通用硅酸盐水泥的选用-建筑材料

任务目标

能够依据不同水泥特性合理进行通用硅酸盐水泥的选用。

基本知识

1.掺混合材料的硅酸盐水泥

凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料均属于掺混合材料的硅酸盐水泥。在硅酸盐水泥熟料中掺加一定量的混合材料，能改善水泥的性能，提高产量，调节水泥的强度等级，增加水泥品种、扩大水泥的使用范围。

用于水泥中的混合材料有活性混合材料和非活性混合材料两大类。活性混合材料能与水泥水化产物的矿物成分起化学反应，生成水硬性胶凝材料，凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥的某些性质。常用的活性混合材料有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰；非活性混合材料又称填充材料，它与水泥矿物成分或水化产物不起化学反应。掺入水泥中主要起调节水泥强度等级、增加水泥产量、降低水化热等作用。常用的有磨细石英砂、石灰石粉、黏土及磨细的块状高炉矿渣与炉灰等。混合材料的加入量应根据其具有的活性大小而定。

在通用水泥中，掺混合材料的硅酸盐水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

普通硅酸盐水泥或称普通水泥是由水泥熟料、大于5%且小于等于20%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·O。矿渣硅酸盐水泥是由水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。其中，粒化高炉矿渣掺量大于20%且小于等于50%时，代号为P·S·A；大于50%且小于等于70%时，代号为P·S·B。火山灰质硅酸盐水泥是由水泥熟料、大于20%且小于等于40%的火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·P。粉煤灰硅酸盐水泥是由水泥熟料、大于20%且小于等于40%的粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·F。复合硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，代号为P·C。复合硅酸盐水泥按照现行国家标准规定，其强度等级可分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个强度等级，各强度等级水泥的各龄期强度及相关技术要求与火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥相同。

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥各强度等级的各龄期强度应符合相关标准的规定，见表2-3。

表2-3　通用硅酸盐水泥强度等级要求　MPa

2.通用硅酸盐水泥的特性与选用

（1）硅酸盐水泥的特性及应用。

1）凝结硬化快，早期强度及后期强度高：适用有早强要求的混凝土、冬期施工混凝土，地上、地下重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土工程。

2）抗冻性好：适用严寒地区水位升降范围内遭受反复冻融循环的混凝土工程。

3）水化热大：不宜用于大体积混凝土工程，但可用于低温季节或冬期施工。

4）耐腐蚀性差：不宜用于经常与流动淡水或硫酸盐等腐蚀介质接触的工程，也不宜用于经常与海水、矿物水等腐蚀介质接触的工程。

5）耐热性差：不宜用于有耐热要求的混凝土工程。

6）抗碳化性能好：适用于空气中CO2浓度较高的环境，如铸造车间等。

7）干缩小：可用于干燥环境下的混凝土工程。

8）耐磨性好：可用于路面与地面工程。

微课：掺混合材料的硅酸盐水泥

（2）普通硅酸盐水泥的特性与应用。普通硅酸盐水泥由于混合料掺量很小，因此，其性能与同等级的硅酸盐水泥相近。但由于掺入了少量的混合材料，与硅酸盐水泥相比，硬化速度稍慢，其第3 d和第28 d的抗压、抗折强度稍低。在使用方面，普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥基本相同，并且一些硅酸盐水泥不能应用的地方普通硅酸盐水泥也可以使用，这使得普通硅酸盐水泥成为建筑行业应用面最广、使用量最大的水泥品种之一。

（3）矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥的共有特性及其应用。

1）凝结硬化慢，早期强度低，后期强度增长较快；不宜用于早强要求高的混凝土工程，如冬期施工工程等。

2）对温度敏感：适合蒸汽养护。

3）耐腐蚀性好：可用于有耐腐蚀要求的混凝土工程。(www.xing528.com)

4）水化热小：适用大体积混凝土工程。

5）抗冻性与耐磨性差：不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工程和有耐磨要求的混凝土工程。

6）抗碳化能力差：不宜用于CO2浓度高的环境，但在一般的工业与民用建筑中，对钢筋仍具有良好的保护作用。

（4）三种水泥各自所特有的特性及其应用。

1）矿渣硅酸盐水泥：抗渗性较差，不宜用于有抗渗要求的混凝土工程。但具有良好的耐热性，可用于温度不高于200℃的混凝土工程，如配制耐热混凝土等。

2）火山灰质硅酸盐水泥：具有较高的抗渗性和耐水性，可优先用于有抗渗要求的混凝土工程。但是火山灰水泥干缩大，不宜用于长期处于干燥环境中的混凝土工程。

3）粉煤灰硅酸盐水泥：干缩小、抗裂好，需水量小，配制的混凝土和易性较好，宜用于抗渗要求高的混凝土工程。

（5）复合硅酸盐水泥的特性与应用。复合硅酸盐水泥性能一般受所用混合材料的种类、掺量及比例等因素的影响。由于在复合硅酸盐水泥中掺入两种或两种以上的混合材料，可以相互取长补短，能够克服掺单一混合材料水泥的一些缺点。复合硅酸盐水泥早期强度接近普通硅酸盐水泥、高于矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，相关性能与矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥相似，广泛应用于各种工业、民用建筑，适用地下、大体积混凝土、基础等工程，不宜用于严寒地区水位升降范围内的混凝土工程。

任务准备

计算机、演示文稿等。

任务组织

（1）五人一组，其中一名学员担任组长，负责组织其余学员在日常生活、学习中，通过网络与拍照收集不同品种的通用硅酸盐水泥的图片及不同工程环境图片。

（2）每组按照各自收集到的不同品种的通用硅酸盐水泥的图片，针对不同工程环境，合理选用水泥品种。

（3）每组完成后，其他组同学对其进行点评和补充。

注意事项

（1）主讲人注意着装、语言组织与表达、体态表达。

（2）注意组员之间的团队协作与沟通。

（3）鼓励团队构思创意、自主创新，在遇到问题时可以打破常规，寻求解决问题的新路径。

（4）注意在能力训练过程中追求精益求精，培养工匠精神。

微课：通用硅酸盐水泥的特性与应用

任务训练流程

实训项目：通用硅酸盐水泥的选用

问题情景

在北方冬期施工时，对有抗冻要求的混凝土工程，应优先选用哪种水泥？

硅酸盐水泥。