【文章內(nèi)容簡介】 國家標準 《 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥 》 (GB1344—1999)規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為 粉煤灰硅酸鹽水泥 ，簡稱 粉煤灰水泥 ，代號 PF。水泥中粉煤灰摻加量按質(zhì)量百分數(shù)計為 20％～ 40％。 ? 粉煤灰硅酸鹽水泥　　我國現(xiàn)行國家標準 《 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥 》 (GB1344—1999)對礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的技術(shù)性能要求見表 。這三種水泥的強度分為 、 、 、 。礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥的強度指標列于表。 ?　　我國現(xiàn)行國家標準 《 復(fù)合硅酸鹽水泥 》(GB12958—1999) 規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為 復(fù)合硅酸鹽水泥 ，簡稱 復(fù)合水泥 ，代號 PC。水泥中混合材料摻加量按質(zhì)量百分數(shù)計應(yīng)大于 15%,但不超過 50%。 ?　　我國現(xiàn)行國家標準 《 復(fù)合硅酸鹽水泥 》(GB12958—1999) 規(guī)定，復(fù)合水泥的強度分為 、 、 、 。 ? 復(fù)合硅酸鹽水泥　　復(fù)合水泥中含有兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料，因此，復(fù)合水泥的特性與其摻加混合材料的種類、摻加量及相對比例有密切關(guān)系?？傮w上復(fù)合水泥的特性與礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥有不同程度的相似之處。 ?　　我國現(xiàn)行國家標準 《 復(fù)合硅酸鹽水泥 》(GB12958—1999) 對復(fù)合水泥的技術(shù)性能要求見表 ，強度指標列于表 。 ?　　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、粉煤灰硅酸鹽水泥等五種水泥是目前土建工程中應(yīng)用最廣的品種。由于各種水泥中的混合材料性質(zhì)的差異，各種摻混合材料水泥與不摻混合材料水泥都具有其特點，所以，在實際工程中應(yīng)適當、慎重選用?！　∥宸N水泥的主要特性以及使用范圍列于表 中。 ? 常用水泥的主要特性與用途　　以礬土和石灰石作為原料，經(jīng)高溫煅燒得到鋁酸鈣為主要成分的熟料，經(jīng)磨細而成的水硬性膠凝材料，屬于鋁酸鹽系列水泥。鋁酸鹽水泥的主要礦物成分為鋁酸一鈣 CaOAl2O3(代號 CA)和鋁酸二鈣CaO2Al2O3(代號 CA2)。 ?　　高鋁水泥具有快硬早強，后期強度增長不顯著，水化熱大，抗硫酸鹽能力強、抗堿性差，耐熱性好等特點。高鋁水泥的快硬早強性主要用于緊急軍事工程、搶修工程等。 ? 其他品種水泥 鋁酸鹽水泥　　將鋁質(zhì)原料（如礬土）、石灰質(zhì)原料（如石灰石）和石膏適當配合，煅燒成以無水硫鋁酸鈣礦物為主要成分的熟料，摻加適量石膏共同磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為 硫鋁酸鹽水泥 。 ?　　硫鋁酸鹽水泥主要用于搶修工程、冬季施工工程、地下工程、配制膨脹水泥和自應(yīng)力水泥。又因水泥液相堿度小，可用于制玻璃纖維砂漿，同時適用于堵漏工程和預(yù)制件拼裝接頭等。 硫鋁酸鹽水泥　　以鋁質(zhì)原料、石灰質(zhì)原料、螢石（或再加石膏）經(jīng)適當配合，煅燒成以氟鋁酸鈣起主導(dǎo)作用的熟料，再與石膏一起磨細而成。我國的雙快（快凝快硬）水泥屬于這一類型。 ?　　氟鋁酸鹽水泥熟料的礦物組成主要是 C3S和早強礦物 C11A7CaF2，此外還有部分 C2S和少量的 C4AF、CaS、游離石灰和游離石膏。 ? 氟鋁酸鹽水泥　　氟鋁酸鹽水泥的最大特點是具有小時強度， 5～20min即可硬化， 2～ 3h后抗壓強度就可達 20MPa， 4h混凝土強度可達 15MPa以上。因此，氟鋁酸鹽水泥適用于煤礦井下的錨噴支護，特別適用于搶修和快速施工，適用于雨天快速施工、堵漏和水中工程，也可用于制作鋼筋混凝土預(yù)制件等。另外，氟鋁酸鹽水泥還具有良好的抗化學(xué)侵蝕性能。 ?　　膨脹水泥是對應(yīng)于空氣中產(chǎn)生收縮的一般水泥而言。膨脹水泥拌水硬化后，體積不但不收縮，反而有所膨脹。當用膨脹水泥配制混凝土?xí)r，硬化過程產(chǎn)生一定數(shù)值的膨脹，可克服或改善普通混凝土所產(chǎn)生的缺點?！　∨蛎浰嘤蓮姸冉M分和膨脹組分組成。適合制造膨脹水泥的 方法有三種： 一是 在水泥中摻入一定量的適當溫度下燒制得到的氧化鈣，氧化鈣水化時產(chǎn)生體積膨脹； 二是 在水泥中摻入一定量的適當溫度下燒制得到的氧化鎂，氧化鎂水化時產(chǎn)生體積膨脹； 三是 在水泥石中形成鈣礬石，產(chǎn)生體積膨脹。 ? 膨脹水泥　　 膨脹水泥的用途有兩種： 第一種是 配制收縮補償混凝土，用于要求防止混凝土收縮裂縫以及防止混凝土構(gòu)件最初尺寸變化的場合，主要用于制造混凝土構(gòu)件、堵漏工程、修補工程、大型機械基座固定等； 第二種是 配制自應(yīng)力混凝土，這種混凝土所用的膨脹水泥通常膨脹值大，硬化后的混凝土有較大的自應(yīng)力，即由化學(xué)應(yīng)力而獲得預(yù)加的壓應(yīng)力，主要用于制造需要低預(yù)應(yīng)力值的構(gòu)件，如墻板、樓板和屋面板等。 ? 混凝土　　 混凝土 是用膠凝材料將粗細骨料（集料）聚集在一起形成堅硬整體，并具有一定強度和其他性能的復(fù)合材料?！　?混凝土材料具有下列特點： 原材料豐富，能就地取材，生產(chǎn)成本低；耐久性好，適用性強，無論水下、海洋以及炎熱、寒冷的環(huán)境均可適用；具有良好的可塑性，且性能可以人為調(diào)節(jié)；維修工作量小，折舊費用低；作為基材組合或復(fù)合其他材料的能力強；有利于有效地利用工業(yè)廢渣。 ?　 　水泥混凝土 是以水泥為結(jié)合料，將礦質(zhì)材料膠結(jié)成為具有一定力學(xué)性質(zhì)的一種復(fù)合材料的總稱?！　?普通水泥混凝土 是以水泥為結(jié)合料，用普通砂石為集料并以水為原材料，按專門設(shè)計的配合比經(jīng)攪拌、成型、養(yǎng)護而得到的復(fù)合材料。 ?　　水泥混凝土在尚未凝結(jié)硬化以前，稱為新拌混凝土或稱 混凝土拌合物 。新拌混凝土具有良好的工藝性能，稱之為 工作性或和易性 。新拌混凝土工作性是一項綜合的工藝性能，通常認為工作性是指新拌混凝土從拌和到最后能均勻、密實成型的難易程度的性能，包括 流動性、可搗實性、粘聚性 （或穩(wěn)定性）三方面含義。 ? 新拌水泥混凝土的工作性 普通水泥混凝土的技術(shù)性能（ 1） 流動性 ?　　 流動性 是指新拌混凝土在自重及施工振搗的作用下，能產(chǎn)生流動，并均勻密實地填滿模板包圍鋼筋的能力。 ?（ 2） 可搗實性 ?　　 可搗實性 是指新拌混凝土易于振搗密實，并排除所有被夾帶的空氣的性能。新拌混凝土的可搗實性能好，所制成的混凝土內(nèi)部質(zhì)地均勻密致，強度與耐久性均能保證。 ?（ 3） 粘聚性 ?　　 粘聚性 是指新拌混凝土在施工振搗時，能夠保持自身的穩(wěn)定、團聚、勻質(zhì)而不離析、不泌水的性質(zhì)。 ?（ 4） 新拌混凝土工作性的測定 ?　　新拌混凝土工作性的測定是先測定混凝土拌合物的流動性，輔以其他方法或經(jīng)驗，結(jié)合直觀觀察來評定混凝土的工作性。我國通常采用坍落度試驗和維勃稠度試驗來測定新拌和混凝土的流動性。 ?（ 5） 影響工作性的主要因素 　　 ① 水泥漿的數(shù)量和水灰比　　 ② 水泥漿的稠度　　 ③ 砂率 ?　　 ④ 水泥的品種和集料的性質(zhì)　　 ⑤ 外加劑　　 ⑥ 溫度、攪拌時間 ?（ 1） 強度 ?① 混凝土抗壓強度　　 混凝土立方體抗壓強度 是按照標準的制作方法制成邊長為 150mm的立方體試件，在標準養(yǎng)護條件下，養(yǎng)護至 28d齡期，按照標準方法測定的抗壓強度值稱為混凝土立方體抗壓強度。 ?　　 混凝土立方體抗壓強度標準值 是指按照標準方法制作養(yǎng)護的邊長為 150mm的立方體試件，在 28d齡期，用標準試驗方法測得的具有 95％保證率的立方體抗壓強度。 硬化后混凝土的力學(xué)性能② 混凝土強度等級　　混凝土強度等級就是根據(jù)立方體抗壓強度標準值來確定。強度等級的表示方法是用符號 C和立方體抗壓強度標準值表示。例如， “C40”表示混凝土立方體抗壓強度標準值為 40MPa。 ?　　我國現(xiàn)行國家標準 《 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 》 （GB50010—2023 ）規(guī)定，普通混凝土按立方體抗壓強度標準值劃分為 C1 C C2 C C3 C C4 C50、 C5 C60、 C6 C70、 C75和 C80十四個強度等級。 ?③ 混凝土軸心抗壓強度　　確定混凝土強度等級是采用立方體試件，但實際上鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式極少是立方體，大部分是棱柱體或圓柱體。為使測得的混凝土強度接近混凝土結(jié)構(gòu)的實際受力情況，在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)計算中，計算軸心受壓構(gòu)件時，都是采用混凝土的軸心抗壓強度作為依據(jù)。混凝土軸心抗壓強度標準值可以通過與混凝土立方體抗壓強度標準值換算得到。 ?④ 混凝土劈裂抗拉強度　　混凝土在直接受拉時，很小的變形就會開裂，它在斷裂前沒有殘余變形，是一種脆性破壞。混凝土的抗拉強度只有抗壓強度的 1/10～ 1/20，且隨著混凝土強度等級的提高，比值有所降低。因此，混凝土在工作時一般不依靠其抗拉強度，但抗拉強度對于混凝土開裂現(xiàn)象有重要意義。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗拉強度是確定混凝土抗裂度的重要指標。 ?（ 2） 影響混凝土抗壓強度的因素 ?　　 ① 水泥強度等級和水灰比　　 ② 養(yǎng)護溫度和濕度 ?　　 ③ 齡期 ?　　 ④ 集料（ 3） 變形 ?　　硬化后水泥混凝土的變形，包括非荷載作用下的化學(xué)變形、干濕變形和溫度變形以及荷載作用下的彈塑性變形和徐變。 ?1） 非荷載作用變形 ?　　 ① 化學(xué)收縮。 混凝土拌合物因水泥水化產(chǎn)物的體積比反應(yīng)前物質(zhì)的總體積要小，因而產(chǎn)生收縮，稱為 化學(xué)收縮 ?！　?② 干濕變形。 干濕變形主要表現(xiàn)為干縮濕脹。通過調(diào)節(jié)集料級配、增大粗集料的粒徑、減少水泥漿用量、降低水灰比、適當選擇水泥品種，或者采用振動搗實、早期養(yǎng)護等措施來減小混凝土的干縮。 ?　　 ③ 溫度變形。 混凝土同樣具有熱脹冷縮的性質(zhì)。對大體積混凝土工程，應(yīng)設(shè)法降低混凝土的發(fā)熱量。2)荷載作用變形 ?　　混凝土是一種彈塑性體，在短期荷載作用下，既能產(chǎn)生可以恢復(fù)的彈性變形，又能產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形，其應(yīng)變隨著應(yīng)力的增加而增長，應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系不是直線而是曲線。 ?　　另外，混凝土在長期荷載作用下，隨時間的延長而增加的變形，稱為徐變，又稱蠕變。 ?　　混凝土的徐變與很多因素有關(guān)。 ?　　混凝土耐久性的指標主要有 抗?jié)B性、抗凍性和抗腐蝕性 等。 ?（ 1） 混凝土的抗凍性 ?　　 混凝土的抗凍性 是指混凝土含水時抵抗凍融循環(huán)作用而不被破壞的能力?；炷恋目箖龅燃壥且札g期 28d的試件在吸水飽和后，承受反復(fù)凍融循環(huán)，以試件抗壓強度下降不超過 25％而且質(zhì)量損失率不超過 5％時的循環(huán)次數(shù)來確定的。 ?　　提高混凝土抗凍性最有效的方法是加入引氣劑、減水劑和防凍劑或配制密實混凝土。 硬化混凝土的耐久性（ 2） 混凝土的抗腐蝕性 ?　　環(huán)境介質(zhì)對混凝土的化學(xué)腐蝕主要是對水泥石的侵蝕。　　混凝土的抗腐蝕性與所選用水泥的品種、混凝土的密實程度和孔隙特征有關(guān)。所以提高混凝土的抗腐蝕性措施主要是合理選擇水泥品種、降低水灰比、提高密實度和改善孔結(jié)構(gòu)。 ?（ 3） 混凝土的抗?jié)B性 ?　　 混凝土的抗?jié)B性 是指混凝土抵抗水、油等液體在壓力作用下滲透的性能?；炷恋目?jié)B性主要與其密實程度以及內(nèi)部孔隙的大小和構(gòu)造有關(guān)。因此，可采用降低水灰比、采用減水劑、摻加引氣劑等措施，以提高密實度和改善孔結(jié)構(gòu)來增強混凝土的抗?jié)B性。 ?　　混凝土的抗?jié)B性以其抗?jié)B等級來表示。即采用標準養(yǎng)護 28d的標準試件，按規(guī)定的方法進行試驗，其所能承受的最大水壓力來確定抗?jié)B等級。 （ 4） 混凝土的堿 集料反應(yīng) ?　　水泥混凝土中水泥的堿（ K2O或 Na2O）與某些活性集料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可引起混凝土產(chǎn)生膨脹、開裂，甚至破壞，這種化學(xué)反應(yīng)稱為 堿 集料反應(yīng) 。含有這種堿活性礦物的集料，稱為 堿活性集料 。堿 集料反應(yīng)有堿 硅反應(yīng)與堿 碳酸鹽反應(yīng)兩種類型。 ?　　發(fā)生堿 集料反應(yīng)必須 具備三個條件 :一是混凝土中的集料具有活性；二是混凝土中含有可溶性堿；三是有一定的濕度。 ?（ 5） 混凝土的碳化 ?　　 混凝土的碳化 是指環(huán)境中的 CO2和水泥石中的Ca(OH)2反應(yīng)，生成碳酸鈣和水，從而使混凝土中的堿度降低（中性化）的現(xiàn)象。 ?　　混凝土的碳化使得混凝土中的鋼筋因失去堿性的保護而銹蝕，而且碳化收縮還會引起混凝土微細裂縫，降低混凝土的強度。 (6） 混凝土的耐磨性 ?　　 混凝土的耐磨性 是針對路面和橋梁用混凝土的重要性能之一。作為高級路面的水泥混凝土，必須具有抵抗車輛輪胎磨耗和磨光的性能。大型橋梁的墩臺用水泥混凝土也要具有抵抗湍流空蝕的能力。 ?　　水泥是混凝土的膠凝材料，混凝土的性能很大程度上取決于水泥的質(zhì)量。配制混凝土?xí)r，常用的水泥有六大品種，在特殊情況下，還可采用特種水泥。另外，水泥強度等級應(yīng)與混凝土設(shè)計強度等級相適宜，一般以水泥強度等級為混凝土強度等級的～ 。 ?　　常用水泥品種可根據(jù)混凝土工程特點、所處環(huán)境、施工氣候和條件等因素參照表 。 水泥 普通水泥混凝土組成材料的技術(shù)要求　　混凝土中粒徑為 ～ 5mm的集料為細集料。一般采用天然砂，如河砂、海砂及山砂等。 ?　　砂的粗細顆粒應(yīng)合理搭配，不同顆粒等級的搭配稱為級配。砂的粗細程度還可以用細度模數(shù)表示。細度模數(shù)越大，表示砂越粗。砂的細度模數(shù)只反映顆粒的粗細程度，而不能反映出顆粒的級配情況。細度模數(shù)相同而級配不同的砂，可以配制出性質(zhì)不同的混凝土。 細