水泥与石灰

　　1.2硅酸盐水泥的技术要求和技术性质

　　1)化学性质：水泥的化学指标主要是控制水泥中有害的化学成分含量。

　　2)物理性质

　　①细度(选择性指标)②水泥标准稠度用水量③凝结时间④体积安定性⑤强度

　　1.3硅酸盐水泥的技术要求

　　我国现行国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)规定：水泥的初凝时间、安定性、强度、和化学品质指标中任何一项不满足要求时，均为不合格品。

　　1.4道路硅酸盐水泥

　　以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分和较多量的铁铝酸钙的硅酸盐水泥熟料称为道路硅酸盐水泥熟料。由道路硅酸盐水泥熟料，0-10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥。

　　二、掺混合料的硅酸盐水泥

　　2.1水泥混合材料及其特性

　　混合材料按其在水泥中所起的作用，分为活性混合材料和非活性混合材料。常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。

　　(1)活性混合材料

　　①粒化高炉矿渣

　　将高炉炼铁矿渣在高温液态卸出时经冷淬处理，使其成为颗粒状态，质地疏松、多孔。

　　(2)非活性混合材料

　　非活性混合材料不参与水泥的水化反应，仅起到提高产量、降低成本、调整水泥强度等级、降低水化热和改善新拌混凝土和易性的作用，所以也称为填充性混合材料。磨细的石灰石、石英砂、粘土、慢冷矿渣及各种废渣都属于非活性混合材料。

　　2.2掺混合料水泥品种及其特性

　　2.3掺混合料硅酸盐水泥的技术指标及其标准

　　三、其他水泥

　　3.1高铝水泥

　　凡以铝酸钙为主，氧化铝含量约50%的熟料，磨制的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。

　　3.2快硬水泥

　　快硬硅酸盐水泥：凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥(简称快硬水泥)。主要成分分为硅酸三钙、铝酸三钙。

　　快硬硫铝酸盐水泥：由适当成分的硫铝酸水泥熟料和少量石灰石(石灰石掺加量应不大于水泥质量的15%)、适量石膏共同磨细制成的具有早期强度高的水硬性胶凝材料，代号为R●SAC。

　　3.3膨胀水泥与自应力水泥

　　水泥水化硬化过程中，产生体积膨胀的水泥为膨胀类水泥。在水化硬化过程中，体积膨胀值较大，使混凝土产生自应力，称为自应力类水泥。

　　按组分可分为：硅酸盐型、铝酸盐行和硫铝酸盐型。

　　膨胀性水化产物：钙矾石

　　3.4白色及彩色硅酸盐水泥

　　白色硅酸盐水泥简称白水泥，是由白色硅酸盐水泥熟料加入石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料。

　　凡以优质白色石膏在粉磨过程中掺入彩色颜料，外加剂(防水剂、保水剂、增塑剂、促硬剂)共同粉磨而成的一种水硬性彩色胶凝材料，成为彩色硅酸盐水泥，简称彩色水泥。

　　水泥混凝土与砂浆

　　一、水泥混凝土的技术性质

　　水泥混凝土的技术性质主要包括：新拌混凝土混合料的工作性(或和易性);硬化的混凝土的力学性和耐久性。

　　1.1混凝土拌合物的施工和易性

　　1、和易性：指混凝土拌和物易于施工操作(拌和、运输、浇筑、振捣)且成型后质量均匀密实的性能。包括流动性、黏聚性和保水性三方面。

　　4、影响混凝土混合料工作性的因素

　　主要包括：水泥浆的用量、水胶比、单位用水量、砂率、水泥的品种和集料的性质、外加剂、矿物掺合料、温度与搅拌时间等。

　　5、改善新版混凝土工作性的主要措施

　　(1)调节混凝土的材料组成

　　(2)掺加各种外加剂

　　(3)提高振捣机械的效能

　　1.2硬化混凝土强度特性

　　主要包括强度和变形二个方面

　　1、强度

　　由于混凝土在建筑工程、道路桥梁工程中是结构的主要组成体系，将受到复杂的应力作用。因此要求混凝土材料必须具备各种力学强度，如立方体抗压强度、棱柱体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗剪强度、抗弯拉强度等。

　　2、影响混凝土强度的因素

　　1)材料组成对混凝土强度的影响

　　(1)胶凝材料的强度和水胶比

　　(2)集料的特征

　　2)养护条件：温度、湿度

　　3)龄期

　　4)试验条件

　　3、改善混凝土强度的措施

　　1)采用高强度水泥和早强型水泥;

　　2)增加混凝土密实度;

　　3)蒸气养护、蒸压养护;

　　4)掺外加剂(早强剂、减水剂等)

　　1.3硬化混凝土变形特性

　　硬化后水泥混凝土的变形，包括非荷载作用下的化学变形，干湿变形和温度变形，以及荷载作用下的弹-塑性变形和徐变。

　　改善干缩的措施：调节集料的级配、增大粗集料的粒径，减少水泥浆用量，适当选择水泥品种以及采用振动捣实，早期养护等措施。

　　改善温缩的措施：对大体积混凝土而言，需降温。

　　二、普通水泥混凝土的组成设计

　　2.1普通水泥混凝土组成材料的技术要求

　　(1)水泥

　　水泥是混凝土的胶结材料，混凝土的性能很大程度上取决于水泥的质量和数量。

　　(2)细集料

　　混凝土用细集料一般应采用粒径小于4.75mm的级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的河砂。

　　(3)粗集料

　　普通混凝土常用的粗集料是指粒径大于4.75mm的卵石(砾石)和碎石。

　　(4)混凝土用水

　　混凝土拌制和养护用水不得含有影响水泥正常凝结硬化的有害物质。不应有明显的油脂和泡沫，以及明显的颜色和异味。应符合《混凝土用水标准》(JGJ63-2006)的规定。

　　(5)矿物掺合料

　　作用：改善砼拌合物的施工和易性，降低水化热，调节凝结时间等。

　　种类：粉煤灰、粒化高炉矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉、硅灰及复合掺合料等。

　　2.2普通水泥混凝土的配合比设计

　　沥青混凝土配合比是指在混凝土中各组成材料数量之间的比例关系。

　　混凝土配合比设计，实质是确定胶凝材料(水泥与掺和料)、水、砂和石子这四种材料用量之间的比例关系。

　　混凝土配合比的表示方法：

　　①单位用量表示法：1m3水泥混凝土中各种材料的质量

　　②相对用量表示法(水泥为1)

　　按“水泥：细集料：粗集料，水灰比”的顺序表示。

　　1)混凝土配合比设计的需要满足四个基本要求：

　　设计强度、工作性、耐久性、经济性

　　2)混凝土配合比设计的步骤：

　　①计算“初步配合比”

　　②提出“基准配合比”：测定工作性

　　③确定“试验室配合比”：测定强度和耐久性

　　④换算“施工配合比”：根据砂石的含水量进行调整

　　3)配合比设计参数

　　①水胶比：水与胶凝材料的比

　　②砂率：砂占砂和石总量的比

　　③用水量：指1m3混凝土拌合物中水的用量

　　④胶凝材料用量：每立方米混凝土中水泥和掺和料质量的总和水胶比、砂率、用水量通常称为配合比设计三参数。

　　三、混凝土外加剂和掺合料

　　3.1混凝土外加剂

　　一种在混凝土搅拌之前或拌制过程中加入的、用以改善新拌混凝土和(或)硬化混凝土性能的材料。常用的几种外加剂：减水剂、引气剂、调凝剂、早强剂和防冻剂。

　　3.2混凝土掺合料—粉煤灰

　　矿物掺合料在混凝土中的作用是改善混凝土的施工和易性、降低混凝土水化热、调节凝结时间等。

　　混凝土用掺合料有粉煤灰、粒化高炉矿渣、钢渣粉、磷渣粉、硅灰及复合掺合料等。

　　粉煤灰按其排放方式分为干排灰和湿排灰。湿排灰含水率大，活性降低较多，质量不如干排灰。按品质不同分为F类和C类。

　　四、路面水泥混凝土的组成设计

　　4.1路面普通水泥混凝土

　　路面水泥混凝土的配合设计应满足其弯拉强度、工作性、耐久性要求，兼顾经济性。

　　路面混凝土配合比设计的设计指标是28d弯拉强度。主要包括目标配合比设计和施工配合比设计两个阶段。

　　4.2钢纤维混凝土

　　以水泥混凝土为基材与不连续而分散的纤维为增强材料所组成的一种复合材料。掺入的钢纤维可以改善混凝土的脆性，从而提高混凝土的抗拉强度和韧性。具体的力学性能：弯拉强度和抗拉强度较高;抵抗动荷载振动冲击能力很强;具有极高的耐疲劳性能;具有柔韧性;有抗冻胀和抗盐冻脱皮性能;但不耐腐蚀，造价高，热传导系数大，不适用于隔热要求的混凝土路面。

　　4.3碾压混凝土

　　以级配集料和较低的水泥用量与用水量以及掺合料和外加剂等组成的特干硬性水泥混凝土拌和物，使用沥青混凝土或基层摊铺机摊铺、压路机振动碾压密实而形成的一种混凝土。

　　这种混凝土筑成的路面具有强度高、干缩小、密度大、耐久性好等技术性能，同时可以节约水泥用量、提高功效、缩短养护期、提早通车和降低投资的经济效益。

　　五、砂浆

　　5.1砂浆的组成材料

　　组成：胶凝材料、细集料、掺合料和水

　　作用：黏结、衬垫、传递应力

　　分类：砌筑砂浆和抹面砂浆

　　5.2砌筑砂浆

　　1)定义：砌筑砂浆是将砖、石或砌筑等黏结成为整体的砂浆。

　　2)技术性质

　　(1)新拌砂浆的和易性：流动性(稠度)、保水性(保水率)

　　(2)硬化后砂浆的强度

　　强度等级：符号M+28d立方体抗压强度(标准试件70.7mm)

　　(3)黏结力

　　砂浆的粘结力与其强度密切相关，通常砂浆强度越高则黏结力越大。此外，砖石表面状态、清洁程度、湿润情况及施工养护条件也对黏结力有一定影响。

　　(4)耐久性：抗渗、抗冻、抗侵蚀等。提高砂浆的耐久性，主要是提高其密实度。