矿渣硅酸盐水泥在土木工程材料中的应用

2023-09-01 理论教育版权反馈

【摘要】：由硅酸盐水泥熟料、20%～70%的粒化高炉矿渣及适量的石膏磨细所得的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，简称矿渣水泥。按照国家标准规定，矿渣水泥中的SO3的含量不得超过4%，其他技术指标要求同普通硅酸盐水泥相同。表3.5矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥各龄期的强度值3.特性及应用①凝结硬化速度慢，早期强度低，但后期强度高，甚至可以超过同强度等级的硅酸盐水泥。

由硅酸盐水泥熟料、20%～70%的粒化高炉矿渣及适量的石膏磨细所得的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，简称矿渣水泥。其中允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替粒化高炉矿渣，代替总量不得超过水泥质量的8%，替代后粒化高炉矿渣的总量不得少于20%，代号为P·S。

1.矿渣水泥的水化特点

矿渣水泥的水化反应和硅酸盐水泥的水化反应有所不同，存在着二次水化。首先是水泥熟料的水化，生成同硅酸盐水泥水化完全相同的水化产物；然后是矿渣的水化，矿渣中的活性SiO2和活性Al2O3与熟料矿物水化产物中的氢氧化钙作用，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，生成的水化铝酸钙与石膏反应生成水化硫铝酸钙。

2.技术指标

由于矿渣水泥在水化时，石膏既是缓凝剂，又是激发剂，因此可适当放宽SO3的指标。按照国家标准规定，矿渣水泥中的SO3的含量不得超过4%，其他技术指标要求同普通硅酸盐水泥相同。强度等级如表3.5所示。

表3.5　矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥各龄期的强度值

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3.特性及应用

①凝结硬化速度慢，早期强度低，但后期强度高，甚至可以超过同强度等级的硅酸盐水泥。因此，这种水泥不能用于早期强度有要求的工程，如现浇混凝土楼板、梁、柱等。

②对温度湿热敏感性强。温度低时，凝结硬化慢，但在湿热条件下，温度60～70℃以上时，凝结硬化速度加快，28d的强度可以提高10%～20%。特别适用于蒸汽养护的混凝土预制构件。

③耐腐蚀性好。由于二次水化消耗了大量的氢氧化钙，因此，水泥的抗软水和海水侵蚀能力增强，可用于海港工程和水工大坝的建设。

④水化热小、耐热性好。水泥中掺加大量的矿渣，水泥熟料很少，因此其水化热小，可以用于大体积的混凝土工程，如大型基础和混凝土大坝等。

矿渣水泥中的矿渣有一定的耐高温性，因此，矿渣水泥具有较好的耐热性，可以用于轧钢、铸造等高温车间，高温窑炉基础工程及温度达到300～400℃的热气体通道等耐热工程。

⑤抗碳化能力差、保水性差、抗渗性差、抗冻性差。

由于水泥石中Ca（OH）2的含量少，因而其碱度低，在相同的二氧化碳的含量中，碳化进行得较快，碳化深度也较大，因此其抗碳化能力差，一般不能用于热处理车间的修建。

矿渣水泥水化后的泌水通道较多、干缩较大，使用中要严格控制用水量，加强早期养护。矿渣水泥不宜用于冬季施工，特别是不能用于严寒地区水位升降范围的混凝土工程。

矿渣硅酸盐水泥在土木工程材料中的应用

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