通用硅酸盐水泥的特性与应用

1、通用硅酸盐水泥的特性与应用2013级土木工程系土木工程专业1班*摘要通用硅酸盐类水泥的品种很多，不同的水泥间的差别也较大，可以满足各种工程的不同需要。其主要区别是混合材料的品种和掺量不同。合理选择水泥种类有助于质量保证。关键词： 硅酸盐 水泥 特性 应用1前言水泥按照其用途和性能，可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥。通用水泥是指大量用于一般土木建筑工程的水泥。工程中最常用的硅酸盐类水泥，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类水泥六大类，统称为通用硅酸盐水泥。2硅酸盐水泥（波特兰水泥）2.1定义根据国家标准通用硅酸盐水泥（GB175-

2、2007）1规定，凡由硅酸盐水泥熟料、0-5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，统称为硅酸盐水泥。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，其代号为P·I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸盐水泥，其代号为P·II。2.2硅酸盐水泥特点2.2.1硅酸盐水泥的优点与应用硅酸盐水泥强度等级较高，主要用于重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程。硅酸盐水泥凝结硬化较快，硬化后的水泥石密实，耐冻性优于其他通用水泥，适用于要求凝结快、早期强度高、冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。抗碳化能力强

3、。空气中的二氧化碳与水泥石中的氢氧化钙反应生成碳酸钙的过程叫碳化。硅酸盐水泥碱性强，密实度高，因此抗碳化能力强，适用于二氧化碳浓度较高的环境，如翻砂、铸造车间等，特别适用于重要的钢筋混凝土结构及预应力混凝土及工程。干缩小。硅酸盐水泥加硬化过程中形成大量的水化硅酸钙凝胶，使水泥石密实，游离水分少，不易产生干缩裂纹，可用于干燥环境中的混凝土工程。耐磨性好。硅酸盐水泥强度高，耐磨性好，适用于有耐磨要求的混凝土工程，比如路面与地面工程。 2.2.2硅酸盐水泥的缺点与分析1腐蚀性差。硅酸盐水泥石中含有大量的氢氧化钙和水化铝酸钙，易引起软水、酸类和盐类的腐蚀。因此，它不适用于经常与流动的淡水接触及有水压作

4、用的工程，也不适用于受海水、其它腐蚀性介质等作用的工程。2水化热高。硅酸盐水泥熟料中硅酸三钙和铝酸三钙含量高，早期放热量大，放热速度快，早期强度高，用于冬季施工常可避免冻害。但高放热量对大体积混凝土工程不利，如无可靠的降温措施，不宜用于大体积混凝土工程3耐热性差。硅酸盐水泥石在温度为250摄氏度时，水化物开始脱水，水泥石强度下降，当温度达到七百摄氏度以上时，水化产物分解，水泥石结构开始破坏。因此硅酸盐水泥不宜单独用于有耐热、高温要求的混凝土工程。3湿热养护效果差。硅酸盐水泥，在常规养护条件下硬化快、强度高，但是经过蒸汽养护后再经自然养护28天测得的抗压强度往往低于未经蒸汽养护的28天的抗压强度

5、。 3普通硅酸盐水泥3.1定义普通硅酸盐水泥简称为普通水泥、普通硅酸盐水泥是指熟料和石膏组分大于或等于80%且小于95%，掺加大于5%且不超过20%的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰、石灰石等活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%的非活性混合材料或不超过水泥质量5%的窑灰代替活性混合材料，共同磨细制成的水硬性胶凝材料，其代号为P·O。3.2特点与应用普通硅酸盐水泥由于掺入了少量混合材料，故某些活性性能与硅酸盐水泥相比稍有差异。普通硅酸盐水泥被广泛用于各种混凝土和钢筋混凝土工程，是我国目前主要的水泥品种之一。4矿渣硅酸盐水泥 4.1定义矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。矿渣硅酸盐水

6、泥有两个品种，一种是熟料和石膏组分大于或等于50%且小于80%，掺加大于20%且不超过50%的活性混合材料粒化高炉矿渣，其中允许用不超过水泥质量8%的其他活性材料、非活性材料或窑灰中的任一种材料代替，代号为P·S·A；另一种是熟料和石膏组分不少于30%且少于50%，掺加大于50%且不超过70%的活性混合材料粒化高炉矿渣，其中允许用不超过水泥质量8%的其他活性混合材料、非活性混合材料或窑灰中的任一种材料代替，代号为P·S·B。4.2矿渣水泥特点4.2.1矿渣水泥优点与应用具有较强的抗溶出性侵蚀及抗硫酸盐侵蚀的能力，较适用于受溶岀性或硫酸盐侵蚀的水工建筑工程

7、、海港工程及地下工程。但是在酸性水（包括碳酸）及含镁盐的水中，矿渣水泥的抗侵蚀性能却较硅酸盐水泥及普通水泥差。水化热低。矿渣水泥由于熟料减少，因此水化热低，宜用于大体积混凝土工程。早期强度低，但是在后期，由于水化硅酸钙凝胶数量增多，强度不断增长，最后甚至超过同强度等级的普通硅酸盐水泥。环境温度，湿度，对凝结硬化影响较大。采用蒸汽养护或压蒸养护等湿热处理方法，则能显著加快硬化速度。耐热性强，可用于耐热混凝土工程，如制作冶炼车间、锅炉房等高温车间。4.2.2矿渣水泥缺点与分析保水性差，泌水性较大，干缩性较大。矿渣水泥中混合材料掺量较多，且磨细粒化高炉矿渣有尖锐棱角，所以矿渣水泥的标准稠度需水量较大

8、。但是其保持水分的能力较差，泌水性也较大，故矿渣水泥的干缩性较大。如果养护不当，易产生裂纹。抗冻性较差，耐磨性较。矿渣水泥的抗冻性、抗渗性、耐磨性和抵抗干湿交替循环的性能均不及硅酸盐水泥和普通水泥。因此，矿渣水泥不宜用于严寒地区水位经常变动的部位，也不宜用于高速挟沙水流冲刷和其他具有磨耐要求的工程。抗碳化能力较差。矿渣水泥硬化后碱度较低，因此表层的碳化作用进行的较快，碳化深度也较大。这对钢筋混凝土不利，当碳化深入到达钢筋表面时，就会导致钢筋锈蚀。 5火山灰质硅酸盐水泥5.1定义火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥。火山灰质硅酸盐水泥是指熟料和石膏组分不少于60%且少于80%，掺加大于20%且少于4

9、0%的火山灰质活性混合材料磨细制成的水硬性胶凝材料，其代号为P·P。5.2火山灰质水泥特点与应用火山灰质水泥的凝结硬化特性、水化放热、强度发展、碳化等性能，都与矿渣水泥基本相同。但其抗冻性、耐磨性都比矿渣水泥差，故应避免用于有抗冻要求的部位。火山灰质水泥干燥收缩较大，在干热条件下会产生起粉现象，所以火山灰质水泥不宜用于干热环境施工的工程。火山灰质混合材料在潮湿环境下，会吸收石灰而产生膨化胶化作用，使水泥石结构致密，因而有较高的密实度和抗渗性，适宜用于抗渗要求较高的工程。6粉煤灰硅酸盐水泥6.1定义 粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥。粉煤灰硅酸盐水泥是指熟料和石膏组分不少于60%且少于8

10、0，掺加大于20%且不超过40%的粉煤灰活性混合材料磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·F。6.2粉煤灰水泥特点与应用粉煤灰水泥的凝结硬化过程与火山灰质水泥基本相同，性能也与矿渣水泥和火山灰水泥相似。由于粉煤灰水泥具有干缩性较小、抗裂性较好的优点，而且水化热比硅酸盐水泥和普通水泥低，抗侵蚀性较强，因此适用于水利工程及大体积混凝土工程。7复合硅酸盐水泥7.1定义复合硅酸盐水泥简称复合水泥。复合硅酸盐水泥是指熟料和石膏组分不少于50%且少于80%，掺加大于20%且不超过50%两种或两种以上的活性或非活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%的窑灰代替，惨矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐

11、水泥重复，磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·C。7.2复合水泥特点与应用用于掺入复合水泥的混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰、石灰石，符合标准要求的粒化精炼铁渣、粒化增钙液态渣及各种新开发的活性混合材料及各种非活性混合材料。复合水泥同时掺入两种或两种以上的混合材料，他们在水泥中不是简单叠加，而是相互补充。复合材料的特性取决于所掺混合材料的种类、掺量、相对比例，与矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥有不同程度的相似，应根据所掺入的混合材料种类，参照其他掺混合材料水泥的适用范围和工程实践经验选用。8根据通用硅酸盐水泥的特性来选用水泥总结水泥品种硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰

12、水泥粉煤灰水泥复合水泥适用范围高强混凝土预应力混凝土快硬早强结构抗冻混凝土一般混凝土预应力混凝土地下与水中结构抗冻混凝土耐热混凝土大体积混凝土蒸汽养护耐腐蚀混凝土水中地下大体积混凝土抗渗混凝土蒸汽养护构件抗硫酸侵蚀地上地下水中大体积混凝土抗裂构件抗硫酸侵蚀混凝土早期强度要求较高其他用途表129结语水泥从诞生至今的180多年发展历程中，为人类社会进步及经济发展作出了巨大贡献，与钢材、木材一起并称为土木工程的三大基础材料3。由于水泥具有原料资源较易获得、成本相对较低、工程使用性能良好，以及与环境有较好的相容性，在目前乃至未来相当长的时期内，水泥仍将是不可替代的主要土木工程材料。使用者如能准确了解各种水泥的特性及应用范围，对工程质量等将有重要作用。参考文献1中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.通用硅酸盐水泥（GB175-2007）.北京：