一級建筑師考試建筑材料與構(gòu)造輔導(dǎo)講義3

第三節(jié) 水  泥

一、    常用水泥

主要品種有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥。

1、水泥基本組成

①熟料基本組成：主要包括硅酸三鈣C₃S、硅酸二鈣C₂S、鋁酸三鈣C₃A、鐵鋁酸四鈣C₄AF

⑴C₃S含量通常為50%左右。28天或一年后的強(qiáng)度，在四種礦物中最高。水化凝結(jié)時間正常，水化熱較高。

⑵C₂S在熟料中以β型存在，含量為20%左右。β-C₂S水化熱較小，水化較慢，在一年后強(qiáng)度可以超過C₃S。

⑶C₃A含量7-15%。水化迅速，放熱量大，凝結(jié)時間很快，需加石膏作緩凝劑，防止水泥的急凝。硬化塊，強(qiáng)度3天就發(fā)揮出來。C₃A含量高的水泥漿體干縮變形大，抗硫酸鹽性能差。

⑷C₄AF含量10-18%，水化速度介于C₃A和C₃S。C₄AF抗沖擊性能和抗硫酸鹽性能較好，水化熱較C₃A低。

②水泥混合材

⑴活性混合材：?；郀t礦渣（化學(xué)成分主要為CaO、Al₂O₃、SiO₂，含量達(dá)90%）、火山灰質(zhì)混合材（分為天然和人工兩類，天然的含有大量的酸性氧化物，SiO₂+Al₂O₃含量占75-85%）、粉煤灰（主要化學(xué)成分為SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO，其中CaO<10%為低鈣粉煤灰，CaO15-30%為高鈣粉煤灰）

⑵非活性混合材：磨細(xì)的石英砂、石灰石等

③石膏：用于水泥的石膏一般是二水石膏或無水石膏。

2、水泥的水化硬化

水泥加水拌合后，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，水泥漿逐漸變稠失去流動性而具有一定的塑性強(qiáng)度，稱為水泥的凝結(jié)。隨著水化進(jìn)程的推移，水泥漿凝固具有一定的機(jī)械強(qiáng)度并逐漸發(fā)展而成為堅固的水泥石，這過程稱為硬化。

①硅酸鹽水泥的水化硬化；②礦渣水泥的水化硬化；③火山灰水泥的水化硬化

3、水泥品質(zhì)的要求

①凝結(jié)時間：分為初凝和終凝

⑴初凝時間：水泥加水拌合始至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始，失去可塑性所經(jīng)歷的時間。

⑵終凝時間：漿體完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所經(jīng)歷的時間

國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：常用水泥的初凝時間不得早于45min；終凝時間硅酸鹽水泥不得遲于6h30min，復(fù)合水泥不得遲于12h，其他品種不得遲于10h。

一般要求混泥土攪拌、運(yùn)輸、澆搗應(yīng)在初凝之前完成。因此初凝時間不宜過短；當(dāng)施工完畢則要求盡快硬化并具有強(qiáng)度，故終凝時間不宜過長。

②強(qiáng)度：由按質(zhì)量計的一份水泥、三份中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，用0.5的水灰比拌制的一組4cm×4cm×16cm塑性膠砂，在20±1℃水中養(yǎng)護(hù)，再測定3d和28d的強(qiáng)度。

③體積安定性：已硬化水泥石產(chǎn)生不均勻的體積變化現(xiàn)象。

引起體積安定性的因素：過量f-CaO、過量f-MgO和過多石膏摻量。

④細(xì)度：水泥顆粒粒徑越細(xì)，與水起反應(yīng)得表面積越大，水化越快，其早期強(qiáng)度和后期強(qiáng)度都較高。

⑤水化熱：水泥水化過程放出的熱。

水化熱對大體積混凝土是有害的因素。水泥的水化放熱量大部分在3-7d放出，以后逐漸減少，水化熱和放熱率為C₃A〉C₃S〉C₄AF〉C₂S

⑥水泥化學(xué)品質(zhì)指標(biāo)

⑴不溶物；⑵燒失量；⑶氧化鎂；⑷SO₃；⑸堿含量

⑦抗蝕性：對水泥石耐久性有害的環(huán)境介質(zhì)主要為：⑴淡水，主要考慮Ca(OH)₂的溶解；⑵酸與酸性水；⑶硫酸鹽（硫酸鋇除外）；⑷含堿溶液

二、常用水泥的基本特性與用途

1、硅酸鹽水泥與普通水泥：用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程；適用于要求早期強(qiáng)度高、凝結(jié)快的工程、有抗凍融要求和冬季施工的工程。不宜用于水工和海港工程、大體積混凝土工程。

2、礦渣水泥：宜用于水工和海港工程、耐熱混凝土工程。其抗凍性、抗?jié)B性等均不及硅酸鹽水泥與普通水泥。

3、火山水泥：適宜地下或水下工程、適用于地面工程、宜用于澆筑大體積混凝土工程、宜蒸汽養(yǎng)護(hù)、不宜低溫（冬季）施工。

4、粉煤灰水泥：適宜承受載荷較遲的工程、適用大體積混凝土工程、適用于水工和海港工程。其抗碳化能力差，抗凍性較差。

5、復(fù)合水泥：性能取決于其所摻兩種混合材的種類、摻量及相對比列等。

6、白色硅酸鹽水泥：主要用于建筑物的內(nèi)外裝飾工程。