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硅酸盐水泥

2020-04-09 21:01

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,也称波特兰水泥。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,代号P·Ⅰ。在硅酸盐水泥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,代号P·Ⅱ。

硅酸盐水泥熟料是由石灰质原料(石灰石、白垩等),黏土质原料(黏土、页岩等),以及为调节化学成分中某些氧化物的不足而常加入的辅助原料(铁矿石、砂岩等),适当配合,磨细制成生料,经高温煅烧制得的。

熟料的主要矿物成分有:①硅酸三钙,3CaO·SiO2(简写C3S)。②硅酸二钙,2CaO·SiO2(简写C2S)。③铝酸三钙,3CaO·Al2O3(简写C3A)。④铁铝酸四钙,4CaO·Al2O3·Fe2O3(简写C4AF)。

对于水泥如何从可塑的浆体转变并形成为坚硬的水泥石的研究,已有100多年的历史。主要围绕着熟料矿物的水化和硬化两方面来研究,一般认为,硅酸盐水泥与水拌和后,水泥颗粒分散在水中形成水泥浆体,水泥颗粒表面的水泥熟料先溶解于水,然后与水发生水化反应。4种主要矿物成分中,铝酸三钙首先发生反应,硅酸三钙、铁铝酸四钙也很快水化,硅酸二钙则水化较慢。如果忽略次要和少量的成分,则硅酸盐水泥水化后生成的主要水化产物有:水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶,在充分水化的水泥石中约占70%;氢氧化钙晶体约占20%;水化硫铝酸钙晶体约占7% 。

水泥颗粒不断水化,水化产物增多,颗粒间空隙逐渐缩小,以致相互接触形成凝聚结构,使水泥浆开始失去塑性,这就是水泥的初凝。随着以上过程的不断进行,固态水化物不断增多,颗粒间的接触点数目增加,结晶体和凝胶体互相贯穿形成的凝聚—结晶网状结构不断加强,而固相颗粒间的毛细孔空隙不断减小,结构逐渐紧密,使水泥浆完全失去塑性达到终凝,并开始进入硬化阶段,水化速度逐渐减慢,水化产物逐渐增加扩展到毛细孔中,使结构更趋紧密,强度不断提高。

不同强度等级硅酸盐水泥的强度指标

硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。不同强度等级硅酸盐水泥的各龄期强度不得低于表中数值。硅酸盐水泥主要用于重要结构的高强度混凝土和预应力钢筋混凝土。硅酸盐水泥凝结硬化快,早期强度高,适用于冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。硅酸盐水泥放热量较大,不宜用于大体积混凝土工程的内部混凝土。

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