2016年一级结构:水泥(9) 常用水泥特性

(四)常用水泥的基本特性与用途

1.硅酸盐水泥与普通水泥

硅酸盐水泥与普通水泥标号较高,主要用于重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程。

因为水泥凝结硬化较快,抗冻性好,适用于要求早期强度高、凝结快的工程,以及有抗冻融要求和冬季施工的工程。

其水泥石中Ca(OH)₂含量较高,因此抗淡水、海水侵蚀和抗硫酸盐侵蚀能力差。

硅酸盐水泥水化热量大,不宜用于大体积混凝土工程。

2.矿渣水泥

矿渣水泥中熟料含量比硅酸盐水泥少,而且混合材在常温下水化反应比较缓慢。因此凝结硬化较慢。早期(3天、7天)强度低,但在硬化后期(28天以后)由于水化产物增多,使水泥石强度不断增长,最后甚至超过同标号普通水泥。

矿渣水泥水化硬化过程对环境的温湿度条件较为敏感。为保证矿渣水泥强度稳步增长,需要较长时间的养护。采用蒸汽或压蒸养护等湿热处理方法,可显著加速硬化速度，且不影响后期强度的增长。

矿渣水泥石中氢氧化钙较少,水化产物碱度低,抗碳化能力较差,但抗淡水、海水和硫酸盐侵蚀能力较强,宜用于水工和海港工程。矿渣水泥具有一定的耐热性,可用于混凝土工程。

矿渣水泥中混合材掺量较多,其标准稠度用水量较大,但保护水分的能力较差,泌水性较大,且干缩性较大,容易使水泥石内部形成毛细管通道或粗大孔隙,且养护不当易产生裂纹。因此矿渣水泥的抗冻性、抗渗性和抵抗干湿交替循环性能均不及硅酸盐水泥和普通水泥。

3.火山灰水泥

火山灰水泥强度发展与矿渣水泥相似,早期发展慢,后期发展较快,后期强度增长是由于混合材中的活性SiO与Ca(OH)₂作用形成比硅酸盐水泥更多的水化硅酸钙凝胶所致。养护温度对其强度发展影响显著,环境温度低,硬化显著变慢,所以不宜冬季施工,蒸汽养护或湿热处理时,硬化加速。

火山灰水泥水化热低,但与所掺混合材的品种、数量有关,水化热降低幅度并不与混合材惨量成直线比例。

与矿渣水泥相似,火山灰水泥石Ca(OH)₂含量低,也具有较高的抗硫酸盐侵蚀的性能，在酸性水中,特别是碳酸水中,火山灰水泥的抗蚀性较差,在大气中的CO₂长期作用下水化产物会分解,而使水泥石结构遭到破坏,因而这种水泥的抗大气稳定性较差。

火山灰水泥的需水量和泌水性与所掺混合材的种类关系甚大,如采用混合材是硬质混合材如凝灰岩,则需水量与硅酸盐水泥相近,而采用软质混合材如硅藻土等时,则需水量增大泌水性降低,但收缩变形增大。

根据火山灰水泥特性,主要应用于:

(1)最适宜用于地下或水下工程,特别是需要抗渗、抗淡水或抗硫酸盐侵蚀工程更具优越性,由于抗冻性较差,不宜用于受冻部位。

(2)与普通水泥一样,也适用于地面工程,但掺软质混合材的火山灰水泥由于干缩较大，不宜用于干燥地区。

(3)宜蒸汽养护,不宜低温施工。

(4 )宜用于浇筑大体积混凝土工程。

4.粉煤灰水泥

粉煤灰球形玻璃体颗粒表面比较致密且活性较低,不易水化,故粉煤灰水泥水化硬化较慢，早期强度较低,但后期强度可以赶上甚至超过普通水泥。对于承受荷载较迟的工程，使用粉煤灰水泥很合适。

与火山灰水泥相似,其水化热较小,适用于大体积混凝土工程。与大多数火山灰质混合材相比,由于粉煤灰颗粒的结构比较致密,内比表面积小,而且含有球状玻璃体颗粒,所以粉煤灰水泥的需水量小,配制成的混凝土和易性好。因此该水泥干缩性小,抗裂性较好。

粉煤灰水泥抗硫酸盐侵蚀能力较强,但次于矿渣水泥,适用于水工和海港工程。粉煤灰水泥抗碳化能力差,抗冻性较差。