同時烘乾並粉磨，或先烘乾經粉磨成生料粉後餵入干法窯內煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水製成生料球，送入立波爾窯內煅燒成熟料的方法，稱之為半干法，仍屬干法生產之一種。

②濕法生產。將原料加水粉磨成生料漿後，餵入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法製備的生料漿脫水後，製成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產之一種。

干法生產的主要優點是熱耗低（如帶有預熱器的干法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克），缺點是生料成分不易均勻，車間揚塵大，電耗較高。濕法生產具有操作簡單，生料成分容易控制，產品質量好，料漿輸送方便，車間揚塵少等優點，缺點是熱耗高（熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克）。