水泥

　　水泥屬于水硬性膠凝材料。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

　　(1)硅酸鹽水泥。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PⅡ。

　　(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。

　　例題：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水泥代號是

　　A. P ?I

　　B. P?Ⅱ

　　C. P?O

　　D. P?S

　　答案：B

　　分析：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PⅡ。

　　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特性，見教材表2.2.1。

　　3.硅酸鹽水泥的凝結硬化

　　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。水泥凝結時間在施工中有重要意義，初凝時間不宜過短，終凝時間不宜過長。

　　硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h=390min;普通水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于10h=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。

　　2005考題：水泥的終凝時間，指的是(　　)。

　　A.從水泥加水拌和起至水泥漿開始失去塑性所需的時間

　　B.從水泥加水拌和起至水泥漿完全失去塑性并開始產生強度所需的時間

　　C.從水泥漿開始失去塑性至完全失去塑性并開始產生強度所需的時間

　　D.從水泥漿開始失去塑性至水泥漿具備特定強度所需的時間

　　2004考題.關于水泥凝結時間的描述，正確的是(　A　)。

　　A.硅酸鹽水泥的終凝時間不得遲于6.5h

　　B.終凝時間自達到初凝時間起計算

　　C.超過初凝時間，水泥漿完全失去塑性

　　D.普通水泥的終凝時間不得遲于6.5h

　　(3)體積安定性。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。按規定制成膠砂試件，在標準溫度的水中養護，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。

　　(5)堿含量。水泥的堿含量將影響構件(制品)的質量或引起質量事故。水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O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。

　　(6)水化熱。水化熱與水泥礦物成分、細度、摻入的外加劑品種、數量、水泥品種及混合材料摻量有關。水泥的水化熱主要在早期釋放，后期逐漸減少。

　　對大體積混凝土工程，由于水化熱積聚在內部不易發散，使內部溫度上升到50℃以上，內外溫度差引起的應力使混凝土可能產生裂縫。

　　例題：以下說法不正確的有

　　A.顆粒越細，硬化收縮越小

　　B.安定性不合格的水泥可以試驗后降級使用

　　C.水泥中堿含量按Na2O+0.658K

　　D.水泥的水化熱主要在早期釋放，后期逐漸減少

　　E.初凝時間不宜過短，終凝時間不宜過長

　　答案：A.B.C.

　　分析：1、顆粒越細，水化速度快，早期強度高，但硬化收縮較大

　　2、安定性不合格的水泥不可用于工程，應廢棄。

　　3、水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示

　　5.硅酸鹽水泥、普通水泥的應用

　　主要應用在以下幾個方面：

　　(1)水泥強度等級較高，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受反復凍融的工程。

　　(3)不宜用于經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)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)和非活性(填充性)混合材料兩類。

　　(1)活性混合材料，如火山灰、粉煤灰、粒化高爐礦渣等。它可以改善水泥性能、調節水泥強度等級、擴大水泥使用范圍、提高水泥產量、利用工業廢料、降低成本，有利于環境保護。

　　(2)非活性混合材料，如石灰石、石英砂等，它可以增加水泥產量、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。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PF。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;

　　③耐熱性;

　　④抗腐蝕能力較強;

　　⑤抗凍性差、干縮性大、泌水現象顯著。

　　例題：硅酸鹽水泥主要適用于(C　　)

　　A.海底工程

　　B.大體積混凝土構筑物

　　C.冬季施工工程

　　D.水塔施工

　　(三)鋁酸鹽水泥，以前稱為高鋁水泥，也稱礬土水泥。代號CA。根據Al2O3含量百分數將鋁酸鹽水泥分為四類：CA―50、CA―60、CA―70、CA―80。

　　(1)技術要求：細度，比表面積≥300m2/kg;凝結時間，CA―60水泥初凝時間≥60min，終凝時間≤18h，其余三類水泥均要求初凝時間≥30min，終凝時間≤6h

　　(2)強度特點。CA水化速度快，凝結正常，快硬早強，而CA2水化速度較之緩慢，但后期強度增長較大。3d強度即可達到P?O28d的水平，最適宜的硬化溫度為15℃左右。

　　(3)耐高溫性能。鋁酸鹽水泥具有一定的耐高溫性能，在高溫下仍能保持較高的強度，并能隨CA2含量的增加而提高。

　　(4)耐腐蝕性。鋁酸鹽水泥的耐腐蝕性高于硫酸鹽水泥。

　　適用范圍：鋁酸鹽水泥可用于配制不定型耐火材料;與耐火粗細集料(如鉻鐵礦等)可制成耐高溫的耐熱混凝土;用于工期緊急的工程;也可用于抗硫酸鹽腐蝕的工程和冬季施工的工程。

　　鋁酸鹽水泥不宜用于大體積混凝土工程;不能用于與堿溶液接觸的工程;不得與未硬化的硅酸鹽水泥混凝土接觸使用，更不得與硅酸鹽水泥或石灰混合使用;不能蒸汽養護，不宜高溫季節施工。

　　2006考題：高溫車間的混凝土結構施工時，水泥應選用(B)。

　　A.粉煤灰硅酸鹽水泥

　　B.礦渣硅酸鹽水泥

　　C.火山灰質硅酸鹽水泥

　　D.普通硅酸鹽水泥

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