淺談不同種類水泥性能及其應用

(揚州大學建筑科學與工程學院 江蘇 揚州 225009)

前言

水泥是目前土木工程材料中最常見的材料，屬于水硬性膠凝材料，并且在建筑，交通，水泥，國防等工程應用極廣。隨著，水泥行業的發展，衍生的不同的水泥品種，并且不同水泥都具用各自優異的性能。按照水泥化學成分對其進行區分可以大致分成硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥等。

一、硅酸鹽水泥

硅酸鹽水泥是目前使用量最大以及使用面最廣的水泥品種，其熟料礦物組成主要硅酸三鈣，硅酸二鈣、鐵鋁酸四鈣、鋁酸三鈣等。但是國內外學者通過在硅酸鹽水泥摻雜一定摻量的混合材料將硅酸鹽水泥的品種分成以下硅酸鹽水泥(基準水泥)、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥

(一)硅酸鹽水泥(基準水泥)

硅酸鹽水泥的熟料組成主要是硅酸鹽水泥熟料，輔之不到5%的混合材料、適量的石膏。硅酸鹽水泥的水化速度較快，早期強度也較高，水化熱較高，同時還具備優異的抗凍性，耐熱性，但是硅酸鹽水泥的耐腐蝕性較差。主要是在早期強度要求較高的工程或者道路工程中應用。

(二)普通硅酸鹽水泥

普通硅酸鹽水泥主要是包括硅酸鹽水泥熟料、5%-20%的混合材料，石膏。普通硅酸鹽水泥具有良好的經濟性，導致普通硅酸鹽水泥的使用量最大，同時該水泥還擁有較高的強度，也具備水化熱，抗凍性能也較高，但是水泥的耐熱性，耐腐蝕性較差，適用絕大多數工程中。

(三)礦渣硅酸鹽水泥

礦渣硅酸鹽水泥除了包括硅酸鹽水泥熟料，還摻入20%-70%的粒化高爐礦渣、石膏。并且礦渣硅酸鹽水泥的水化速度快，但是水泥的早期強度低，但是后期因為礦渣的火山灰性，所以后期強度增長較快，同時水泥水化熱較低、抗凍性較差、易碳化、但是礦渣硅酸鹽水泥的耐腐蝕性較好、耐熱性較好、對溫度濕度變化較為敏感。主要適用于高溫高濕的環境施工、大體積、耐腐蝕性等環境的工程。

(四)火山灰硅酸鹽水泥

火山灰硅酸鹽水泥主要是由硅酸鹽水泥熟料、石膏、20%-50%的火山灰質混合材料組成。并且火山灰硅酸鹽水泥的抗滲性佳、硬化慢，與礦渣硅酸鹽水泥一樣水泥的早期強度低、但是后期強度增長較快，同時水化熱較低、抗凍性較差、易碳化、耐腐蝕性較好，但是其耐熱性不如礦渣硅酸鹽水泥。適用水下工程、大體積混凝工程等工程。

(五)粉煤灰硅酸鹽水泥

粉煤灰硅酸鹽水泥除了含有硅酸鹽所熟料外，還摻雜著20%-50%的混合材料、石膏。同時還具備干縮較小，抗裂性能好、水化熱較低、早期強度低、后期強度增長較、快硬化慢，抗凍性較差、易碳化、耐腐蝕性較好。適用大體積混凝土以及高濕環境的工程中。

二、鋁酸鹽水泥

鋁酸鹽水泥的礦物組成為鋁二鋁酸一鈣、硅鋁酸鹽二鈣、鋁酸鹽一鈣、七鋁酸十二鈣、少量的硅酸二鈣，其顏色一般呈黃色、褐色或灰色，鋁酸鹽水泥具備良好的早強性能，鋁酸鹽水泥的1d強度可以達到最高強度的80%以上、因為水泥后期水化產物Ca(OH)2的析出，所以使得鋁酸鹽水泥具備抗硫酸鹽腐蝕的性能、水化熱大，而且水化放熱集中，1d可以放熱總量的70%,所以鋁酸鹽水泥可以在負溫下施工、同時鋁酸鹽水泥的耐熱性好，可以耐熱1300-1400℃，不過鋁酸鹽水泥的后期強度則會出現倒縮現象，所以鋁酸鹽水泥常出現在冬季施工、搶建、搶修和抗硫酸鹽侵蝕等特殊工程。

三、硫鋁酸鹽水泥

硫鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成主要是無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣，硫鋁酸鹽水泥則是在熟料中摻入不同摻量的石灰石以及石膏研磨而成，硫鋁酸鹽水泥具有凝結時間短，早期強度高，收縮小等優異性能，但是水泥的后期強度容易出現倒縮，并且水化放熱量大，故可以適用冬季負溫施工，同時也可以適用于漿錨、噴錨支護、搶修、堵漏等工程中。

總結

本文通過綜述不同種類水泥的礦物組成、水泥的性能特點、以及各自適用的工程，對不同的施工環境選擇合適種類的水泥有一定幫助。