三、水泥

　　水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理化學(xué)反應(yīng)過程能由翅性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結(jié)成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。水泥漿體不但能在空氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)增長其強(qiáng)度，故水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥品種很多，工程中最常用的是硅酸鹽系列水泥。

　　（一）硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥

　　1．定義與代號

　?。?）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(xì)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）可分為兩種類型：不摻混合材料的稱為工型硅酸鹽水泥，代號P·I；摻人不超過水泥質(zhì)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(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥，代號P·O.

　　摻活性混合材料時，最大摻量不得超過15％，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5％的窯灰或不超過水泥質(zhì)量10％的非活性混合材料來代替：摻非活性混合材料時，最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的10％。

　　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(dú)與水作用所表現(xiàn)特性。

　　3．硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化

　　水泥的凝結(jié)硬化包括化學(xué)反應(yīng)（水化）及物理化學(xué)作用（凝結(jié)硬化）水泥的水化反應(yīng)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(xué)反應(yīng)。水泥凝結(jié)硬化機(jī)理比較復(fù)雜，一般解釋為水化是水泥產(chǎn)生凝結(jié)硬化的必要條件，而凝結(jié)硬化是水泥水化的結(jié)果。

　　4．硅酸鹽水泥及普通水泥的技術(shù)性質(zhì)

　?。?）細(xì)度。表示硅酸鹽水泥及普通水泥顆粒的粗細(xì)程度。水泥的細(xì)度直接影響水泥的活性和強(qiáng)度。顆粒越細(xì)，與水反應(yīng)的表面積大，水化速度快，早期強(qiáng)度高，但硬化收縮較大，且粉磨時能耗大，成本高。但顆粒過粗，又不利于水泥活性的發(fā)揮，強(qiáng)度也低。硅酸鹽水泥比表面積應(yīng)大于300㎡/kg.

　?。?）凝結(jié)時間。凝結(jié)時間分為初凝時間和終凝時間。初凝時間為水泥加水拌和起，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和起，至水泥漿完全失去塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時間。水泥凝結(jié)時間在施工中有重要意義，為使混凝土和砂漿有充分的時間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸、澆搗和砌筑，水泥初凝時間不能過短；當(dāng)施工完畢后，則要求盡快硬化，具有強(qiáng)度，故終凝時間不能太長。硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45rain，終凝時間不得遲于6．5h.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。

　?。?）體積安定性。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。水泥安定性不良會導(dǎo)致構(gòu)件（制品）產(chǎn)生膨脹性裂紋或翹曲變形，造成質(zhì)量事故。引起安定性不良的主要原因是熟料中游離氧化鈣或游離氧化鎂過多或石膏摻量過多。

　　安定性不合格的水泥不得用于工程，應(yīng)廢棄。

　?。?）強(qiáng)度。水泥強(qiáng)度是指膠砂的強(qiáng)度而不是凈漿的強(qiáng)度，它是評定水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（IS0法）》GB/T17671（質(zhì)量比）水泥：標(biāo)準(zhǔn)砂一1：3拌和用0.5的水灰比，按規(guī)定的方法制成膠砂試件，在標(biāo)準(zhǔn)溫度下20±1℃的水中養(yǎng)護(hù)，測3d和28d的試件抗折和抗壓強(qiáng)度劃分強(qiáng)度等級。將硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R（帶“R”早強(qiáng)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.

　?。?）堿含量。水泥的堿含量將影響構(gòu)件（制品）的質(zhì)量或引起質(zhì)量事故。所以現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》GB175也作出規(guī)定：水泥中堿含量按Na20+0．658K：0計算值來表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0．60％或由供需雙方商定。

　?。?）水化熱。水泥的水化熱是水化過程中放出的熱量。水化熱與水泥礦物成分、細(xì)度、摻人的外加劑品種、數(shù)量、水泥品種及混合材料摻量有關(guān)。水泥的水化熱主要在早期釋放，后期逐漸減少。

　　對大型基礎(chǔ)、水壩、橋墩等大體積混凝土工程，由于水化熱積聚在內(nèi)部不易發(fā)散，使內(nèi)部溫度上升到50℃以上，內(nèi)外溫度差引起的應(yīng)力使混凝土可能產(chǎn)生裂縫，因此水化熱對大體積混凝土工程是不利的。

　　5．硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的應(yīng)用

　　普通硅酸鹽水泥摻混合材料的量十分有限，性質(zhì)與硅酸鹽水泥十分相近，所以在工程中的適應(yīng)范圍是一致的，主要應(yīng)用在以下幾個方面：

　?。?）水泥強(qiáng)度等級較高，主要用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程。

　?。?）凝結(jié)硬化較快、抗凍性好，適用于早期強(qiáng)度要求高、凝結(jié)快，冬期施工及嚴(yán)寒地區(qū)受反復(fù)凍融的工程。

　　（3）水泥中含有較多的氫氧化鈣，抗軟水侵蝕和抗化學(xué)腐蝕性差，所以不宜用于經(jīng)常與流動軟水接觸及有水壓作用的工程，也不宜用于受海水和礦物等作用的工程。

　　（4）因水化過程放出大量的熱，故不宜用于大體積混凝土構(gòu)筑物。

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