技术与计量（土建）---水泥

三、水泥
水泥属于水硬性胶凝材料。常用的是硅酸盐系列水泥。
(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。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PⅡ。
(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。
例题：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水泥代号是[   ]
A. P •I
B. P•Ⅱ
C. P•O
D. P•S
答案：B  
分析：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PⅡ。
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，见教材表2.2.1 。
3．硅酸盐水泥的凝结硬化
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。水泥凝结时间在施工中有重要意义，初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。
硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h=390min；普通水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h=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。
2005考题：水泥的终凝时间，指的是(    )。
A.从水泥加水拌和起至水泥浆开始失去塑性所需的时间
B.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的时间
C.从水泥浆开始失去塑性至完全失去塑性并开始产生强度所需的时间
D.从水泥浆开始失去塑性至水泥浆具备特定强度所需的时间
2004考题．关于水泥凝结时间的描述，正确的是(  A  )。
A．硅酸盐水泥的终凝时间不得迟于6．5h
B．终凝时间自达到初凝时间起计算
C．超过初凝时间，水泥浆完全失去塑性
D．普通水泥的终凝时间不得迟于6．5h
(3)体积安定性。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。
(5)碱含量。水泥的碱含量将影响构件(制品)的质量或引起质量事故。水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.60％或由供需双方商定。
(6)水化热。水化热与水泥矿物成分、细度、掺入的外加剂品种、数量、水泥品种及混合材料掺量有关。水泥的水化热主要在早期释放，后期逐渐减少。
对大体积混凝土工程，由于水化热积聚在内部不易发散，使内部温度上升到50℃以上，内外温度差引起的应力使混凝土可能产生裂缝。
例题：以下说法不正确的有[    ]
A. 颗粒越细，硬化收缩越小
B. 安定性不合格的水泥可以试验后降级使用
C. 水泥中碱含量按Na2O+0.658K 
D. 水泥的水化热主要在早期释放，后期逐渐减少
E. 初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长
答案：A.B.C.  
分析：1、颗粒越细，水化速度快，早期强度高，但硬化收缩较大
2、安定性不合格的水泥不可用于工程，应废弃。
3、水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示
5．硅酸盐水泥、普通水泥的应用
主要应用在以下几个方面：
(1)水泥强度等级较高，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受反复冻融的工程。
(3)不宜用于经常与流动软水接触及有水压作用的工程，也不宜用于受海水和矿物等作用的工程。
(4)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)和非活性(填充性)混合材料两类。
(1)活性混合材料，如火山灰、粉煤灰、粒化高炉矿渣等。它可以改善水泥性能、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，如石灰石、石英砂等，它可以增加水泥产量、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。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PF。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；
③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：硅酸盐水泥主要适用于（C　　）
Ａ．海底工程　　
Ｂ．大体积混凝土构筑物　　
Ｃ．冬季施工工程　　
Ｄ．水塔施工
（三）铝酸盐水泥，以前称为高铝水泥，也称矾土水泥。代号CA。根据Al2O3含量百分数将铝酸盐水泥分为四类：CA—50、CA—60、CA—70、CA—80。
(1)技术要求：细度，比表面积≥300m2／kg；凝结时间，CA—60水泥初凝时间≥60min，终凝时间≤18h，其余三类水泥均要求初凝时间≥30min，终凝时间≤6h
(2)强度特点。CA水化速度快，凝结正常，快硬早强，而CA2水化速度较之缓慢，但后期强度增长较大。3d强度即可达到P•O28d的水平，最适宜的硬化温度为15℃左右。
(3)耐高温性能。铝酸盐水泥具有一定的耐高温性能，在高温下仍能保持较高的强度，并能随CA2含量的增加而提高。
(4)耐腐蚀性。铝酸盐水泥的耐腐蚀性高于硫酸盐水泥。
适用范围：铝酸盐水泥可用于配制不定型耐火材料；与耐火粗细集料(如铬铁矿等)可制成耐高温的耐热混凝土；用于工期紧急的工程；也可用于抗硫酸盐腐蚀的工程和冬季施工的工程。
铝酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程；不能用于与碱溶液接触的工程；不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用，更不得与硅酸盐水泥或石灰混合使用；不能蒸汽养护，不宜高温季节施工。
2006考题：高温车间的混凝土结构施工时，水泥应选用（B）。
A.粉煤灰硅酸盐水泥
B.矿渣硅酸盐水泥
C.火山灰质硅酸盐水泥
D.普通硅酸盐水泥