水泥的種類和性能特征

　　水泥的用途越來越廣泛,品種越來越多，分類相當繁雜。按其化學成分、性能和用途，分別可作如下分類：

　　(1) 按用途或性能來劃分

　　通用水泥

　　硅酸鹽水泥

　　普通水泥

　　礦渣水泥

　　煤灰水泥

　　粉煤灰水泥

　　復合水泥

　　專用水泥

　　道路水泥

　　大壩水泥

　　砌筑水泥等

　　特性水泥

　　快硬性水泥

　　水化熱水泥

　　抗硫酸鹽水泥

　　膨脹水泥

　　(2) 按化學成分來劃分

　　酸鹽水泥

　　鋁酸鹽水泥

　　硫鋁酸鹽水泥

　　鐵鋁酸鹽水泥等

　　水泥的性能特征

　　根據國家標準GB175-1999.對硅酸鹽水泥和普通水泥的主要技術性質要求如下：

　　(1) 需水性

　　在用水泥制作凈漿、砂漿或者拌制混凝土時，都必須加入需量的水分。這些水分一方面與水泥粉起水化反應，使其凝結硬化;另一方面使凈漿、砂漿和混凝土具有一定的流動性和可塑性，以便于施工時澆灌成型。

　　(2) 細度

　　細度是指水泥顆粒的粗細程度，它是鑒定水泥品質的主要項目之一。

　　水泥細度通常采用篩分析法或比表面法(勃氏法)測定。篩析法以80μm方孔篩的篩余量表示。比表面法以1kg水泥所具有的表面積(m2/kg)表示。國家標準規定，硅酸鹽水泥的細度用比表面積表示，應大于300m2/kg。普通水泥的細度用篩余量表示，其篩余量不得超過10.0%。凡水泥細度不符合規定者為不合格品。

　　(3) 凝結時間

　　水泥的凝結時間有初凝于終凝之分。自加水起至水泥漿開始失去塑性、流動性減小所需的時間，稱為初凝時間。自加水時起至水泥漿完全失去塑性、開始有一定結構強度所需的時間，稱為終凝時間。國家標準規定硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于10h。凡初凝時間不符合規定者為廢品，終凝時間不符合規定者為不合格品。

　　水泥凝結時間的測定，是以標準稠度的水泥凈漿達到規定溫度和濕度下，用凝結時間測定儀來測定。所謂標準稠度是指水泥凈漿達到規定稠度時所需的拌合水量，以占水泥質量的百分率表示。硅酸鹽水泥的標準稠度用水量，一般在24%--30%之間。水泥熟料礦物成分不同表示。硅酸鹽水泥的標準稠度用水量，一般在24%--30%之間。水泥熟料礦物成分不同時，其標準稠度用水量亦有所差別，磨得越細的水泥，標準稠度用水量越大。

　　規定水泥的凝結時間在施工中具有重要的意義。初凝不宜過快是為了保證有足夠的時間在初凝之前完成混凝土成型等各工序的操作;終凝不宜過遲是為了使混凝土在澆搗完畢后能盡早完成凝結硬化，產生強度，以利于下一道工序的及早進行。

　　(4) 體積安定性

　　水泥的體積安定性是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。水泥硬化后產生不均勻的體積變化即體積安定性不良，水泥體積安全性不良會使水泥制品、混凝土構件產生膨脹性裂縫，降低建筑質量，甚至引起嚴重工程事故。因此，水泥的體積安全性檢驗必須合格，體積安全性不合格的水泥作廢品處理。

　　水泥的體積安定性是指水泥在凝結硬化的過程中體積變化的均勻性。水泥硬化后產生不均勻的體積變化即體積安全性不良，水泥體積安定性不良會使水泥制品、混凝土構件產生膨脹性裂縫，降低建筑物質量，甚至引起嚴重工程事故。因此，水泥的體積安全性檢驗必須合格，體積安全性不合格的水泥作廢品處理。

　　水泥安定性不良的原因是由于其熟料礦物組成中含有過多的游離鈣或游離氧化鎂，以及水泥粉磨時所摻石膏超量等所致。熟料中所含的游離鈣或游離氧化鎂都是在高溫下生成的，屬過燒氧化物，水化很慢，它要在水泥凝結硬化后才慢慢開始水化，水化時產生體積膨脹，從而引起不均勻的體積變化而使硬化水泥石開裂。

　　國家標準規定，由游離氧化鈣引起的水泥安全性不良可采用試餅法或雷氏法檢驗。在有爭議時以雷氏法為準。試餅法是將標準稠度的水泥凈漿做成試餅經恒沸3h后，用肉眼觀察未發現裂紋，用直尺檢查沒有彎曲現象，則稱為安全性合格，反之，為不合格。雷氏法是測定水泥漿在雷氏夾中硬化沸煮后的膨脹值，當兩個試件沸煮后膨脹值的平均值不大于5.0mm時，即判為該水泥安全性合格，反之為不合格。由于游離氧化鎂的水化作用比游離氧化鈣更加緩慢，所以必須用壓蒸法才能檢驗出它的危害作用。

　　當水泥中石膏摻量過多時，多余的石膏將與已固化的水化鋁酸鈣作用生成水化硫鋁酸鈣晶體，體積膨脹1.5倍，造成硬化水泥石開裂破壞。石膏的危害需經長期浸在常溫水中才能發現。因氧化鎂和石膏的危害作用不易快速檢驗，故常在水泥生產中嚴格加以控制。國家標準規定，水泥中游離鎂含量不得超過5.0%。三氧化硫含量不得超過3.5%。

　　(5) 堿含量

　　水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.50%，或由供需雙方商定。

　　(6) 密度與堆積密度

　　在進行混凝土配合比計算和儲運水泥時需要知道水泥的密度和堆積密度。硅酸鹽水泥和普通水泥的密度一般在3.1—3.2g/cm3之間。水泥在松散狀態時的堆積密度一般在900—1300kg/m3之間，緊密堆積狀態可達1400--1700 kg/m3

　　(7) 強度及強度等級

　　國家標準規定，采用《水泥膠砂強度檢驗方法》(GB/T17671-1999)測定水泥強度，該法是將水泥和中國ISO標準砂按質量計以1:3混合，用0.5的水灰比按規定的方法制成40mm×40mm×160mm的試件，在標準溫度(20±1)℃的水中養護，分別測定其后3d和28Dde1抗壓強度和抗折強度。根據測定結果，分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R等6個強度等級。水泥按3d強度又分為普通型和早強型兩種類型，代號中有R者為早強型水泥。

　　通常28天的抗壓強度即為水泥標號，如，抗壓強度為42.5Mpa，標號即為42.5或42.5(R)，相當于原來的525#水泥。標號帶R的水泥，早期強度高于不帶R的水泥。

　　混凝土的等級也由抗壓強度來確定，如C30即抗壓強度為30Mpa。