其它品種水泥的特性及其應(yīng)用

趙智博 賈曉健

（武漢大學(xué)土木建筑工程學(xué)院）

研究內(nèi)容：

一、低熱硅酸鹽水泥：

C2S含量在40%以上，C3S含量在20%左右。由于C2S的發(fā)熱量低，后期強(qiáng)度高，如果應(yīng)用在泄洪工程中，將能夠有效的解決溫度應(yīng)力導(dǎo)致的混凝土開裂問題。

1)地?zé)峁杷猁}水泥（LHC）混凝土發(fā)熱緩慢平穩(wěn)，發(fā)熱量低，能夠有效的減少大體積混凝土內(nèi)部溫度峰值和因此產(chǎn)生的溫度應(yīng)力。在閘墩這類的水工結(jié)構(gòu)中同等溫降條件下溫度峰值能夠降低 3～4'℃，溫度應(yīng)力峰值能夠降低0.26—0.51 M Pa。

2)地?zé)峁杷猁}水泥（LHC）混凝土早期干縮變形較小，能夠有效減少早期的干縮裂縫。[1]

二、磷鋁酸鹽水泥(PALC)

長期處于含硫酸鹽和水環(huán)境中的混凝土易被腐蝕以致最后失去強(qiáng)度，尤其在惡劣的氣候條件下更是如此。人們普遍認(rèn)為發(fā)生上述破壞的原因在于硫酸根離子能夠與混凝土中的氫氧化鈣和水化鋁酸鈣反應(yīng)，生成具有膨脹性能的產(chǎn)物石膏和鈣礬石[2],在一定條件下還會(huì)生成碳硫硅鈣石[3-4],從而導(dǎo)致混凝土的破壞。隨著水泥混凝土的廣泛使用，人們?cè)絹碓疥P(guān)注這種材料的耐久性，而硫酸鹽侵蝕是影響水泥混凝土耐久性的重要因素之一。水泥混凝土受侵蝕破壞作用主要是水泥被侵蝕破壞，目前，對(duì)普通硅酸鹽水泥(portland cement.PC)的抗硫酸鹽侵蝕性能的研究較多[5-6]。磷鋁酸鹽水泥(PALC)是一種新型特種水泥[7-9],具有早強(qiáng)、高強(qiáng)以及長期強(qiáng)度穩(wěn)定增長的優(yōu)點(diǎn)。

三、無收縮快硬硅酸鹽水泥

無收縮快硬硅酸鹽水泥是一種改性硅酸鹽水泥，它具有硬化速度快、早期及后期強(qiáng)度高、微膨脹等優(yōu)良性能，在各類建筑工程中，有著廣泛的用途。

其礦物組成以高C3S含量為宜，f-CaO越低越好。水泥粉磨細(xì)度的控制是獲得快硬高強(qiáng)性能的關(guān)鍵，一般控制細(xì)度比粉磨普通水泥低。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，以控制出磨水泥的比表面積為宜。為了提高粉磨效率，根據(jù)實(shí)際條件并通過試驗(yàn)，選用合適的助磨劑。

四、自應(yīng)力水泥

自應(yīng)力水泥是將高鋁水泥或硅酸鹽熟料與膨脹組分一起粉磨而成，其膨脹組分通常為鋁酸鈣、二水石膏或硬石膏和游離氧化鈣等混合物，這些膨脹組分均不能單獨(dú)用作水硬性膠凝材料使用。若在硅酸鹽熟料中引入具有早強(qiáng)、高強(qiáng)和微膨脹性能的 C4A3s-礦物，低溫煅燒易磨的阿利特—硫鋁酸鹽熟料，便可集強(qiáng)度和膨脹性能于一體，生產(chǎn)阿利特—硫鋁酸鹽自應(yīng)力水泥，并可節(jié)能和增產(chǎn)。

五、鋁酸鹽水泥

鋁酸鹽水泥的主要物相是鋁酸鈣、二鋁酸鈣；鎂鋁尖晶石(MA)的平均線膨脹系數(shù)較低，并可固溶渣中大量的二價(jià)或三價(jià)金屬氧化物，改變?cè)慕M成，使渣的黏度提高，有利于降低渣的進(jìn)一步滲透、侵蝕；含鎂鋁尖晶石的鋁酸鹽水泥中部分CaO被MgO取代，其物相組成中除CA和CA2外，還有MA，這既可提高鋁酸鹽水泥的耐火度，也可提高用其結(jié)合的澆注料的使用溫度、抗熱震性和抗侵蝕性[10]。

盡管國內(nèi)外學(xué)者對(duì)含鎂鋁尖晶石的鋁酸鹽水泥進(jìn)行了一些試驗(yàn)研究，但其原料大多采用白云石和氧化鋁，由于白云石中CaO和MgO的含量較為固定，較難實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物中形成MA和CA等物相的調(diào)整。為了解決這一問題，可采用石灰石、重?zé)趸V、鋁礬土作為原料，以不同的配比合成含鎂鋁尖晶石的鋁酸鹽水泥。

總結(jié):

由于不同品種的水泥在性能上各自有其特點(diǎn)，因此在應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工程所處的環(huán)境條件、建筑物服役特點(diǎn)及混凝土所處的部位，選用適當(dāng)?shù)乃嗥贩N，以滿足工程的不同要求。

[1]彭琨,黃達(dá)海.低熱硅酸鹽水泥在閘墩混凝土中的應(yīng)用研究，耐火材料,2010(6):217-220

[2]]AL—DULAIJAN SU，MASLEHUDDIN M，AL—ZAHRANI M M.Sulfate resistance of plain and blended cements exposed to Varying concentrations of sodium sulfate[J].Cem Concr Compos，2003，25(4/5):429-437

[3]BROWN P,H00TON R D.Etringite and thaumasite formation in laboratory concretes prepared using sulfate-resisting cements[J].Cem Concr Compos，2002，24(3/4)：361-370.

[4]SAHU S，BADGER S，THAULOW N.Evidence of thaumasite formation in southern California concrete[J].Cem Concr Compos，2002，24(3/4)： 379-384.

[5]蔣敏強(qiáng)，陳建康，楊鼎宜.硫酸鹽侵蝕水泥砂漿動(dòng)彈性模量的超聲檢測[J]硅酸鹽學(xué)報(bào),2005，33(1)：126-132.

[6]肖 佳，鄧德華，張文恩等.硫酸鹽侵蝕下石膏形成引起的水泥凈漿破壞[J]. 建筑材料學(xué)報(bào)，2006，9(1)：19-23.

[7]李仕群，張國輝，張 寧等.ca0-A1203一P205三元富鋁區(qū)域分析及其水硬 性的[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，1998，26(2)：142—149.

[8]李仕群，蘇磊，翟國芳，等.復(fù)合磷鋁酸鹽一硅酸鹽水泥的早期水化行為[J]. 硅酸鹽通報(bào)，2005，24(1)：20-23.

[9]LI shiqun,HU Jiashan，LIU Biao，et a1.Fundamental study on aluminophosplate cement[J].Cem Concr Res，1999，29(10)：1 549-1554.

[10]Ghoah,Saker Ritwik,MukheIjee B,et al.Effect of spinel content on the properties of magnesia-spinel composite. Refratcory [J]. Journal European Ceramic Society，2004，24(12):2079-2 085.