水泥特点与应用（通用水泥及影响水泥的因素）

1、概述

水泥是最重要的建筑材料之一。水泥属于水硬性胶凝材料，遇水后会发生物理化学反应，能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，将散粒状材料胶结成为整体。水泥浆体不但能在空气中硬化，还能在水中硬化，并继续增长强度。

目前我国建筑工程中常用的水泥主要有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥，粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。在一些特殊工程中，还使用高铝水泥、膨胀水泥、快硬水泥、低热水泥和耐硫酸水泥等。下面简单介绍一下几种常见水泥：

1.1、 硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成。硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥（代号为P·Ⅰ）；在硅酸盐水泥熟料粉研磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥（代号为P·Ⅱ）。

技术要求：

烧失量：Ⅰ型硅酸盐中烧失量不得大于3.0%， Ⅱ型硅酸盐中烧失量不得大于3.5%；

细度：硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg；

凝结时间：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h;

安定性：用沸煮法检验必须合格。

强度：水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分

1.2、普通硅酸盐水泥（代号为P·O）是由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细制成，简称普通水泥。

技术要求：

烧失量：普通水泥不得大于5.0%；

细度：普通水泥80µm 方孔筛筛余不超过10%；

凝结时间：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h;

安定性：用沸煮法检验必须合格。

强度：水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分。

1.3矿渣硅酸盐水泥（代号为P·S）是由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成。按质量百分比，水泥中粒化高炉矿渣掺加量20%～70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥质量的8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。

1.4.火山灰质硅酸盐水泥（代号为P·P）是由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成。按质量百分比，水泥中火山灰质混合材料掺加量为20%～50%。

技术要求：除三氧化硫的含量不得超过3.5%之外，其它指标与矿渣水泥相同；

1.5粉煤灰硅酸盐水泥（代号为P·F）是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成。按质量百分比，水泥中粉煤灰掺加量为20%～40%。除三氧化硫的含量不得超过3.5%之外，其它指标与矿渣水泥相同；

1.6复合硅酸盐水泥（代号为P·C）是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成。按质量百分比，水泥中混合材料总掺加量应大于15%，但不超过50%。水泥中允许用不超过8%的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。

1.7.掺合料

矿物掺和料是以硅、铝、钙等一种或多种氧化物为主要成分，掺入混凝土中能改善新拌或硬化混凝土性能的粉体材料。矿物掺合料分活性掺合料和非活性掺合料两大类。活性掺合料有粉煤灰、硅粉、矿渣粉等，非活性掺合料岩粉。

主要介绍粉煤灰

粉煤灰在水泥混凝土中有三种效应：

（1）形态效应：优质粉煤灰中含有许多球形颗粒，掺入混凝土中起到润滑作用，减少用水量，改善和易性，增加强度和耐久性；

（2）火山灰效应：粉煤灰中大多是玻璃体，具有潜在的化学势能，在碱性和硫酸盐激发下，能产生“二次水化反应”而具有胶凝性能；

（3）微填料效应：可以改善水泥混凝土中颗粒级配，减少混凝土中的孔隙，增加致密性。

粉煤灰对混凝土性能的影响：

（1）对混凝土拌和物性能的影响：减少用水量、增大可塑性、提高拌和物的和易性和稳定性（改善泵送混凝土的可泵性）。

（2）对混凝土强度的影响：掺加粉煤灰混凝土早期强度发展缓慢，后期强度增长高的特点，90天后粉煤灰的水化反应加快，可能接近或达到不掺粉煤灰的混凝土强度，180天后有可能超过不掺粉煤灰的混凝土。

（3）对混凝土温升的影响：掺粉煤灰减小水泥水化热，也就是降§低温升，还具有削减温峰和推迟最高温升出现的时间，这对于大体积水工混凝土防裂和抗裂较为有利。

（4）粉煤灰对混凝土变形性能的影响：掺优质粉煤灰可以减少干缩。

（5）对混凝土耐久性影响：掺粉煤灰的混凝土抗渗性能、抗冻性能、抗冲磨、抗硫酸盐侵蚀等均有一定能力的提高。

一般认为粉煤灰对钢筋锈蚀有影响，特别在掺量超过30%以上，对钢筋混凝土的钢筋明显不利。这是根据粉煤灰加入后，由于碳化作用使混凝土的碱度下降，钢筋钝化膜被破坏。提高粉煤灰混凝土抗碳化性能，除了掺量（一般认为不超过30%）合适，且采用符合品质要求的粉煤灰，同时掺加减水剂，降低水胶比，选择合理的配合比，并有一定的保护层厚度，对钢筋能够起到保护作用。

1、影响水泥凝结硬化的因素，除水泥熟料矿物成分及含量外还与下列因素有关：

1.1细度:细度是指水泥颗粒的组细程度.细度越大，水泥颗粒越细，比表面积越大，水化反应越容易进行，水泥的凝结硬化越快。

1.2 用水量：水泥水化反应理论用水量占水泥重量的23%。加水太少，水化反应不能进行；加水太多，难以形成网状构造的凝胶体，延缓甚至不能使水泥浆硬化。

1.3 温度和湿度：水泥的水化反应随温度升高而加快。负温条件下，水化反应停止，水泥石结构甚至有冻坏的可能。水泥水化反应必须在潮湿的环境中才能进行，潮湿的环境能保证水泥浆体的水分不蒸发，水化反应得以维持。

1.4 养护时间（龄期）：保持合适的环境温度和湿度，使水泥水化反应不断进行的措施，称为养护。水泥凝结硬化的过程实质是水泥水化反应不断进行的过程。水化反应时间越长，水泥石的强度越高。水泥石强度增长在早期较快，后期逐渐减缓，28天以后显著变慢。试验资料显示，水泥的水化反应在适当的温度与湿度环境中可延续数年