浅谈不同种类水泥性能及其应用

(扬州大学建筑科学与工程学院 江苏 扬州 225009)

前言

水泥是目前土木工程材料中最常见的材料，属于水硬性胶凝材料，并且在建筑，交通，水泥，国防等工程应用极广。随着，水泥行业的发展，衍生的不同的水泥品种，并且不同水泥都具用各自优异的性能。按照水泥化学成分对其进行区分可以大致分成硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等。

一、硅酸盐水泥

硅酸盐水泥是目前使用量最大以及使用面最广的水泥品种，其熟料矿物组成主要硅酸三钙，硅酸二钙、铁铝酸四钙、铝酸三钙等。但是国内外学者通过在硅酸盐水泥掺杂一定掺量的混合材料将硅酸盐水泥的品种分成以下硅酸盐水泥(基准水泥)、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥

(一)硅酸盐水泥(基准水泥)

硅酸盐水泥的熟料组成主要是硅酸盐水泥熟料，辅之不到5%的混合材料、适量的石膏。硅酸盐水泥的水化速度较快，早期强度也较高，水化热较高，同时还具备优异的抗冻性，耐热性，但是硅酸盐水泥的耐腐蚀性较差。主要是在早期强度要求较高的工程或者道路工程中应用。

(二)普通硅酸盐水泥

普通硅酸盐水泥主要是包括硅酸盐水泥熟料、5%-20%的混合材料，石膏。普通硅酸盐水泥具有良好的经济性，导致普通硅酸盐水泥的使用量最大，同时该水泥还拥有较高的强度，也具备水化热，抗冻性能也较高，但是水泥的耐热性，耐腐蚀性较差，适用绝大多数工程中。

(三)矿渣硅酸盐水泥

矿渣硅酸盐水泥除了包括硅酸盐水泥熟料，还掺入20%-70%的粒化高炉矿渣、石膏。并且矿渣硅酸盐水泥的水化速度快，但是水泥的早期强度低，但是后期因为矿渣的火山灰性，所以后期强度增长较快，同时水泥水化热较低、抗冻性较差、易碳化、但是矿渣硅酸盐水泥的耐腐蚀性较好、耐热性较好、对温度湿度变化较为敏感。主要适用于高温高湿的环境施工、大体积、耐腐蚀性等环境的工程。

(四)火山灰硅酸盐水泥

火山灰硅酸盐水泥主要是由硅酸盐水泥熟料、石膏、20%-50%的火山灰质混合材料组成。并且火山灰硅酸盐水泥的抗渗性佳、硬化慢，与矿渣硅酸盐水泥一样水泥的早期强度低、但是后期强度增长较快，同时水化热较低、抗冻性较差、易碳化、耐腐蚀性较好，但是其耐热性不如矿渣硅酸盐水泥。适用水下工程、大体积混凝工程等工程。

(五)粉煤灰硅酸盐水泥

粉煤灰硅酸盐水泥除了含有硅酸盐所熟料外，还掺杂着20%-50%的混合材料、石膏。同时还具备干缩较小，抗裂性能好、水化热较低、早期强度低、后期强度增长较、快硬化慢，抗冻性较差、易碳化、耐腐蚀性较好。适用大体积混凝土以及高湿环境的工程中。

二、铝酸盐水泥

铝酸盐水泥的矿物组成为铝二铝酸一钙、硅铝酸盐二钙、铝酸盐一钙、七铝酸十二钙、少量的硅酸二钙，其颜色一般呈黄色、褐色或灰色，铝酸盐水泥具备良好的早强性能，铝酸盐水泥的1d强度可以达到最高强度的80%以上、因为水泥后期水化产物Ca(OH)2的析出，所以使得铝酸盐水泥具备抗硫酸盐腐蚀的性能、水化热大，而且水化放热集中，1d可以放热总量的70%,所以铝酸盐水泥可以在负温下施工、同时铝酸盐水泥的耐热性好，可以耐热1300-1400℃，不过铝酸盐水泥的后期强度则会出现倒缩现象，所以铝酸盐水泥常出现在冬季施工、抢建、抢修和抗硫酸盐侵蚀等特殊工程。

三、硫铝酸盐水泥

硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成主要是无水硫铝酸钙和硅酸二钙，硫铝酸盐水泥则是在熟料中掺入不同掺量的石灰石以及石膏研磨而成，硫铝酸盐水泥具有凝结时间短，早期强度高，收缩小等优异性能，但是水泥的后期强度容易出现倒缩，并且水化放热量大，故可以适用冬季负温施工，同时也可以适用于浆锚、喷锚支护、抢修、堵漏等工程中。

总结

本文通过综述不同种类水泥的矿物组成、水泥的性能特点、以及各自适用的工程，对不同的施工环境选择合适种类的水泥有一定帮助。