建筑施工中硅酸盐水泥的技术性质与应用

建筑施工中硅酸盐水泥的技术性质与应用

摘要：水泥在建筑工程上主要用以配制砂浆和混凝土，作为大量应用的建筑材料，国家标准对其各项性能与应用有着明确的规定和要求。

关键词：建筑施工硅酸盐水泥技术性质应用

水泥在建筑工程上主要用以配制砂浆和混凝土，作为大量应用的建筑材料，国家标准对其各项性能与应用有着明确的规定和要求。

一、水泥颗粒的粗细对水泥的性质有很大影响

细度是指水泥颗粒的粗细程度。水泥颗粒的粗细对水泥的性质有很大的影响。颗粒越细水泥的表面积就越大，因而水化较快也较充分，水泥的早期强度和后期强度都较高。但磨制特细的水泥将消耗较多的粉磨能量，成本增高，而且空气中硬化时收缩也较大。

水泥的细度既可用筛余量表示，也可用比表面积来表示。比表面积即单位质量水泥颗粒的总表面积(cm2／g)。比表面积越大，表明水泥颗粒越细。用透气式比表面积仪测定时，硅酸盐水泥的比表面积通常为3000cm2／g以上。

国家标准(GB 175—1999)规定，硅酸盐水泥细度以比表面积表示，其比表面积须大于300m2／kg；普通水泥细度用筛析法检验，要求0.080mm方孔筛筛余量不得超过10.0％。凡水泥细度不符合规定者为不合格品。

二、需水量对水泥技术性质的影响

标准稠度需水量是指水泥拌制成特定的塑性状态(标准稠度)时所需的用水量(以占水泥质量的百分数表示)，也称需水量。由于用水量多少对水泥的一些技术性质(如凝结时间)有很大影响，所以测定这些性质必须采用标准稠度需水量，这样测定的结果才有可比性。

硅酸盐水泥的标准稠度需水量与矿物组成及细度有关，一般在24％～30％之间。

三、凝结时间对施工进度的作用

水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。初凝时间为自水泥加水拌和时起，到水泥浆(标准稠度)开始失去可塑性为止所需的时间。终凝时间为自水泥加水拌和时起，至水泥浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。

水泥的凝结时间在施工中具有重要意义，初凝的时间不宜过快，以便有足够的时间对混凝土进行搅拌，运输和浇筑。当施工完毕之后，则要求混凝土尽快硬

化，产生强度，以利下一步施工工作的进行。为此，水泥终凝时间又不宜过迟。

水泥凝结时间的测定，是以标准稠度的水泥净浆，在规定温度和湿度条件下．用凝结时间测定仪进行的。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。实际上，硅酸盐水泥的初凝时间一般为1～3h，终凝时间为5～8h。凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。

四、体积安定性对水泥凝结硬化的作用

水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性。如水泥硬化后产生不均匀的体积变化，即为体积安定性不良．使用安定性不良的水泥，会使构件产生膨胀性裂缝，降低工程质量，甚至引起严重事故。

引起体积安定性不良的原因是水泥中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁以及水泥粉磨时所掺入石膏超量。熟料中的游离氧化钙和游离氧化镁是在高温下生成的，属过烧石灰，水化很慢，在水泥已经凝结硬化后才进行水化。

当水泥熟料中石膏掺量过多时，在水泥硬化后，其三氧化硫还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙，体积膨胀引起水泥石开裂。游离氧化钙引起的安定性不良，必须采用沸煮法检验。由游离氧化镁引起的安定性不良，必须采用压蒸法才能检验出来，因为游离氧化镁的水化比游离氧化钙更缓慢。

国家标准规定，水泥安定性必须合格。安定性不良的水泥应作废品处理，不得用于工程中。

五、强度决定水泥主要技术指标

强度是选用水泥的主要技术指标。由于水泥在硬化过程中强度是逐渐增长的，所以常以不同龄期强度表明水泥强度的增长速率。

目前我国测定水泥强度的试验按照GB／T 17671进行。该法是将水泥、标准砂及水按规定比例拌制成塑性水泥胶砂，并按规定方法制成4cm×4cm×l6cm 的试件，在标准温度(20℃)的水中养护，测定其抗折及抗压强度。按国家标准(GB 175—1999)的规定，根据3d、28d的抗折强度及抗压强度将硅酸盐水泥分为42.5，52.5、62.5三个强度等级，按早期强度大小各强度等级又分为两种类型，冠以“R”的属早强型。强度等级。

水泥的强度主要取决于熟料的矿物成分和细度。

六、水化热对混凝土裂缝的控制

水泥在水化过程中所放出的热量，称为水泥的水化热。大部分的水化热是在水化初期(7d内)放出的，以后则逐步减少。水泥放热量的大小及速度．首先取决于水泥熟料的矿物组成和细度。冬季施工时，水化热有利于水泥的正常凝结

硬化。对大体积混凝土工程，如大型基础、大坝、桥墩等，水化热大是不利的，因为积聚在内部的水化热不易散出，常使内部温度高达50～60℃。由于混凝土表面散热很快，内外温差引起的应力，可使混凝土产生裂缝。因此对大体积混凝土工程，应采用水化热较低的水泥。

七、硅酸盐水泥的应用范围决定于它的特性。

①强度等级高、强度发展快硅酸盐水泥强度等级比较高(42.5～62.5)，主要用于地上、地下和水中重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程。由于这种水泥硬化较快，还适用于早期强度要求高和冬季施工的混凝土工程。这是由于决定水泥石28d以内强度的C3S含量高以及凝结硬化速率高，同时对水泥早期强度有利的C3A含量较高的原因。

②抗冻性好水泥石的抗冻性主要取决于它的孔隙率和孔隙特征。硅酸盐水泥如采用

较小水灰比(水与水泥的质量比)，并经充分养护，可获得密实的水泥石。因此，这种水泥适用于严寒地区遭受反复冻融的混凝土工程。

③耐腐蚀性差硅酸盐水泥石中含有较多的氢氧化钙和水化铝酸钙，所以不宜用于受流动及压力水作用的混凝土工程，也不宜用于海水、矿物水等腐蚀性作用的工程。

④耐热性较差硅酸盐水泥石的主要成分在高温下发生脱水和分解，结构遭受破坏。因而从理论上讲，硅酸盐水泥并不是理想的防火材料。此外，水泥石经高温作用后，氢氧化钙已经分解，如再受水润湿或长期放置时，由于石灰重新熟化，水泥石随即破坏。但应指出，在受热温度不高时(100—250~C)。强度反而有所提高．因为此时尚存有游离水，水化可继续进行，并且凝胶发生脱水．使得水泥石进一步密实。在实际受到火灾时，因混凝土导热系数较小，仅表面受到高温作用，内部温度仍很低，所以在时间很短的情况下，不致破坏。

⑤水化热高硅酸盐水泥中C3S及CsA含量较多，它们的放热大，因而不宜用于大体积混凝土工程。