第三节 水泥

　　水泥属于水硬性胶凝材料。一般建筑工程中常用的是通用水泥，包括硅酸盐水泥(代号P·Ⅰ，P·Ⅱ)、普通硅酸盐水泥(简称普通水泥，代号P·O)、矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥，代号P·S)、粉煤灰硅酸盐水泥(简称粉煤灰水泥，代号P·F)、火山灰质硅酸盐水泥(简称火山灰水泥，代号P·P)和复合硅酸盐水泥(简称复合水泥，代号P·C)六大种。

　　硅酸盐水泥

　　由硅酸盐水泥熟料，0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细而成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分为两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号为P·Ⅰ;掺加不超过水泥质量5%石灰石或或粒化高炉矿渣的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。

　　硅酸盐水泥熟料矿物的组成及其水化产物

　　硅酸盐水泥熟料矿物组成及其主要特征见表3。调整各矿物的比例水泥的性能会发生变化，如提高硅酸三钙的含量可制得高强水泥。

　　表3 硅酸盐水泥熟料矿物组成与主要特征

　　由于铝酸三钙凝结硬化速度很快，会使水泥浆体出现瞬时凝结的现象，影响水泥的正常使用，掺入石膏可以达到延缓凝结的目的，即石膏起缓凝作用。

　　硅酸盐水泥的水化产物有水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶体，氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完全水化的水泥石中，水化硅酸钙凝胶约占70%，氢氧化钙约占20%，水化硫铝酸钙约占7%，其中水化硅酸钙凝胶对水泥石的强度和其它性质起决定性作用。

　　水泥浆硬化后的水泥石是由水化产物(包括凝胶和晶体)、未水化的水泥熟料颗粒、毛细孔(毛细孔水)等组成的不均质体。

　　二、通用水泥的主要特性及适用范围

　　三、水泥的技术性质

　　1、细度：水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，水化速度快，早期强度高，但硬化收缩较大。颗粒过粗，不利于水泥活性的发挥，强度低。硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg。其它通用水泥的细度用筛析法测定，用筛余量表示，其80μm方孔筛的筛余量不得超过10.0%。

　　2、标准稠度用水量：达到标准稠度时的用水量。标准稠度为标准规定的一种稠度状态，用于测定凝结时间和体积安定性。

　　3、凝结时间：初凝时间为水泥加水拌和起，至水泥浆开始失去塑性所需时间。终凝时间是从水泥加水拌和起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需时间。初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。规定通用水泥初凝时间不早于45分钟，硅酸盐水泥终凝时间不迟于390min，其它通用水泥的终凝时间不迟于10h。

　　4、体积安定性：是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。水泥体积安定性不良会导致构件产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故。

　　引起安定性不良的原因是熟料中游离氧化钙或游离氧化镁过剩或石膏掺量过多。

　　国家标准规定，由游离氧化钙引起的安定性不良用沸煮法检验。游离氧化镁和石膏不便快速检测，标准规定游离MgO≯5.0%，SO3≯3.5%

　　5、强度：指胶砂强度。水泥:标准砂=1:3，水灰比为0.5，按规定方法制作40×40×160mm试件，(20±1)℃水中养护，测定3d和28d的抗压、抗折强度，以此划分水泥的强度等级。

　　6、碱含量：碱含量按Na2O+0.658K2O计算，碱含量将影响构件的质量或引起质量事故。

　　四、铝酸盐水泥的特性与应用

　　铝酸盐水泥是由以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料。

　　1、长期强度存在降低的趋势，不宜用于长期承重的结构中，混凝土工程中禁用

　　2、早期强度增长快，用于紧急抢修及早期强度要求高的工程。

　　3、水化热大，适用于冬季施工，不宜用于大体积混凝土工程

　　4、适宜的硬化温度15℃，不超过25℃。不适用于高温季节施工及蒸汽养护

　　5、耐热性高，可配制耐热混凝土

　　6、抗硫酸盐腐蚀性强、耐酸性好，耐碱性差。

　　7、不得与硅酸盐水泥或石灰混合使用。