水泥

　　水泥与水混合后，经过物理化学反应过程变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶结成为整体，所以水泥是一种良好的矿物胶凝材料。水泥属于水硬性胶凝材料。

　　(一)硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

　　1.定义与代号

　　(1)硅酸盐水泥

　　凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥(国外通称为波特兰水泥)。

　　硅酸盐水泥分为两种类型：不掺混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号P.I;在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。

　　(2)普通硅酸盐水泥

　　由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，代号P.O。

　　2.硅酸盐水泥熟料的组成

　　硅酸盐水泥熟料主要矿物组成及其含量范围和各种熟料单独与水作用所表现特性。

　　3.硅酸盐水泥的凝结硬化

　　水泥的凝结硬化是一个不可分割的连续而复杂的物理化学过程。其中包括化学反应(水化)及物理化学作用(凝结硬化)。水泥的水化反应过程是指水泥加水后，熟料矿物及掺入水泥熟料中的石膏与水发生一系列化学反应。水泥凝结硬化机理比较复杂，一般解释为水化是水泥产生凝结硬化的必要条件，而凝结硬化是水泥水化的结果。

　　4.硅酸盐水泥及普通水泥的技术性质。

　　(1)细度

　　细度表示水泥颗粒的粗细程度。水泥的细度直接影响水泥的活性和强度。颗粒越细，水化速度快，早期强度高，但硬化收缩较大。而颗粒过粗，又不利于水泥活性的发挥，且强度低。

　　(2)凝结时间

　　凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌合起，至水泥浆开始失去塑性所需的时间。终凝时间从水泥加水拌合起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。

　　硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min;普通水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。

　　水泥初凝时间不合要求，该水泥报废;终凝时间不合要求，视为不合格。

　　例题：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于[ ] min;

　　A、300 B、390 C、600 D、690

　　答案：B

　　分析：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于390min;普通水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于600min。

　　(3)体积安定性

　　体积安定性是指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性能，简称安定性。水泥安全性不良会导致构件(制品)产生膨胀性裂纹或翘曲变形，造成质量事故。安定性不合格的水泥不可用于工程，应废弃。

　　(4)强度

　　水泥强度是指胶砂的强度，而不是净浆的强度，它是评定水泥强度等级的依据。按规定制成胶砂试件，在标准温度的水中养护，测3d和28d的试件抗折和抗压强度划分强度等级。将硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62，5R(带“R”早强型，不带“R”普通型);将普通水泥分为32，5、32，5R、42，5、42.5R、52.5、52.5R。

　　例题:水泥强度是指按规定制成胶砂试件，在标准温度的水中养护，测[ ]的试件抗折和抗压强度划分强度等级。

　　A、3d和7d B、3d和14d

　　C、3d和28d D、7d和28d

　　答案：C

　　分析：水泥强度是指胶砂的强度，而不是净浆的强度，它是评定水泥强度等级的依据。按规定制成胶砂试件，在标准温度的水中养护，测3d和28d的试件抗折和抗压强度划分强度等级。

　　(5)水化热

　　水泥的水化热是水化过程中放出的热量。水泥的水化热主要在早期释放，后期逐渐减少。 对大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土工程，由于水化热积聚在内部不易发散，使内部温度上升，内外温度差引起的应力使混凝土可能产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土工程是不利的。

　　(6)水泥的碱含量将影响构件(制品)的质量或引起质量事故

　　水泥中的碱含量按Na20+0.658K2O计算值来表示，

　　5.硅酸盐水泥、普通水泥的应用。

　　在工程应用的适应范围内两种水泥是一致的，主要应用在以下几个方面：

　　(1)强度较高，主要用于重要结构的高强度混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土工程。

　　(2)凝结硬化较快、抗冻性好，适用于早期强度要求高、凝结快，冬期施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。

　　(3)不宜用于经常与流动的软水接触及有水压作用的工程，也不宜用于受海水和矿物水等作用的工程。

　　(4)因水化过程放出大量的热，故不宜用于大体积混凝土构筑物。

　　(二)掺混合材料的硅酸盐水泥

　　1.混合材料

　　按其性能分为活性(水硬性) 混合材料和非活性(填充性)混合材料两类。

　　(1)活性混合材料

　　可以改善水泥性能、调节水泥强度等级、扩大水泥使用范围、提高水泥产量、利用工业废料、降低成本，有利于环境保护。

　　(2)非活性混合材料

　　可以增加水泥产量、降低成本、降低强度、减少水化热、改善混凝土及砂浆的和易性等。

　　2.定义与代号。

　　(1)矿渣硅酸盐水泥

　　由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P.S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%～70%。

　　(2)火山灰质硅酸盐水泥

　　由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P.P。水泥中火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为20%～50%。

　　(3)粉煤灰硅酸盐水泥

　　由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号P·F。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%～40%。

　　3.五种水泥的主要特性及适用范围见教材表2.1.4。此表很重要，结合技术性质和组成对比理解记忆。

　　例如：矿渣水泥与硅酸盐水泥、普通水泥相比具有以下特性：

　　①早期强度低，后期强度增长较快;

　　②水化热低;

　　⑧耐热性;

　　④抗腐蚀能力较强;

　　⑤抗冻性差、干缩性大、泌水现象显著。

　　例题:矿渣水泥与硅酸盐水泥、普通水泥相比具有以下特性[ ]

　　A、 早期强度低，后期强度增长较快

　　B、水化热低;

　　C、抗腐蚀能力较强

　　D、抗冻性差

　　E、耐热性好;

　　答案：A、B、C、D、