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硅酸盐水泥各龄期的强度要求

时间:2024-10-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:胶凝材料也称为胶结材料,是用来把块状、颗粒状或纤维状材料粘结为整体的材料。无机胶凝材料也称矿物胶凝材料,是胶凝材料的一大类别,其主要成分是无机化合物,如水泥、石膏、石灰等均属无机胶凝材料。通用水泥即通用硅酸盐水泥的简称,是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏,以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

一、无机胶凝材料的分类及特性

胶凝材料也称为胶结材料,是用来把块状、颗粒状或纤维状材料粘结为整体的材料。无机胶凝材料也称矿物胶凝材料,是胶凝材料的一大类别,其主要成分是无机化合物,如水泥、石膏、石灰等均属无机胶凝材料。

按照硬化条件的不同,无机胶凝材料可以分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类。例如,石灰、石膏、水玻璃等属于气硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中凝结、硬化、保持和发展强度,一般只适用于干燥环境,不宜用于潮湿环境与水中。水泥属于水硬性胶凝材料。水硬性胶凝材料既能在空气中硬化,也能在水中凝结、硬化、保持和发展强度,既适用于干燥环境,又适用于潮湿环境与水中工程。

二、通用水泥的特性、主要技术性质及应用

水泥是一种加水拌合成塑性浆体,通过水化逐渐凝固、硬化,能胶结砂、石等固体材料,并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。

水泥的品种很多。按其用途和性能,可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。按其矿物组成,可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及少熟料或无熟料水泥等。通用水泥是适应用于一般土木建筑工程的水泥。专门用途的水泥称为专用水泥,如砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等。某种性能比较突出的水泥称为特性水泥,如白色硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀水泥等。水泥出厂检验指标包括:细度、凝结时间(初凝、终凝)、安定性、氧化镁(MgO)含量、水泥中三氧化硫(SO3)含量、烧失量、强度(抗折、抗压)、不溶物、标准稠。需明示其他内容包括:熟料的窑型、混合材料品种及掺量、助磨剂品种及掺量相关国家强制性标准规定的指标。

1.通用水泥的特性及应用

通用水泥即通用硅酸盐水泥的简称,是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏,以及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

2.通用水泥的主要技术性质

1)细度

细度是指水泥颗粒粗细的程度,它是影响水泥需水量、凝结时间、强度和安定性能的重要指标。颗粒越细,与水反应的表面积越大,因而水化反应的速度越快,水泥石的早期强度越高,但硬化体的收缩也越大,且水泥在储运过程中易受潮而降低活性。因此,水泥细度应适当。硅酸盐水泥的细度用透气式比表面仪测定。《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007)规定,通用水泥的比表面积应不大于300m2/kg。

2)标准稠度及其用水量

在测定水泥凝结时间、体积安定性等性能时,为使所测结果有准确的可比性,规定在试验时所使用的水泥净浆必须以《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》(GB/T1346—2011)规范要求测试,并达到统一规定的浆体可塑性程度(标准稠度)。水泥净浆标准稠度用水量,是指拌制水泥净浆时为达到标准稠度所需的加水量,它以水与水泥质量之比的百分数表示。

3)凝结时间

水泥从加水开始到失去流动性所需的时间称为凝结时间,分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆开始失去可塑性所需的时间;终凝时间是从水泥开始加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性,并开始产生强度所需的时间。水泥的凝结时间对施工有重大意义。初凝过早,施工时没有足够的时间完成混凝土或砂浆的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作;水泥的终凝过迟,则会拖延施工工期。国家标准规定:硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于6.5h,其他品种通用水泥初凝时间都是45min,但终凝时间为10h。

4)体积安定性

水泥体积安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的稳定性。安定性不良的水泥,在浆体硬化过程中或硬化后产生不均匀的体积膨胀,并引起开裂。水泥安定性不良的主要原因是熟料中含有过量的游离氧化钙、游离氧化镁或研磨时掺入的石膏过多。国家标准规定,水泥熟料中游离氧化镁含量不得超过5.0%,三氧化硫含量不得超过3.5%。体积安定性不合格的水泥为废品,不能用于工程中。

5)水泥的强度

水泥强度是表征水泥力学性能的重要指标,它与水泥的矿物组成、水泥细度、水灰比、水化龄期和环境温度等密切相关。水泥强度按《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》GB/T17671的规定制作试块,养护并测定其抗压和抗折强度,并据此评定水泥强度等级。

6)水化热

水化热是指水泥和水之间发生化学反应放出的热量,通常以焦耳/千克(J/kg)表示。

水泥水化放出的热量以及放热速度,主要决定于水泥的矿物组成和细度。熟料矿物中铝酸三钙和硅酸三钙的含量越高,颗粒越细,则水化热越大。这对一般建筑的冬期施工是有利的,但对于大体积混凝土工程是有害的。为了避免由于温度应力引起水泥石的开裂,在大体积混凝土工程施工中,不宜采用硅酸盐水泥,而应采用水化热低的水泥,如矿渣水泥等,水化热的数值可根据国家标准规定的方法测定。

三、特性水泥的分类、特性及应用

特性水泥的品种很多,以下仅介绍建筑工程中常用的几种:

1.快硬硅酸盐水泥

凡以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料称为快硬硅酸盐水泥,简称快硬水泥。

快硬硅酸盐水泥的特点是:凝结硬化快,早期强度增长率高。可用于紧急抢修工程、低温施工工程等,可配制成早强、高等级混凝土。

快硬水泥易受潮变质,故储运时须特别注意防潮,并应及时使用,不宜久存,出厂超过1个月,应重新检验,合格后方可使用。

2.白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥

白色硅酸盐水泥简称白水泥,是以白色硅酸盐水泥熟料,加入适量石膏,经磨细制成的水硬性胶凝材料。

彩色硅酸盐水泥简称彩色水泥,按生产方法分为两类:一类是在白水泥的生料中加入少量金属氧化物,直接烧成彩色水泥熟料,然后再加适量石膏磨细而成;另一类为白水泥熟料、适量石膏及碱性颜料共同磨细而成。

白水泥和彩色水泥主要用于建筑物内外的装饰,如地面、楼面、墙面、柱面、台阶等;建筑立面的线条、装饰图案、雕塑等。配以大理石、白云石石子和石英砂作为粗细骨料,可以拌制成彩色砂浆和混凝土,做成彩色水磨石、水刷石等。

3.膨胀水泥

膨胀水泥是指以适当比例的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、铝酸盐水泥等和天然二水石膏磨制而成的膨胀性的水硬性胶凝材料。

按基本组成,我国常用的膨胀水泥品种有:硅酸盐膨胀水泥、铝酸盐膨胀水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐膨胀水泥等。

膨胀水泥主要用于收缩补偿混凝土工程,防渗混凝土(屋顶防渗、水池等),防渗砂浆,结构的加固,构件接缝、接头的灌浆,固定设备的机座及地脚螺栓等。

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