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1A414010 常用建筑結(jié)構(gòu)材料
1A414011 水泥的性能和應(yīng)用
水泥為無機水硬性膠凝材料,是重要的建筑材料之一,在建筑工程中有著廣泛的應(yīng)用。水泥品種非常多,按其主要水硬性物質(zhì)名稱可分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥等。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《水泥的命名原則和術(shù)語》GB/T 4131—2014規(guī)定,水泥按其用途及性能可分為通用水泥、特種水泥。目前,我國建筑工程中常用的是通用硅酸鹽水泥,它是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏及規(guī)定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》GB 175—2007/XG2—2015規(guī)定,按混合材料的品種和摻量,通用硅酸鹽水泥可分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥(見表1A414011-1)。
通用硅酸鹽水泥的代號和強度等級 表1A414011-1
水泥名稱 |
簡稱 |
代號 |
強度等級 |
硅酸鹽水泥 |
硅酸鹽水泥 |
P·Ⅰ、P·Ⅱ |
42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R |
普通硅酸鹽水泥 |
普通水泥 |
P·O |
42.5、42.5R、52.5、52.5R |
礦渣硅酸鹽水泥 |
礦渣水泥 |
P·S·A、P·S·B |
32.5、32.5R |
火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 |
火山灰水泥 |
P·P | |
粉煤灰硅酸鹽水泥 |
粉煤灰水泥 |
P·F | |
復(fù)合硅酸鹽水泥 |
復(fù)合水泥 |
P·C |
32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R |
注:強度等級中,R表示早強型。
一、常用水泥的技術(shù)要求
(一)凝結(jié)時間
水泥的凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間。初凝時間是從水泥加水拌合起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間;終凝時間是從水泥加水拌合起至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強度所需的時間。水泥的凝結(jié)時間在施工中具有重要意義。為了保證有足夠的時間在初凝之前完成混凝土的攪拌、運輸和澆搗及砂漿的粉刷、砌筑等施工工序,初凝時間不宜過短;為使混凝土、砂漿能盡快地硬化達(dá)到一定的強度,以利于下道工序及早進(jìn)行,避免影響施工進(jìn)程,終凝時間也不宜過長。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,六大常用水泥的初凝時間均不得短于45min,硅酸鹽水泥的終凝時間不得長于6.5h,其他五類常用水泥的終凝時間不得長于10h。
(二)體積安定性
水泥的體積安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中,體積變化的均勻性。如果水泥硬化后產(chǎn)生不均勻的體積變化,即所謂體積安定性不良,就會使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生膨脹性裂縫,降低建筑工程質(zhì)量,甚至引起嚴(yán)重事故。因此,施工中必須使用安定性合格的水泥。
引起水泥體積安定性不良的原因有:水泥熟料礦物組成中游離氧化鈣或氧化鎂過多,或者水泥粉磨時石膏摻量過多。水泥熟料中所含的游離氧化鈣或氧化鎂都是過燒的,熟化很慢,在水泥已經(jīng)硬化后還在慢慢水化并產(chǎn)生體積膨脹,引起不均勻的體積變化,導(dǎo)致水泥石開裂。石膏摻量過多時,水泥硬化后過量的石膏還會繼續(xù)與已固化的水化鋁酸鈣作用,生成高硫型水化硫鋁酸鈣(俗稱鈣礬石),體積約增大1.5倍,引起水泥石開裂。
國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,游離氧化鈣對水泥體積安定性的影響用煮沸法來檢驗,測試方法可采用試餅法或雷氏法。由于游離氧化鎂及過量石膏對水泥體積安定性的影響不便于檢驗,故國家標(biāo)準(zhǔn)對水泥中的氧化鎂和三氧化硫含量分別作了限制。
(三)強度及強度等級
水泥的強度是評價和選用水泥的重要技術(shù)指標(biāo),也是劃分水泥強度等級的重要依據(jù)。水泥的強度除受水泥熟料的礦物組成、混合料的摻量、石膏摻量、細(xì)度、齡期和養(yǎng)護(hù)條件等因素影響外,還與試驗方法有關(guān)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,采用膠砂法來測定水泥的3d和28d的抗壓強度和抗折強度,根據(jù)測定結(jié)果來確定該水泥的強度等級。
不同品種不同強度等級的通用硅酸鹽水泥,其不同齡期的強度應(yīng)符合表1A414011-2的規(guī)定。
通用硅酸鹽水泥不同齡期的強度 表1A414011-2
品 種
品 種 |
強度等級 |
抗 壓 強 度 |
抗 折 強 度 | ||
3d |
28d |
3d |
28d | ||
硅酸鹽水泥 |
42.5 |
≥17.0 |
≥42.5 |
≥3.5 |
≥6.5 |
42.5R |
≥22.0 |
≥4.0 | |||
52.5 |
≥23.0 |
≥52.5 |
≥4.0 |
≥7.0 | |
52.5R |
≥27.0 |
≥5.0 | |||
62.5 |
≥28.0 |
≥62.5 |
≥5.0 |
≥8.0 | |
62.5R |
≥32.0 |
≥5.5 | |||
普通硅酸鹽水泥 |
42.5 |
≥17.0 |
≥42.5 |
≥3.5 |
≥6.5 |
42.5R |
≥22.0 |
≥4.0 | |||
52.5 |
≥23.0 |
≥52.5 |
≥4.0 |
≥7.0 | |
52.5R |
≥27.0 |
≥5.0 |
續(xù)表
品 種 |
強度等級 |
抗 壓 強 度 |
抗 折 強 度 | ||
3d |
28d |
3d |
28d | ||
礦渣硅酸鹽水泥 |
32.5 |
≥10.0 |
≥32.5 |
≥2.5 |
≥5.5 |
32.5R |
≥15.0 |
≥3.5 | |||
42.5 |
≥15.0 |
≥42.5 |
≥3.5 |
≥6.5 | |
42.5R |
≥19.0 |
≥4.0 | |||
52.5 |
≥21.0 |
≥52.5 |
≥4.0 |
≥7.0 | |
52.5R |
≥23.0 |
≥4.5 | |||
復(fù)合硅酸鹽水泥 |
32.5R |
≥15.0 |
≥32.5 |
≥3.5 |
≥5.5 |
42.5 |
≥15.0 |
≥42.5 |
≥3.5 |
≥6.5 | |
42.5R |
≥19.0 |
≥4.0 | |||
52.5 |
≥21.0 |
≥52.5 |
≥4.0 |
≥7.0 | |
52.5R |
≥23.0 |
≥4.5 |
注:2015年修訂后的標(biāo)準(zhǔn)已取消32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥產(chǎn)品——編者注。
(四)其他技術(shù)要求
其他技術(shù)要求包括標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、水泥的細(xì)度及化學(xué)指標(biāo)。水泥的細(xì)度屬于選擇性指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細(xì)度以比表面積表示,其比表面積不小于300m2/kg;其他四類常用水泥的細(xì)度以篩余表示,其80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。通用硅酸鹽水泥的化學(xué)指標(biāo)有不溶物、燒失量、三氧化硫、氧化鎂、氯離子和堿含量。堿含量屬于選擇性指標(biāo),水泥中堿含量以Na2O+0.658K2O計算值來表示。水泥中的堿含量高時,如果配制混凝土的骨料具有堿活性,可能產(chǎn)生堿骨料反應(yīng),即水泥中的堿性氧化物會與骨料中的活性氧化硅作用,生成堿-硅酸凝膠,吸水后體積膨脹,導(dǎo)致混凝土因不均勻膨脹而破壞。因此,若使用活性骨料,用戶要求提供低堿水泥時,則水泥中的堿含量應(yīng)不大于水泥重量的0.6%或由買賣雙方協(xié)商確定。
二、常用水泥的特性及應(yīng)用
六大常用水泥的主要特性見表1A414011-3。
常用水泥的主要特性 表1A414011-3
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|
硅酸鹽 水泥 |
普通水泥 |
礦渣水泥 |
火山灰 水泥 |
粉煤灰 水泥 |
復(fù)合水泥 |
主要特性 |
①凝結(jié)硬化快、早期強度高 ②水化熱大 ③抗凍性好 ④耐熱性差 ⑤耐蝕性差 ⑥干縮性較小 |
①凝結(jié)硬化較快、早期強度較高 ②水化熱較大 ③抗凍性較好 ④耐熱性較差 ⑤耐蝕性較差 ⑥干縮性較小 |
①凝結(jié)硬化慢、早期強度低,后期強度增長較快 ②水化熱較小 ③抗凍性差 ④耐熱性好 ⑤耐蝕性較好 ⑥干縮性較大 ⑦泌水性大、抗?jié)B性差 |
①凝結(jié)硬化慢、早期強度低,后期強度增長較快 ②水化熱較小 ③抗凍性差 ④耐熱性較差 ⑤耐蝕性較好 ⑥干縮性較大 ⑦抗?jié)B性較好 |
①凝結(jié)硬化慢、早期強度低,后期強度增長較快 ②水化熱較小 ③抗凍性差 ④耐熱性較差 ⑤耐蝕性較好 ⑥干縮性較小 ⑦抗裂性較高 |
①凝結(jié)硬化慢、早期強度低,后期強度增長較快 ②水化熱較小 ③抗凍性差 ④耐蝕性較好 ⑤其他性能與所摻入的兩種或兩種以上混合材料的種類、摻量有關(guān) |
在混凝土工程中,根據(jù)使用場合、條件的不同,可選擇不同種類的水泥,具體可參考表1A414011-4。
常用水泥的選用 表1A414011-4
混凝土工程特點或所處環(huán)境條件 |
優(yōu)先選用 |
可以使用 |
不宜使用 | ||
普通混凝土 |
1 |
在普通氣候環(huán)境中的混凝土 |
普通水泥 |
礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 |
|
2 |
在干燥環(huán)境中的混凝土 |
普通水泥 |
礦渣水泥 |
火山灰水泥 | |
3 |
在高濕度環(huán)境中或長期處于水中的混凝土 |
礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 |
普通水泥 |
| |
4 |
厚大體積的混凝土 |
礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 |
|
硅酸鹽水泥 | |
有特殊要求的混凝土 |
1 |
要求快硬、早強的混凝土 |
硅酸鹽水泥 |
普通水泥 |
礦渣水泥 |
2 |
高強(大于C50級)混凝土 |
硅酸鹽水泥 |
普通水泥 礦渣水泥 |
火山灰水泥 | |
3 |
嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土,寒冷地區(qū)的處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土 |
普通水泥 |
礦渣水泥 |
火山灰水泥 | |
4 |
嚴(yán)寒地區(qū)處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土 |
普通水泥(≥42.5級) |
|
礦渣水泥 | |
5 |
有抗?jié)B要求的混凝土 |
普通水泥、火山灰水泥 |
|
礦渣水泥 | |
6 |
有耐磨性要求的混凝土 |
硅酸鹽水泥、普通水泥 |
礦渣水泥 |
火山灰水泥 | |
7 |
受侵蝕介質(zhì)作用的混凝土 |
礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥 |
|
硅酸鹽水泥 |
三、常用水泥的包裝及標(biāo)志
水泥可以散裝或袋裝,袋裝水泥每袋凈含量為50kg,且應(yīng)不少于標(biāo)志質(zhì)量的99%;隨機抽取20袋,總質(zhì)量(含包裝袋)應(yīng)不少于1000kg。
水泥包裝袋上應(yīng)清楚標(biāo)明:執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、水泥品種、代號、強度等級、生產(chǎn)者名稱、生產(chǎn)許可證標(biāo)志(QS)及編號、出廠編號、包裝日期、凈含量。
包裝袋兩側(cè)應(yīng)根據(jù)水泥的品種采用不同的顏色印刷水泥名稱和強度等級,硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥采用紅色,礦渣硅酸鹽水泥采用綠色;火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥采用黑色或藍(lán)色。
散裝發(fā)運時應(yīng)提交與袋裝標(biāo)志相同內(nèi)容的卡片。
責(zé)編:Caixing
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