三、水泥

　　(一)水泥的定義與分類

　　水泥是一種無機(jī)、粉末狀材料，密度為3.0～3.2g/cm3，堆積密度900～1300kg/m3。水泥與水拌合能形成具有流動性、可塑性的漿體(稱為水泥漿)，隨著時間的延長，水泥漿體經(jīng)自身的物理化學(xué)作用，由可塑性的漿體變成堅硬的固體，具有一定的強(qiáng)度，并能將塊狀或顆粒狀材料膠結(jié)成為整體。水泥不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，產(chǎn)生強(qiáng)度，而且能在水中硬化，并能很好地保持和發(fā)展強(qiáng)度，因此水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥可按下述方法分類。

　　1.按照用途與性能分類

　　將水泥分為通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類。通用水泥指一般土木建筑工程中通常使用的水泥。主要包括硅酸鹽水泥、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)合水泥六個品種，通常稱為六大品種水泥。專用水泥指有專門用途的水泥，例如油井水泥、大壩水泥、砌筑水泥、道路水泥等。特性水泥指某種性能比較突出的水泥，例如快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥等等。

　　2.按照主要水硬性物質(zhì)分類

　　分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以火山灰性或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。

　　水泥的種類、品種繁多，從生產(chǎn)量和工程實(shí)際使用量來看，硅酸鹽類水泥是使用最普遍、產(chǎn)量最多、占主導(dǎo)地位的水泥品種。

　　(二)硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥

　　1.定義

　　(1)硅酸鹽水泥。以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的粒狀產(chǎn)物稱為硅酸鹽水泥熟料。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBl75―1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%的石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥分兩類，不摻任何混合材料、僅由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的水泥叫做I型硅酸鹽水泥，代號P?I;在粉磨時摻入不超過水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的叫做Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P?Ⅱ。

　　(2)普通硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～15%的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)，代號P?O。摻活性混合材料時，最大摻量不得超過15%，其中允許用不超過水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過10%的非活性混合材料來代替。摻非活性混合材料時，最大摻量不得超過水泥質(zhì)量的10%。

　　可見，硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥都是以硅酸鹽水泥熟料為基本材料，摻入適量的石膏及其他混合材料磨細(xì)制成的，兩種水泥成分十分接近，其性質(zhì)也基本相同。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥是其他硅酸鹽類水泥的基礎(chǔ)，在工程中使用也最普遍。

　　2.硅酸鹽水泥的原材料與生產(chǎn)工藝

　　(1)硅酸鹽水泥的原材料。生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料主要是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料兩大類。此外，為了滿足水泥熟料礦物組成的要求，通常還要加入第三種甚至第四種校正原料，對生料的成分進(jìn)行調(diào)整，這部分原料稱為校正原料或輔助原料。校正原料的作用是調(diào)整配料中某種氧化物的含量，有硅質(zhì)材料、鋁質(zhì)材料和鐵質(zhì)材料三種。

　　(2)生產(chǎn)工藝。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程可概括為“兩磨一燒”，即生料的制備(磨細(xì))、熟料的煅燒和水泥的粉磨與包裝三大部分。煅燒是生產(chǎn)過程的核心部分，未煅燒之前將原材料破碎、磨細(xì)、合理配合并均勻地混合所得到的礦物質(zhì)混合物叫做生料。將生料在窯內(nèi)經(jīng)高溫煅燒所獲得的顆粒狀物質(zhì)叫做熟料，將熟料與石膏、混合材料一起磨細(xì)所得到的粉末狀材料叫做水泥。

　　3.硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化

　　水泥加水拌合成為可塑性的漿體，叫做水泥漿。隨著時間的延長，水泥漿將逐漸失去塑性，并開始產(chǎn)生強(qiáng)度，變成堅硬的具有一定強(qiáng)度和粘結(jié)力的固體，稱為水泥石。這種形態(tài)及性能的變化來自于水泥的水化反應(yīng)。

　　(1)水泥的水化反應(yīng)。水泥加水拌合后，其中的各礦物成分將與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱為水化反應(yīng)。水化反應(yīng)所生成的物質(zhì)稱為水化產(chǎn)物(或稱為水化物)。水泥的水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，伴隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，生成各水化產(chǎn)物的同時，將放出熱量，稱為水化熱，通常用單位質(zhì)量的水泥完全水化所放出的熱量表示。

　　(2)水泥的凝結(jié)硬化。水泥加水拌合形成水泥漿體，開始具有流動性和可塑性。隨著時間的延長，漿體將逐漸失去流動性，變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度和固定形狀的固體，這一過程稱為水泥的凝結(jié)硬化。水泥的凝結(jié)和硬化實(shí)際上是一個連續(xù)進(jìn)行的過程，為了分析問題方便，常常人為地將其劃分為凝結(jié)和硬化兩個階段。由加水拌合時起至水泥漿失去流動性并具有一定的塑性強(qiáng)度這一階段稱為凝結(jié)，由水泥漿失去可塑性發(fā)展成為具有一定機(jī)械強(qiáng)度的水泥石的過程叫做硬化。

?2008年全國建設(shè)工程造價員資格考試大綱
?2009年造價員考前網(wǎng)上輔導(dǎo)招生簡章

更多資訊請訪問：造價員頻道    造價員考試論壇  

　　4.硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)

　　水泥是混凝土的重要原材料之一，對混凝土的性能具有決定性的影響。為了保證混凝土材料的性能滿足工程要求，國家標(biāo)準(zhǔn)對水泥的各項(xiàng)性能指標(biāo)有嚴(yán)格的規(guī)定，出廠的水泥必須經(jīng)檢驗(yàn)符合這些性能要求;同時在工程中使用水泥之前，還要按照規(guī)定對水泥的一些性能進(jìn)行復(fù)試檢驗(yàn)，以確保工程質(zhì)量。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的技術(shù)性質(zhì)如下。

　　(1)不溶物。不溶物指水泥中用鹽酸或碳酸鈉溶液處理而不溶的部分，不溶成分的含量可以作為評價水泥在制造過程中燒成反應(yīng)是否完全的指標(biāo)。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定I型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過0.75%;Ⅱ型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過1.50%。

　　(2)燒失量。燒失量是指將水泥在950℃土50℃溫度的電爐中加熱15min的重量減少率。這些失去的物質(zhì)主要是水泥中所含有的水分和二氧化碳，根據(jù)燒失量可以大致判斷水泥的吸潮及風(fēng)化程度。國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定I型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.0%;Ⅱ型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.5%;普通硅酸鹽水泥中燒失量不得大于5.0%。

　　(3)細(xì)度。指水泥顆粒的粗細(xì)程度，直接影響水泥的活性和強(qiáng)度，同時又影響水泥的生產(chǎn)成本和易保存性。顆粒越細(xì)，與水反映的表面積大，水化速度快，早期強(qiáng)度高，但硬化收縮較大，且粉磨時能耗大，成本高。而顆粒過粗，又不利于水泥火性的發(fā)揮，且強(qiáng)度低。水泥細(xì)度的表示方法，一是采用一定孔徑的標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，用篩余百分率表示水泥顆粒的粗細(xì)程度;二是用比表面積，即單位質(zhì)量的水泥所具有的總的表面積來表示。按照國家標(biāo)準(zhǔn)GBl75―1999的規(guī)定，硅酸鹽水泥的細(xì)度用比表面積表示，要求比表面積大于300(m2/kg);普通硅酸鹽水泥及其他摻混合材料的水泥用0.080mm方孔篩的篩余百分率表示，不得超過10.0%。

　　(4)標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量。標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量指水泥漿體達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)稠度時的用水量占水泥質(zhì)量的百分比。標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量對水泥的性質(zhì)沒有直接的影響，只是水泥與水拌合達(dá)到某一規(guī)定的稀稠程度時需水量的客觀反映，在測定水泥的凝結(jié)時間和安定性等性質(zhì)時需要拌制標(biāo)準(zhǔn)稠度的水泥漿，所以是為了進(jìn)行水泥技術(shù)性質(zhì)檢驗(yàn)的一個準(zhǔn)備性指標(biāo)。一般硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量為26%～30%。

　　(5)凝結(jié)時間。凝結(jié)時間是指水泥從加水拌合開始到失去流動性，即從可塑狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間，是影響混凝土施工難易程度和速度的重要性質(zhì)。水泥的凝結(jié)時間分初凝時間和終凝時間，初凝時間是指自水泥加水時起至水泥漿開始失去可塑性和流動性所需的時間;終凝時間是指水泥自加水時起至水泥漿完全失去可塑性、開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時間。在水泥漿初凝之前，要完成混凝土的攪拌、澆筑、成型、振實(shí)等工序，需要有較充足的時間比較從容地進(jìn)行施工，因此水泥的初凝時間不能太短;為了提高施工效率，在成型之后需要盡快增長強(qiáng)度，以便拆除模板，進(jìn)行下一步施工，所以水泥的終凝時間不能太長。按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，硅酸鹽水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h;普通水泥的初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于10h。水泥初凝時間不合要求，該水泥作廢;終凝時間不合要求，視為不合格。

　　(6)安定性。所謂安定性是指水泥漿體在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性，也叫做體積安定性。如果在由可塑性漿體變?yōu)閳杂补腆w的過程中體積變化過于激烈，則將造成結(jié)構(gòu)體內(nèi)部組織破壞，產(chǎn)生缺陷，影響構(gòu)件的性能。所以對水泥的安定性有嚴(yán)格要求。

　　引起水泥安定性不良的原因是熟料中含有過量的游離氧化鈣或游離氧化鎂，以及在水泥粉磨時摻入的石膏超量等。

　　(7)強(qiáng)度。強(qiáng)度是水泥的重要力學(xué)性能指標(biāo)，是劃分水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。水泥的強(qiáng)度不僅反映硬化后水泥凝膠體自身的強(qiáng)度，而且還要反映膠結(jié)能力。所以檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度的試件不采用水泥凈漿，而是加入細(xì)骨料，與水、水泥一起拌制成砂漿，制作膠砂試件。并且，由于水泥的膠結(jié)強(qiáng)度不僅僅取決于水泥漿體，還與骨料的粒徑、粒形、級配及表面狀態(tài)等性質(zhì)有關(guān)，為了去除由于骨料因素對水泥膠結(jié)能力的影響，測定水泥強(qiáng)度使用的細(xì)骨料采用統(tǒng)一監(jiān)制的標(biāo)準(zhǔn)砂。按照水泥;水：標(biāo)準(zhǔn)砂=450(g)：225(g)：1350(g)的數(shù)量稱取水泥、水和標(biāo)準(zhǔn)砂，拌制水泥膠砂并制作試件，試件尺寸為40mm×40mm×l60mm，24h脫模后放入20℃±2℃的水中養(yǎng)護(hù)，分別測定3d、28d齡期的抗折、抗壓強(qiáng)度，作為確定水泥強(qiáng)度等級的依據(jù)。表2-2-6列出了硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽的強(qiáng)度等級及其相應(yīng)的3d、28d強(qiáng)度值，通過膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)測得的水泥各齡期的強(qiáng)度值均不得低于表中相應(yīng)強(qiáng)度等級所要求的數(shù)值，按照此原則確定所檢測的水泥的強(qiáng)度等級。