一级建筑师考试辅导资料：建筑材料与构造辅导讲义(3)
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第三节 水 泥
常用水泥
主要品种有：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。
1、水泥基本组成
①熟料基本组成：主要包括硅酸三钙C3S、硅酸二钙C2S、铝酸三钙C3A、铁铝酸四钙C4AF
⑴C3S含量通常为50%左右。28天或一年后的强度，在四种矿物中最高。水化凝结时间正常，水化热较高。
⑵C2S在熟料中以β型存在，含量为20%左右。β-C2S水化热较小，水化较慢，在一年后强度可以超过C3S。
⑶C3A含量7-15%。水化迅速，放热量大，凝结时间很快，需加石膏作缓凝剂，防止水泥的急凝。硬化块，强度3天就发挥出来。C3A含量高的水泥浆体干缩变形大，抗硫酸盐性能差。
⑷C4AF含量10-18%，水化速度介于C3A和C3S。C4AF抗冲击性能和抗硫酸盐性能较好，水化热较C3A低。
②水泥混合材
⑴活性混合材：粒化高炉矿渣（化学成分主要为CaO、Al2O3、SiO2，含量达90%）、火山灰质混合材（分为天然和人工两类，天然的含有大量的酸性氧化物，SiO2+Al2O3含量占75-85%）、粉煤灰（主要化学成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO，其中CaO<10%为低钙粉煤灰，CaO15-30%为高钙粉煤灰）
⑵非活性混合材：磨细的石英砂、石灰石等
③石膏：用于水泥的石膏一般是二水石膏或无水石膏。
2、水泥的水化硬化
水泥加水拌合后，随着水化反应的进行，水泥浆逐渐变稠失去流动性而具有一定的塑性强度，称为水泥的凝结。随着水化进程的推移，水泥浆凝固具有一定的机械强度并逐渐发展而成为坚固的水泥石，这过程称为硬化。
①硅酸盐水泥的水化硬化；②矿渣水泥的水化硬化；③火山灰水泥的水化硬化
3、水泥品质的要求
①凝结时间：分为初凝和终凝
⑴初凝时间：水泥加水拌合始至标准稠度净浆开始，失去可塑性所经历的时间。
⑵终凝时间：浆体完全失去可塑性并开始产生强度所经历的时间
国家标准规定：常用水泥的初凝时间不得早于45min；终凝时间硅酸盐水泥不得迟于6h30min，复合水泥不得迟于12h，其他品种不得迟于10h。
一般要求混泥土搅拌、运输、浇捣应在初凝之前完成。因此初凝时间不宜过短；当施工完毕则要求尽快硬化并具有强度，故终凝时间不宜过长。
②强度：由按质量计的一份水泥、三份中国ISO标准砂，用0.5的水灰比拌制的一组4cm×4cm×16cm塑性胶砂，在20±1℃水中养护，再测定3d和28d的强度。
③体积安定性：已硬化水泥石产生不均匀的体积变化现象。
引起体积安定性的因素：过量f-CaO、过量f-MgO和过多石膏掺量。
④细度：水泥颗粒粒径越细，与水起反应得表面积越大，水化越快，其早期强度和后期强度都较高。
⑤水化热：水泥水化过程放出的热。
水化热对大体积混凝土是有害的因素。水泥的水化放热量大部分在3-7d放出，以后逐渐减少，水化热和放热率为C3A〉C3S〉C4AF〉C2S
⑥水泥化学品质指标
⑴不溶物；⑵烧失量；⑶氧化镁；⑷SO3；⑸碱含量
⑦抗蚀性：对水泥石耐久性有害的环境介质主要为：⑴淡水，主要考虑Ca(OH)2的溶解；⑵酸与酸性水；⑶硫酸盐（硫酸钡除外）；⑷含碱溶液
二、常用水泥的基本特性与用途
1、硅酸盐水泥与普通水泥：用于重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程；适用于要求早期强度高、凝结快的工程、有抗冻融要求和冬季施工的工程。不宜用于水工和海港工程、大体积混凝土工程。
2、矿渣水泥：宜用于水工和海港工程、耐热混凝土工程。其抗冻性、抗渗性等均不及硅酸盐水泥与普通水泥。
3、火山水泥：适宜地下或水下工程、适用于地面工程、宜用于浇筑大体积混凝土工程、宜蒸汽养护、不宜低温（冬季）施工。
4、粉煤灰水泥：适宜承受载荷较迟的工程、适用大体积混凝土工程、适用于水工和海港工程。其抗碳化能力差，抗冻性较差。 |
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