试述建筑掺混合材料中硅酸盐水泥的应用
2021-04-25王欣然王远春
陈 达 王欣然 王远春
1.山东济南安诺得建材有限公司；2.天津世纪维鼎科技发展有限公司
1 引言
用于建筑施工的混合料能否保持较为稳定的强度和良好的性能，对于最终建筑物的质量好坏和使用安全性是否达到标准，都会产生非常重要的影响作用。目前都采用了熟料粉磨制备水泥的工艺，因此想要调整建筑施工混合料的性能指标，必须要通过控制混合料中掺加的粉煤灰以及矿粉等原材料的用量来实现。其中硅酸盐水泥材料的应用效果较好。
2 硅酸盐水泥的应用前景
水泥作为建筑工程项目中重要的施工原材料，其组成成分的设计方案和生产工艺，也在随着建筑行业的发展，不断进行创新和优化。而目前在大多数建筑施工单位中，在制备水泥材料时已经不再应用传统的水渣和熟料粉磨水泥工艺，而是采用了在水泥熟料中直接加入混合料来改善其性能和强度。常见的像水泥中添加的混合料包括矿粉、石灰石粉、钢渣粉、粉灰煤等。普通硅酸盐水泥矿粉掺加量在20%～25%之间，而粉煤灰和石粉掺加量在5%～10%之间。但是随着掺和料用量的不断提高，混合料中水泥的量随之不断减少，而这就导致了混凝土强度在低水泥用量和大掺合料用量的配比中，造成混凝土强度不稳定、可控性也较差。因此根据水泥中现有原材料的变化情况，采用燕新和冀东PⅡ42.5水泥、首云尾矿砂石以及聚羧酸外加剂拌制混凝土试配，和P.O42.5 水泥拌制的混凝土适配进行强度对比，并对综合成本的变化进行了分析。
PⅡ42.5水泥有5%左右的掺和料，P.O42.5水泥有30%～40%左右的掺合料，且掺合料品种不确定。矿粉采用唐山港路S95级，粉煤灰采用唐山二级。PⅡ水泥实测28天强度54MPa，需水量0.27。P.O水泥实测28天强度52MPa需水量0.275。矿粉活性指数28天98%，粉煤灰活性指数28天70%。
具体分析结果如表1、表2所示。
表1 PⅡ水泥和P0水泥混合料掺入量
表2 PⅡ水泥和P0水泥7d、28d强度（MPA）
3 硅酸盐水泥在胶凝材料中的应用作用
建筑施工材料的制备与应用，是现代化建筑工程项目实现可持续发展和经济效益最大化的重要途径，同时对于提高建筑工程的施工质量也具有不可替代的作用。而硅酸盐水泥材料是采用了钢筋混凝土结构的建筑物，在进行建设施工时所必备的一种基础材料之一，这种原材料在混合料中的掺入量百分比，通常都需要根据工程设计进行精确的计算和控制，这样有助于保证建筑结构的稳定性和混合料的强度、可溶性等达到标准。硅酸盐水泥以及普通硅酸盐水泥等其他类型材料，在建筑工程项目中也有大量的应用和发挥着重要的作用，但是其掺入量却缺乏标准化的规范。对其他类型的硅酸盐水泥材料掺入量标准进行了深入的探究，使材料的性能与价值能够得到更加充分的发挥。
4 普通硅酸盐水泥
在实际施工过程中，以硅酸盐水泥作为主要的原材料，通过掺入20%～30%的掺合材料改善和优化水泥的性能与强度，再通过加入熟料搅拌均匀后形成的水硬性凝胶材料便形成了普通硅酸盐水泥。而为了确保普通硅酸盐水泥的强度稳定性和特性，都能够达到要求标准，因此在材料制备和混合料拌和的过程中，需要按照普通硅酸盐总体质量的百分比控制混合材料的掺入数量。其中活性混合材料掺入量在总体质量中所占的比例，与最终制备形成的水泥质量有密不可分的关系。
5 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥材料对于现代化建筑工程项目而言，是不可或缺的一个原材料重要组成部分，而在种类众多的硅酸盐水泥材料中，不同体系分支之间在特性和功能上仍然具有很多的交叉点和不同之处。
5.1 良好的耐腐蚀性能
构成建筑物结构原材料的耐腐蚀性能，在一定程度上是能够决定建筑物的结构稳定性、安全性以及使用寿命的关键因素，通常都会通过控制水泥材料中各类矿物质的含量，来保障混合料耐腐蚀性能达到工程设计标准。
5.2 前期强度低，后期强度变化快
硅酸盐水泥中熟料含量对于强度具有重要的影响，而随着掺合料的加入，硅酸盐水泥的用量随之相应下降，这使得硅酸盐水泥制备的混凝土前期的强度普遍较低。但是随着水泥二次水化的不断进行，带动硅酸盐水泥也进一步发生水化，因此混合料中水化作用的产物在原基础上会不断增加，这就是导致后期硅酸盐水泥材料强度变化速度快的重要原因。
5.3 抗冻性能和耐磨性
硅酸盐水泥材料的强度和耐腐蚀性，相较于普通硅酸盐水泥有大幅度的提高，由这种硅酸盐水泥和掺合料构成的建筑结构，形成的混凝土致密性优于普通硅酸盐水泥，抗冻性能和耐磨性能相对普通硅酸盐水泥好。
6 硅酸盐水泥在胶凝材料中的应用要点
在硅酸盐水泥材料的应用中，水泥中的掺合料不会造成重复的增加掺合料用量保证混凝土强度的稳定性。应该满足工程设计材料性能要求标准的基础上，尽可能利用不同材料的特性，提高建筑物结构的强度、耐久性能水平，使建筑物能够具有更长的使用寿命和更高的安全性。还需要注意的是在实际施工过程中对硅酸盐水泥材料做好养护和水化作用控制，这样才能确保混合料的强度满足建筑物的施工标准。
表3 混凝土配合比
表4 混凝土抗压强度
7 结束语
综上所述，硅酸盐水泥对于掺混合材料性能的混凝土提高与质量的保障具有重要作用，使得大部分建筑工程项目的施工要求和建设标准都能够得到基本的满足。在实际的应用中，应重点控制高炉矿渣和粉煤灰等混合料的掺入量，并且要依据工程项目对于建筑物不同结构所提出的强度和性能要求，对于掺入量及产生的效果进行科学的设计和精准的计算。控制混合料掺入量不仅仅能够更好地调整混凝土的性能标准，同时对于企业提高材料利用率、严格控制成本也具有重要价值。
