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建筑材料第7版:其他品种水泥

时间:2023-08-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:表2.9低热微膨胀水泥强度及水化热指标2.2.4.5膨胀水泥和自应力水泥膨胀水泥由胶凝物质和膨胀剂混合组成。

建筑材料第7版:其他品种水泥

2.2.4.1 中热、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥

这三种水泥是适用于要求水化热较低的大坝和大体积混凝土工程的水泥。根据国家标准《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》(GB 200—2003),这三种水泥的定义如下:

1)中热硅酸盐水泥。以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏,磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料,称为中热硅酸盐水泥 (简称中热水泥),代号P·MH。

2)低热硅酸盐水泥。以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏,磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料,称为低热硅酸盐水泥(简称低热水泥),代号P·LH。

3)低热矿渣硅酸盐水泥。以适当成分的硅酸盐水泥熟料,加入粒化高炉矿渣、适量石膏,磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料,称为低热矿渣硅酸盐水泥 (简称低热矿渣水泥),代号P·SLH。水泥中矿渣掺量按质量百分比计为20%~60%。允许用不超过混合材料总量50%的磷渣粉[10]粉煤灰代替部分矿渣。

为了减少水泥的水化热及降低放热速率,特限制中热水泥熟料中C3A的含量不得超过6%,C3S含量不得超过55%;低热水泥熟料中C2S的含量不小于40%;低热矿渣水泥熟料中C3A的含量不得超过8%。

生产中热或低热水泥时,熟料中游离CaO的含量不得超过1%。生产低热矿渣水泥时,熟料中游离CaO的含量不得超过1.2%。当有低碱要求时,中热水泥和低热水泥中的碱含量[11]不得超过0.6%,低热矿渣水泥中的碱含量不得超过1.0%。三种水泥中SO3含量不超过3.5%。

这三种水泥的比表面积按国家标准规定均为不低于250m2/kg;初凝时间不得早于60min,终凝时间不得迟于12h;水泥安定性(沸煮法检测)必须合格。

中热水泥、低热水泥及低热矿渣水泥的强度等级及各龄期强度指标见表2.7,各龄期水化热上限值见表2.8。

表2.7 中热水泥、低热水泥及低热矿渣水泥各龄期强度指标

表2.8 中热水泥、低热水泥及低热矿渣水泥各龄期水化热上限值

中热水泥主要用于大坝溢流面或大体积混凝土的层面和水位变动区等部位,要求较低水化热和较高耐磨性、抗冻性的工程;低热矿渣水泥主要适用于大坝或大体积建筑物的内部及水下等要求低水化热的工程。

2.2.4.2 抗硫酸盐硅酸盐水泥 (简称抗硫酸盐水泥)

这种水泥的熟料矿物组成主要是限制C3A及C3S的含量。其主要特点是抗硫酸盐侵蚀的能力很强,同时也具有较强的抗冻性及较低的水化热。适用于同时受硫酸盐侵蚀、冻融和干湿作用的海港工程、水利工程及地下工程。根据国家标准 《抗硫酸盐硅酸盐水泥》(GB 748—2005),分为中抗硫水泥(C3A≤5%,C3S≤55%)及高抗硫水泥 (C3A≤3%,C3S≤50%)两类,两类水泥均有32.5及42.5两个强度等级。

2.2.4.3 快硬硅酸盐水泥 (简称快硬水泥)

这种水泥的熟料矿物组成中,C3S及C3A的含量较多,且粉磨细度较细,故该水泥具有硬化较快、早期强度较高等特点。可用来配制早强、高强混凝土,低温条件下高强度混凝土预制构件以及用于紧急抢修工程等。

根据国家标准《快硬硅酸盐水泥》(GB 199—90),快硬硅酸盐水泥的标号是根据3d胶砂强度确定的,分为325、375及425三个标号,其1d的胶砂抗压强度分别不低于15.0MPa、17.0MPa、19.0MPa,3d不低于32.5MPa、37.5MPa、42.5MPa,28d的参考指标为52.5MPa、57.5MPa、62.5MPa。

2.2.4.4 低热微膨胀水泥 (代号LHEC)

低热微膨胀水泥是以粒化高炉矿渣为主要成分,加入适量的硅酸盐水泥熟料和石膏共同磨细而成,水泥比表面积不小于300m2/kg。低热微膨胀水泥具有低水化热和微膨胀的特性,适用于要求较低水化热和要求补偿收缩的混凝土、大体积混凝土,也适用于要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。

根据国家标准《低热微膨胀水泥》(GB 2938—2008),低热微膨胀水泥的强度等级为32.5,其各龄期强度及水化热指标应满足表2.9中的规定。

表2.9 低热微膨胀水泥强度及水化热指标

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2.2.4.5 膨胀水泥和自应力水泥

膨胀水泥由胶凝物质和膨胀剂混合组成。这种水泥在硬化过程中具有体积膨胀的特点。其膨胀作用是由于水化过程中形成大量膨胀性的物质造成的,如水化硫铝酸钙等。由于这一过程是在水泥硬化初期进行的,因此水化硫铝酸钙等晶体的生长不致引起有害内应力,而仅使硬化的水泥体积膨胀。

膨胀水泥在硬化过程中形成比较密实的水泥石结构,故抗渗性较高。因此,膨胀水泥又是一种不透水水泥。

膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土结构工程、防渗层及防渗混凝土,构件的接缝及管道接头、结构的加固与修补、固结机器底座和地脚螺栓等。

膨胀水泥的品种很多,如硅酸盐膨胀水泥、石膏矾土膨胀水泥、快凝膨胀水泥、明矾石膨胀水泥、石膏矿渣膨胀水泥等。

当水泥膨胀率较大时,在限制膨胀的情况下能产生一定的自应力,称为自应力水泥。如硅酸盐自应力水泥、铝酸盐自应力水泥等。自应力水泥适用于制造自应力钢筋混凝土压力管等。

2.2.4.6 砌筑水泥

砌筑水泥是由一种或一种以上活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料,加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏,经磨细制成的水硬性胶凝材料,代号M。这种水泥的强度较低,不能用于钢筋混凝土或结构混凝土,主要用于工业与民用建筑的砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等。

根据国家标准《砌筑水泥》(GB/T 3183—2003),砌筑水泥分为12.5及22.5两个强度等级,其中7d抗压强度分别不低于7.0MPa及10.0MPa,28d抗压强度分别不低于12.5MPa及22.5MPa。

2.2.4.7 铝酸盐水泥

铝酸盐水泥是以矾土和石灰石为原料,经高温煅烧得到以铝酸钙为主的熟料,将其磨成细粉而得到的水硬性胶凝材料,代号CA。

铝酸盐水泥熟料的水化作用如下

铝酸盐水泥水化时反应甚为剧烈,生成的铝酸盐水化产物能在短期内结晶密实,故硬化速率较快,使早期强度迅速增长。

根据国家标准《铝酸盐水泥》(GB 201—2000),铝酸盐水泥熟料按Al2O3含量不同而分为四类,其中:CA-50、CA-70、CA-80的初凝时间不得早于30min,终凝时间不得迟于6h;CA-60的初凝时间不得早于60min,终凝时间不得迟于18h。不同铝酸盐水泥各龄期的强度值不得低于表2.10中的指标。

表2.10 铝酸盐水泥种类及各龄期强度指标

铝酸盐水泥硬化时的放热量较大,且集中在早期放出,故不宜用于大体积混凝土工程,但对冬季施工却很有利。

由于铝酸盐水泥水化后不产生Ca(OH)2及水化铝酸三钙,而且硬化后的水泥石结构致密,故具有较高的抗渗、抗冻与抗侵蚀性能。

铝酸盐水泥的耐热性较好,可配制耐热混凝土。

使用铝酸盐水泥时,应避免与硅酸盐水泥、石灰等相混,也不能与尚未硬化的硅酸盐水泥接触使用。否则由于与Ca(OH)2作用,生成水化铝酸三钙,使水泥迅速凝结而强度降低。

铝酸盐水泥混凝土后期强度下降较大,这是由于晶型转化 (水化铝酸二钙的针、片状六方晶系转为水化铝酸三钙立方晶系)所造成的。特别是温度较高时,转化更快。晶型转化的结果不但使强度降低,而且由于孔隙率增大,抗渗性与抗侵蚀性能相应降低。因此,对铝酸盐水泥混凝土,应按最低稳定强度来设计。

铝酸盐水泥主要适用于抢建、抢修、抗硫酸盐侵蚀和冬季施工等有特殊需要的工程,还可配制耐火材料以及石膏矾土膨胀水泥、自应力水泥等。

其他品种的水泥还有很多,如高强水泥、特快硬硅酸盐水泥、快凝快硬硅酸盐水泥、白色和彩色硅酸盐水泥、道路水泥、油井水泥、硫铝酸盐水泥等。此外,还有利用活性混合材料加入石灰及石膏而制成的无熟料水泥,如石膏矿渣水泥、石灰矿渣水泥、石灰火山灰质水泥、石灰粉煤灰水泥及钢渣水泥等。

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