建筑工程硅酸盐水泥材料中的掺混合材料技术分析

2016-04-10艾智平

四川水泥 2016年2期

关键词：建筑工程

马攀艾智平

(陕西科技大学陕西省西安市陕西，西安 710021)

建筑工程硅酸盐水泥材料中的掺混合材料技术分析

马攀艾智平

(陕西科技大学陕西省西安市陕西，西安 710021)

文章分析了普通硅酸盐水泥的概念和特性，探析了硅酸盐水泥材料掺混合材料的种类及其特点，以供参考。关键词：建筑工程；硅酸盐水泥材料；掺混合材料技术

1.普通硅酸盐水泥概念和特性分析

1.1 普通硅酸盐水泥的概念。GB175-1999规定，普通硅酸盐水泥是由6-15%混合材料、硅酸盐水泥熟料以及石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，当需要掺活性混合料时，掺量必须小于15%，需要掺非活性混合料时，掺量必须小于水泥质量的10%。

1.2 普通硅酸盐水泥的特性分析。普通硅酸盐水泥的初凝时间必须早于45分钟，终凝时间必须超过10小时，强度与强度等级应该根据3天与28天的抗折、抗压强度确定，普通硅酸盐的强度等级包括三个，即52.5/52.5R、42.5/42.5R、32.5/32.5R；为了增加产量和调节强度，普通硅酸盐水泥的掺入量应该小于15%，和硅酸盐水泥相比，普通硅酸盐水泥具有抗碳化性能较差、耐磨性能较差、耐热性能好、耐腐蚀性强、抗冻性较差、水化热稍低以及早期强度较低等特点，普通硅酸盐水泥和硅酸盐水泥的性能差别不大，但是有些不能使用硅酸盐水泥的地方可以采用普通硅酸盐水泥，现阶段，建筑行业应用最广泛、用量最大的水泥材料为普通硅酸盐水泥材料。

2.硅酸盐水泥掺混合材料的种类以及共性特点分析

2.1 三种水泥的特性分析。硅酸盐水泥的性能不能够很好的满足现代建筑工程施工的实际要求，根据国内外众多专家的深入研究和分析，在硅酸盐水泥中添加一定的掺混合材料，能够有效的提高硅酸盐水泥的耐热性、耐腐蚀性，避免出现温度升高影响质量，优化分子结构以及改善后期强度等，显著的提高硅酸盐水泥的工程性能。现阶段，硅酸盐水泥掺混合材料的种类主要包括：粉煤灰、火山灰质材料以及高炉矿渣，三种水泥的特性分别表现为：

（1）粉煤灰硅酸盐水泥的特性。按照游离氧化钙含量的高低可以将粉煤灰划分为复合灰、高钙灰以及低钙灰，按照细度可以将不同种类的粉煤灰划分为三个等级，由于粉煤灰是煤炭燃烧之后产生的废渣，利用粉煤灰生产硅酸盐水泥，既是对煤炭废渣的处理，避免对环境造成污染，又是对废弃材料的循环再利用，在绿色、环保的时代背景下，粉煤灰水泥的应用势必会成为建筑工程行业发展的必然趋势。因为粉煤灰材料的性质和火山灰质材料的性能相近，有一些研究人员将粉煤灰划分为火山灰质材料范畴，但是，由于粉煤灰材料的特性，粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰质材料硅酸盐水泥相比，在抗渗性、耐水性以及保水性等方面略有不足，但是在抗腐蚀性、抗裂性等方面具有很大的优势，在应用的过程中应该科学的选择。

（2）火山灰质硅酸盐水泥的特性分析。火山灰质材料是一个综合性概念，包括硅藻土、烧粘土以及火山灰等材料，虽然火山灰质材料的种类众多，但是主要成分为氧化铝、氧化硅，火山灰质硅酸盐水泥和其他硅酸盐水泥相比具有以下特点：火山灰质硅酸盐水泥的耐高温性能较差，当处于高温、干燥环境时，会对水泥结构产生一定的破坏，导致火山灰质硅酸盐水泥灰出现脱水的现象，影响使用性能；火山灰质硅酸盐水泥的结构致密，抗渗性能良好；火山灰质硅酸盐水泥中存在较多的细小孔隙，结构致密，具有良好的保水性能和粘结性。

（3）高炉矿渣硅酸盐水泥的特性分析。高炉矿渣的定义为：高炉在冶炼生铁过程中获得的以硅铝酸盐、硅酸盐为主要产物的熔融物，淬冷后形成的颗粒就是高炉矿渣，Mo表示高炉矿渣的碱度，是进行高炉矿渣分类的重要标准，根据M偶的不同，可以将高炉矿渣分为三种，当Mo小于1时，为酸性矿渣；当Mo等于1时，为中性矿渣；当Mo大于1时，为碱性矿渣，三种高炉矿渣中碱性矿渣具有良好的节能环保性和优良的性能，被广泛的应用在现代建筑工程施工中。将碱性高炉矿渣添加到硅酸盐水泥张，能够制成环保、耐热性良好、抗腐蚀能力强的硅酸盐水泥。同时，高炉矿渣硅酸盐水泥具有抗渗性差、干缩性强以及保水性差等优点，在应用过程中应该根据工程的实际状况科学的选择。

2.2 三种掺混合材料硅酸盐水泥的共性。三种掺混合料的硅酸盐水泥的理化性能存在一定的共性，具体表现为：

（1）三种掺混合材料硅酸盐水泥中的氢氧化钙含量相对较少，碱度非常低，因此其抗碳化能力相对较差，只能应用在一般的民用、工业建筑中，不能应用在二氧化碳含量高的环境中，否则将会影响建筑工程的运行质量。

（2）三种掺混合材料硅酸盐水泥的耐磨性与抗冻性相对较弱，在硅酸盐水泥材料中添加混合料，需要增加用水量，水泥中的水分蒸发之后会增加水泥的孔隙和毛细管路的数量，这样会显著的降低建筑的抗冻性和耐磨性。因此，三种掺混合料硅酸盐水泥不适用于耐磨性能要求高、抗冻性能高的建筑工程，更不能够在冬季施工使用。

（3）三种掺混合材料硅酸盐水泥的水化热较低。由于在硅酸盐水泥中添加了三种混合材料，会降低硅酸盐水泥的水花作用，降低水化热，通常将三种掺混合材料硅酸盐水泥应用在大体积混凝土施工中。

（4）三种掺混合材料硅酸盐水泥的抗腐蚀性能强。由于在硅酸盐水泥中添加了特定的混合材料，硅酸盐水泥中熟料的含量降低，在很大程度上提高了硅酸盐水泥的抗腐蚀能力，例如，抵抗硫酸盐腐蚀的能力。

（5）三种掺混合材料硅酸盐水泥对温度敏感。采用高温养护的方式对普通硅酸盐水泥进行养护，能够有效的加快熟料水化，提高硅酸盐水泥的早期强度，但是会增加硅酸盐水泥中的水汽，当水汽累积到一定程度之后，会对水泥后期的水化作用产生一定的影响，进而会影响水泥的后期强度。由于在硅酸盐水泥中掺入混合材料，对温度的敏感性提高，为了提高硅酸盐水泥的早期强度，加快熟料的水化，需要对硅酸盐水泥进行高温养护，同时提高掺混合材料硅酸盐水泥的后期强度。

（6）三种掺混合材料硅酸盐水泥的早期强度低、凝结硬化速度慢以及后期强度变化快。导致三种掺混合材料硅酸盐水泥出现该种现象的原因表现为：在普通硅酸盐水泥中添加混合材料，能够减少普通硅酸盐水泥中的熟料含量，会降低二次水化反应，会导致掺混合材料硅酸盐水泥的早期强度降低；在熟料水化作用和二次水化作用的共同作用下，水泥中会产生大量的化合物，会提高水泥强度变化速度，正是由于掺混合材料硅酸盐水泥的该种特性，如果建筑工程对早期强度要求相对较高，则不能材料掺混合材料硅酸盐水泥，并禁止在冬季施工。