水泥

　　水泥與水混合后，經(jīng)過物理化學反應過程變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。水泥屬于水硬性膠凝材料。

　　（一）硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥

　　1．定義與代號

　　（1）硅酸鹽水泥凡由硅酸鹽水泥熟料、0-5%的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（國外通稱為波特蘭水泥）。

　　硅酸鹽水泥分為兩種類型：不摻混合材料的稱為I型硅酸鹽水泥，代號P．I；在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻入不超過水泥質量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P·Ⅱ。

　　（2）普通硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料、6%-15%的混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號P．O.

　　2．硅酸鹽水泥熟料的組成硅酸鹽水泥熟料主要礦物組成及其含量范圍和各種熟料單獨與水作用所表現(xiàn)特性。

　　3．硅酸鹽水泥的凝結硬化水泥的凝結硬化是一個不可分割的連續(xù)而復雜的物理化學過程。其中包括化學反應（水化）及物理化學作用（凝結硬化）。水泥的水化反應過程是指水泥加水后，熟料礦物及摻入水泥熟料中的石膏與水發(fā)生一系列化學反應。水泥凝結硬化機理比較復雜，一般解釋為水化是水泥產生凝結硬化的必要條件，而凝結硬化是水泥水化的結果。

　　4．硅酸鹽水泥及普通水泥的技術性質。

　　（1）細度細度表示水泥顆粒的粗細程度。水泥的細度直接影響水泥的活性和強度。顆粒越細，水化速度快，早期強度高，但硬化收縮較大。而顆粒過粗，又不利于水泥活性的發(fā)揮，且強度低。

　　（2）凝結時間凝結時間分為初凝時間和終凝時間。初凝時間為水泥加水拌合起，至水泥漿開始失去塑性所需的時間。終凝時間從水泥加水拌合起，至水泥漿完全失去塑性并開始產生強度所需的時間。

　　硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于390min；普通水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于600min.水泥初凝時間不合要求，該水泥報廢；終凝時間不合要求，視為不合格。

　　例題：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于（　　）min；

　　A．300

　　B．390

　　C．600

　　D．690

　　答案：B

　　分析：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于390min；普通水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于600min.

　　（3）體積安定性體積安定性是指水泥在硬化過程中，體積變化是否均勻的性能，簡稱安定性。水泥安全性不良會導致構件（制品）產生膨脹性裂紋或翹曲變形，造成質量事故。安定性不合格的水泥不可用于工程，應廢棄。

　　（4）強度水泥強度是指膠砂的強度，而不是凈漿的強度，它是評定水泥強度等級的依據(jù)。按規(guī)定制成膠砂試件，在標準溫度的水中養(yǎng)護，測3d和28d的試件抗折和抗壓強度劃分強度等級。將硅酸鹽水泥強度等級分為42．5、42．5R、52．5、52．5R、62．5、62，5R（帶“R”早強型，不帶“R”普通型）；將普通水泥分為32，5、32，5R、42，5、42．5R、52．5、52．5R.

　　例題：水泥強度是指按規(guī)定制成膠砂試件，在標準溫度的水中養(yǎng)護，測（　　）的試件抗折和抗壓強度劃分強度等級。

　　A．3d和7d

　　B．3d和14d

　　C．3d和28d

　　D．7d和28d

　　答案：C

　　分析：水泥強度是指膠砂的強度，而不是凈漿的強度，它是評定水泥強度等級的依據(jù)。按規(guī)定制成膠砂試件，在標準溫度的水中養(yǎng)護，測3d和28d的試件抗折和抗壓強度劃分強度等級。

　　（5）水化熱水泥的水化熱是水化過程中放出的熱量。水泥的水化熱主要在早期釋放，后期逐漸減少。對大型基礎、水壩、橋墩等大體積混凝土工程，由于水化熱積聚在內部不易發(fā)散，使內部溫度上升，內外溫度差引起的應力使混凝土可能產生裂縫，因此水化熱對大體積混凝土工程是不利的。

　　（6）水泥的堿含量將影響構件（制品）的質量或引起質量事故水泥中的堿含量按Na20+0．658K2O計算值來表示。

　　5．硅酸鹽水泥、普通水泥的應用。

　　在工程應用的適應范圍內兩種水泥是一致的，主要應用在以下幾個方面：

　　（1）強度較高，主要用于重要結構的高強度混凝土、鋼筋混凝土和預應力混凝土工程。

　　（2）凝結硬化較快、抗凍性好，適用于早期強度要求高、凝結快，冬期施工及嚴寒地區(qū)遭受反復凍融的工程。

　　（3）不宜用于經(jīng)常與流動的軟水接觸及有水壓作用的工程，也不宜用于受海水和礦物水等作用的工程。

　　（4）因水化過程放出大量的熱，故不宜用于大體積混凝土構筑物。

　　（二）摻混合材料的硅酸鹽水泥

　　1．混合材料按其性能分為活性（水硬性）混合材料和非活性（填充性）混合材料兩類。

　　（1）活性混合材料可以改善水泥性能、調節(jié)水泥強度等級、擴大水泥使用范圍、提高水泥產量、利用工業(yè)廢料、降低成本，有利于環(huán)境保護。

　　（2）非活性混合材料可以增加水泥產量、降低成本、降低強度、減少水化熱、改善混凝土及砂漿的和易性等。

　　2．定義與代號。

　　（1）礦渣硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P．S.水泥中粒化高爐礦渣摻加量按質量百分比計為20%～70%.

　　（2）火山灰質硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料和火山灰質混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P．P.水泥中火山灰質混合材料摻量按質量百分比計為20%～50%.

　　（3）粉煤灰硅酸鹽水泥由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，代號P·F.水泥中粉煤灰摻量按質量百分比計為20%～40%.

　　3．五種水泥的主要特性及適用范圍見教材表2．1．4.此表很重要，結合技術性質和組成對比理解記憶。

　　例如：礦渣水泥與硅酸鹽水泥、普通水泥相比具有以下特性：

　　①早期強度低，后期強度增長較快；

　　②水化熱低；

　　⑧耐熱性；

　　④抗腐蝕能力較強；

　　⑤抗凍性差、干縮性大、泌水現(xiàn)象顯著。

　　例題：礦渣水泥與硅酸鹽水泥、普通水泥相比具有以下特性（　　）

　　A．早期強度低，后期強度增長較快

　　B．水化熱低；

　　C．抗腐蝕能力較強

　　D．抗凍性差E．耐熱性好；

　　答案：A．B．C．D