三、水泥

　　(一)水泥的定義與分類

　　水泥是一種無機、粉末狀材料，密度為3.0～3.2g/cm3，堆積密度900～1300kg/m3。水泥與水拌合能形成具有流動性、可塑性的漿體(稱為水泥漿)，隨著時間的延長，水泥漿體經自身的物理化學作用，由可塑性的漿體變成堅硬的固體，具有一定的強度，并能將塊狀或顆粒狀材料膠結成為整體。水泥不僅能在空氣中凝結硬化，產生強度，而且能在水中硬化，并能很好地保持和發展強度，因此水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥可按下述方法分類。

　　1.按照用途與性能分類

　　將水泥分為通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類。通用水泥指一般土木建筑工程中通常使用的水泥。主要包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合水泥六個品種，通常稱為六大品種水泥。專用水泥指有專門用途的水泥，例如油井水泥、大壩水泥、砌筑水泥、道路水泥等。特性水泥指某種性能比較突出的水泥，例如快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥等等。

　　2.按照主要水硬性物質分類

　　分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以火山灰性或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。

　　水泥的種類、品種繁多，從生產量和工程實際使用量來看，硅酸鹽類水泥是使用最普遍、產量最多、占主導地位的水泥品種。

　　(二)硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥

　　1.定義

　　(1)硅酸鹽水泥。以適當成分的生料燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的粒狀產物稱為硅酸鹽水泥熟料。按照國家標準GBl75―1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的規定，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。硅酸鹽水泥分兩類，不摻任何混合材料、僅由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細制成的水泥叫做I型硅酸鹽水泥，代號P?I;在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叫做Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P?Ⅱ。

　　(2)普通硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、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(簡稱普通水泥)，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量5%的窯灰或不超過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量的10%。

　　可見，硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥都是以硅酸鹽水泥熟料為基本材料，摻入適量的石膏及其他混合材料磨細制成的，兩種水泥成分十分接近，其性質也基本相同。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥是其他硅酸鹽類水泥的基礎，在工程中使用也最普遍。

　　2.硅酸鹽水泥的原材料與生產工藝

　　(1)硅酸鹽水泥的原材料。生產硅酸鹽水泥熟料的原材料主要是石灰質原料和粘土質原料兩大類。此外，為了滿足水泥熟料礦物組成的要求，通常還要加入第三種甚至第四種校正原料，對生料的成分進行調整，這部分原料稱為校正原料或輔助原料。校正原料的作用是調整配料中某種氧化物的含量，有硅質材料、鋁質材料和鐵質材料三種。

　　(2)生產工藝。硅酸鹽水泥的生產工藝流程可概括為“兩磨一燒”，即生料的制備(磨細)、熟料的煅燒和水泥的粉磨與包裝三大部分。煅燒是生產過程的核心部分，未煅燒之前將原材料破碎、磨細、合理配合并均勻地混合所得到的礦物質混合物叫做生料。將生料在窯內經高溫煅燒所獲得的顆粒狀物質叫做熟料，將熟料與石膏、混合材料一起磨細所得到的粉末狀材料叫做水泥。

　　3.硅酸鹽水泥的水化與凝結硬化

　　水泥加水拌合成為可塑性的漿體，叫做水泥漿。隨著時間的延長，水泥漿將逐漸失去塑性，并開始產生強度，變成堅硬的具有一定強度和粘結力的固體，稱為水泥石。這種形態及性能的變化來自于水泥的水化反應。

　　(1)水泥的水化反應。水泥加水拌合后，其中的各礦物成分將與水發生化學反應，稱為水化反應。水化反應所生成的物質稱為水化產物(或稱為水化物)。水泥的水化反應為放熱反應，伴隨著水化反應的進行，生成各水化產物的同時，將放出熱量，稱為水化熱，通常用單位質量的水泥完全水化所放出的熱量表示。

　　(2)水泥的凝結硬化。水泥加水拌合形成水泥漿體，開始具有流動性和可塑性。隨著時間的延長，漿體將逐漸失去流動性，變為具有一定強度和固定形狀的固體，這一過程稱為水泥的凝結硬化。水泥的凝結和硬化實際上是一個連續進行的過程，為了分析問題方便，常常人為地將其劃分為凝結和硬化兩個階段。由加水拌合時起至水泥漿失去流動性并具有一定的塑性強度這一階段稱為凝結，由水泥漿失去可塑性發展成為具有一定機械強度的水泥石的過程叫做硬化。

?2008年全國建設工程造價員資格考試大綱
?2009年造價員考前網上輔導招生簡章

更多資訊請訪問：造價員頻道    造價員考試論壇  

　　4.硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的技術性質

　　水泥是混凝土的重要原材料之一，對混凝土的性能具有決定性的影響。為了保證混凝土材料的性能滿足工程要求，國家標準對水泥的各項性能指標有嚴格的規定，出廠的水泥必須經檢驗符合這些性能要求;同時在工程中使用水泥之前，還要按照規定對水泥的一些性能進行復試檢驗，以確保工程質量。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的技術性質如下。

　　(1)不溶物。不溶物指水泥中用鹽酸或碳酸鈉溶液處理而不溶的部分，不溶成分的含量可以作為評價水泥在制造過程中燒成反應是否完全的指標。國家標準中規定I型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過0.75%;Ⅱ型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過1.50%。

　　(2)燒失量。燒失量是指將水泥在950℃土50℃溫度的電爐中加熱15min的重量減少率。這些失去的物質主要是水泥中所含有的水分和二氧化碳，根據燒失量可以大致判斷水泥的吸潮及風化程度。國家標準中規定I型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.0%;Ⅱ型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.5%;普通硅酸鹽水泥中燒失量不得大于5.0%。

　　(3)細度。指水泥顆粒的粗細程度，直接影響水泥的活性和強度，同時又影響水泥的生產成本和易保存性。顆粒越細，與水反映的表面積大，水化速度快，早期強度高，但硬化收縮較大，且粉磨時能耗大，成本高。而顆粒過粗，又不利于水泥火性的發揮，且強度低。水泥細度的表示方法，一是采用一定孔徑的標準篩進行篩分，用篩余百分率表示水泥顆粒的粗細程度;二是用比表面積，即單位質量的水泥所具有的總的表面積來表示。按照國家標準GBl75―1999的規定，硅酸鹽水泥的細度用比表面積表示，要求比表面積大于300(m2/kg);普通硅酸鹽水泥及其他摻混合材料的水泥用0.080mm方孔篩的篩余百分率表示，不得超過10.0%。

　　(4)標準稠度需水量。標準稠度需水量指水泥漿體達到規定的標準稠度時的用水量占水泥質量的百分比。標準稠度用水量對水泥的性質沒有直接的影響，只是水泥與水拌合達到某一規定的稀稠程度時需水量的客觀反映，在測定水泥的凝結時間和安定性等性質時需要拌制標準稠度的水泥漿，所以是為了進行水泥技術性質檢驗的一個準備性指標。一般硅酸鹽水泥的標準稠度用水量為26%～30%。

　　(5)凝結時間。凝結時間是指水泥從加水拌合開始到失去流動性，即從可塑狀態發展到固體狀態所需要的時間，是影響混凝土施工難易程度和速度的重要性質。水泥的凝結時間分初凝時間和終凝時間，初凝時間是指自水泥加水時起至水泥漿開始失去可塑性和流動性所需的時間;終凝時間是指水泥自加水時起至水泥漿完全失去可塑性、開始產生強度所需的時間。在水泥漿初凝之前，要完成混凝土的攪拌、澆筑、成型、振實等工序，需要有較充足的時間比較從容地進行施工，因此水泥的初凝時間不能太短;為了提高施工效率，在成型之后需要盡快增長強度，以便拆除模板，進行下一步施工，所以水泥的終凝時間不能太長。按照國家標準規定，硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h;普通水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于10h。水泥初凝時間不合要求，該水泥作廢;終凝時間不合要求，視為不合格。

　　(6)安定性。所謂安定性是指水泥漿體在凝結硬化過程中體積變化的均勻性，也叫做體積安定性。如果在由可塑性漿體變為堅硬固體的過程中體積變化過于激烈，則將造成結構體內部組織破壞，產生缺陷，影響構件的性能。所以對水泥的安定性有嚴格要求。

　　引起水泥安定性不良的原因是熟料中含有過量的游離氧化鈣或游離氧化鎂，以及在水泥粉磨時摻入的石膏超量等。

　　(7)強度。強度是水泥的重要力學性能指標，是劃分水泥強度等級的依據。水泥的強度不僅反映硬化后水泥凝膠體自身的強度，而且還要反映膠結能力。所以檢驗水泥強度的試件不采用水泥凈漿，而是加入細骨料，與水、水泥一起拌制成砂漿，制作膠砂試件。并且，由于水泥的膠結強度不僅僅取決于水泥漿體，還與骨料的粒徑、粒形、級配及表面狀態等性質有關，為了去除由于骨料因素對水泥膠結能力的影響，測定水泥強度使用的細骨料采用統一監制的標準砂。按照水泥;水：標準砂=450(g)：225(g)：1350(g)的數量稱取水泥、水和標準砂，拌制水泥膠砂并制作試件，試件尺寸為40mm×40mm×l60mm，24h脫模后放入20℃±2℃的水中養護，分別測定3d、28d齡期的抗折、抗壓強度，作為確定水泥強度等級的依據。表2-2-6列出了硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽的強度等級及其相應的3d、28d強度值，通過膠砂強度試驗測得的水泥各齡期的強度值均不得低于表中相應強度等級所要求的數值，按照此原則確定所檢測的水泥的強度等級。