1硅酸鹽水泥的礦物組成

　　國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：凡以硅酸鈣為主的硅酸鹽水泥熟料，5%以下的石灰石或?；郀t礦渣，適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱為硅酸鹽水泥。

　　硅酸鹽水泥的主要礦物組成是：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。硅酸三鈣決定著硅酸鹽水泥四個(gè)星期內(nèi)的強(qiáng)度；硅酸二鈣四星期后才發(fā)揮強(qiáng)度作用，約一年左右達(dá)到硅酸三鈣四個(gè)星期的發(fā)揮強(qiáng)度；鋁酸三鈣強(qiáng)度發(fā)揮較快，但強(qiáng)度低，其對(duì)硅酸鹽水泥在1至3天或稍長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)度起到一定的作用；鐵鋁酸四鈣的強(qiáng)度發(fā)揮也較快，但強(qiáng)度低，對(duì)硅酸鹽水泥的強(qiáng)度貢獻(xiàn)小。

　　2 硅酸鹽水泥的凝結(jié)

　　2.1凝結(jié)速度。水泥的凝結(jié)時(shí)間決定于其凝結(jié)速度的快慢。凡是影響水化速度的各種因素，基本上也同樣影響水泥的凝結(jié)速度，如礦物組成、細(xì)度、水灰比、渴度和外加劑等。但水化和凝結(jié)又有一定的差異。水泥的凝結(jié)速度既與熟料礦物水化難易有關(guān)，又與各礦物的含且有關(guān)。決定凝結(jié)速度還與熟料礦物和水化產(chǎn)物的形態(tài)結(jié)構(gòu)有關(guān)系。溫度的變化也會(huì)影響水泥的凝結(jié)速度。

　　2.2石膏的作用及其適宜摻量的確定。

　　2.2.1石膏的作用：可以控制水泥的水化速度、調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間；可提高早期強(qiáng)度，降低干縮變形，改善水泥的耐久性等。

　　2.2.2石膏的適宜摻量是決定水泥凝結(jié)時(shí)間的關(guān)鍵。當(dāng)SO₃摻量小于約1.3%時(shí)，石膏摻量過小，水泥會(huì)產(chǎn)生快凝，進(jìn)一步增加SO₃含量時(shí)，石膏才會(huì)出現(xiàn)明顯的緩凝作用，但SO₃摻量超過25%以后時(shí)，凝結(jié)時(shí)間增長(zhǎng)很少。

　　確定石膏的最佳摻量不僅要考凝結(jié)時(shí)間，還要注愈其對(duì)不同齡期的強(qiáng)度、水泥安定性的影響。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)代硅酸鹽水泥中SO₃ 與從Al₂O₃的適宜比例為0.5-0.9.平均約為0.6。通常石膏摻量是很難以經(jīng)驗(yàn)公式精確詐算出的。確定石膏最佳慘量的可靠方法是強(qiáng)度和有關(guān)性能的試驗(yàn)。

　　此外，水泥中堿含量較高時(shí)，其凝結(jié)速度加快，石膏摻量應(yīng)適當(dāng)增加。

　　2.3假凝現(xiàn)象。

　　2.3.1假凝及其特征。假凝是指水泥加水拌和后，在幾分鐘內(nèi)即迅速凝結(jié)變硬，經(jīng)劇烈攪拌后，又重新恢復(fù)塑性的現(xiàn)象。這是一種不正常的早期快速固化現(xiàn)象，但與快凝又不相同。假凝放熱量很小，而且經(jīng)劇烈攪胖后，漿體又重新恢復(fù)塑性，并達(dá)到正常凝結(jié)，對(duì)強(qiáng)度沒有不利影響， 但只增大了施工難度。而快凝是指漿體迅速形成不可逆固化現(xiàn)象，漿體已產(chǎn)生了一定強(qiáng)度，重新攪拌并不能使其恢復(fù)塑性。

　　2.3.2假凝的原因及預(yù)防措施。實(shí)際生產(chǎn)中，為了防止假凝，應(yīng)盡量采用無水硫酸鈣含量較高的石膏，以避免粉磨時(shí)石膏脫水在C₃A.8%時(shí)，石膏中CaSO₄·2H₂O/ CaSO₄≥0.10，同時(shí)，在水泥粉磨時(shí)采取一定的措施降溫，也可避免石青脫水面造成假凝。在建筑施工中，還可以延長(zhǎng)攪拌時(shí)間來消除假凝現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　3 硅酸鹽水泥的強(qiáng)度

　　3.1影響水泥強(qiáng)度的因素。

　　3.1.1熟料的礦物組成。硅酸鹽水泥熟料中，四種主要礦物質(zhì)的相對(duì)含量對(duì)水泥的水化速度、水化產(chǎn)物的形態(tài)、尺寸有決定性的影響。基本規(guī)律：硅酸鹽礦物的含量是決定水泥強(qiáng)度的主要因素。

　　3.1.2水泥細(xì)度。水泥越細(xì)，其水化速度越快，越易水化完全，水泥的強(qiáng)度，尤其是早強(qiáng)越高，適當(dāng)增大水泥細(xì)度，還能改善漿體的泌水性、和易性和枯結(jié)力等。而粗翻顆粒水泥只能在表面現(xiàn)象水化，未水化部分只起填充料的作用。但是，水泥太細(xì)，水化時(shí)需水最越大，增大了硬化漿體結(jié)構(gòu)的孔原率，從而引起強(qiáng)度下降。

　　3.2施工條件。在施工過程中，水灰比、骨料級(jí)配、攪拌振搗的程度、養(yǎng)護(hù)溫度以及是否采用外加劑等對(duì)強(qiáng)度有很大的影響。

　　4 硅酸鹽水泥的性質(zhì)及應(yīng)用

　　4.1早期及后期強(qiáng)度均高：適用于預(yù)制和現(xiàn)澆的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程等。

　　4.2抗凍性好：適用于嚴(yán)寒地區(qū)和抗凍性要求高的混凝土工程。

　　4.3耐腐蝕性差：不旬淚于受流動(dòng)軟水和壓力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蝕性介質(zhì)作用的工程。

　　4.4水化熱高：不宜用于大體積混凝土工程。

　　4.5抗炭化性好：適合用于二氧化碳濃度較高的環(huán)境，如翻砂、鑄造車間等。

　　4.6耐熱性差：不得用于耐熱棍凝土工程。

　　4.7干縮小：可用于干燥環(huán)境。

　　4.8耐磨性好：可用于道路與地面工程。

　　5 硅酸鹽水泥的耐久性及改善途徑

　　硬化水泥石結(jié)構(gòu)在一定環(huán)境條件下長(zhǎng)期保持穩(wěn)定質(zhì)量和使用功能的性質(zhì)稱為耐久性。影響耐久性的因素有很多，主要有抗?jié)B性、抗凍性，以及對(duì)環(huán)境介質(zhì)的抗蝕性和堿集料反應(yīng)等。

　　耐久性的改善途徑：影響水泥混凝土耐久性的因素有很多方面，為了提高混凝土的耐久性，在使用水泥時(shí)，首先要考慮使用的環(huán)境條件，采用適當(dāng)組成的水泥，量材為用，從根本上提高混凝土的耐久性，配制混凝土?xí)r，要精心設(shè)計(jì)，采取合理的配比，盡量降低水灰比，并考慮適宜的施工方案， 加強(qiáng)攪拌、振搗、養(yǎng)護(hù)等，提高混凝土的致密度，以提高其強(qiáng)度尤其是早強(qiáng)。改善混凝土的性能在特殊悄況下，還可利用其他材料，進(jìn)行表面處理以彌補(bǔ)水泥混凝土本身的不足。

　　5.1選擇適當(dāng)組成的水泥。水泥質(zhì)量的好壞，是關(guān)系硬化水泥漿體耐久性的首要問題。只有提高水泥質(zhì)量，才能從根本上提高其耐久性。在使用水泥時(shí)，就根據(jù)環(huán)境的不同來選擇不同熟料礦物組成部的水泥。

　　5.2摻適量混合材料。一般說來，硅酸鹽水泥中摻加火山灰質(zhì)混合材料和?；郀t礦渣可以提高其抗蝕能力。另外，摻加混合材料后，熟料所占的比例減少，C₃A和C₃S的含蚤相應(yīng)降低，也會(huì)改善其抗蝕性，而且由于生成較多的凝膠，提高了硬化水泥漿體的密實(shí)性，阻止侵蝕介質(zhì)的溶人，從而增強(qiáng)了其抗蝕能力。所以說，火山灰水泥和礦渣水泥的抗蝕性又與其礦渣摻量、Al₂O₃含量有關(guān)。

　　5.3提高施工質(zhì)量。施工質(zhì)量的好壞，也是關(guān)系到混凝土耐久性的關(guān)鍵。在施工中，應(yīng)加強(qiáng)攪拌，防止各組分產(chǎn)生離析分層現(xiàn)象，提高混凝土的均勻性和流動(dòng)性，使拌合物很好地充滿模板，減少其內(nèi)部空隙，并且強(qiáng)化振搗，增大混凝土的密實(shí)度，盡可能排出其內(nèi)部氣泡，減少顯孔、大孔，尤其是連通孔，提高其強(qiáng)度，從而提高其抗?jié)B能力，最終達(dá)到改善其耐久性的目的。

　　在混凝土施工中，還可以根據(jù)實(shí)際需要，摻加合適的減水劑、加氣劑等外加劑。采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，保持水化的適宜沮度和濕度，保證水泥水化硬化的正常進(jìn)行，從而提高早強(qiáng)，也有利于改善混凝土的耐久性。

　　5.4進(jìn)行表面處理。在特殊悄況下，對(duì)水泥結(jié)構(gòu)進(jìn)行表面處理，可以避免水泥結(jié)構(gòu)與侵蝕介質(zhì)直接接觸，從而保障其耐久性。表面處理通常有表面化學(xué)處理和涂覆貼面處理兩種。

　　5.4.1表面化學(xué)處理。對(duì)混凝土表面進(jìn)行化學(xué)處理，可以提高其表面的密實(shí)程度。常用表面碳化處理的方法，使水泥結(jié)構(gòu)表面毛細(xì)孔中氫氧化鈣和空氣中的二氧化碳反應(yīng)，生成硫酸鈣，沉積在水泥結(jié)構(gòu)表面，形成難溶的保護(hù)性外殼，并堵塞毛細(xì)孔，從而改善抗淡水浸析和硫酸鹽侵蝕的能力。在混凝土表面用硅酸鈉或氟硅酸鹽的水溶液處理，使其在表面空隙中生成極難溶的氟化鈣和硅酸凝膠等，也能提高抗?jié)B耐蝕能力，但形成的保護(hù)層同樣很薄。使用壓滲法則是將四氟化硅氣體以一定壓力壓滲進(jìn)混凝土內(nèi)部，能夠獲得較厚的保護(hù)層，但比較昂貴，不適于現(xiàn)場(chǎng)施工。

　　5.4.2表面涂覆和貼面處理。在侵蝕強(qiáng)烈的情況下，最好的方法是將混凝土與侵蝕介質(zhì)隔絕，即在混凝土表面涂上一層防滲抗蝕層，如瀝青、樹脂、有機(jī)硅、瀝青石蠟等。在化學(xué)侵蝕特別強(qiáng)的工程中，可以采用貼面材料的方法，如瓷磚、金屬、塑料及復(fù)合貼面材料等，以防止侵蝕介質(zhì)與混凝土直接接觸而造成俊蝕破壞。