其它品种水泥的特性及其应用

赵智博 贾晓健

（武汉大学土木建筑工程学院）

研究内容：

一、低热硅酸盐水泥：

C2S含量在40%以上，C3S含量在20%左右。由于C2S的发热量低，后期强度高，如果应用在泄洪工程中，将能够有效的解决温度应力导致的混凝土开裂问题。

1)地热硅酸盐水泥（LHC）混凝土发热缓慢平稳，发热量低，能够有效的减少大体积混凝土内部温度峰值和因此产生的温度应力。在闸墩这类的水工结构中同等温降条件下温度峰值能够降低 3～4'℃，温度应力峰值能够降低0.26—0.51 M Pa。

2)地热硅酸盐水泥（LHC）混凝土早期干缩变形较小，能够有效减少早期的干缩裂缝。[1]

二、磷铝酸盐水泥(PALC)

长期处于含硫酸盐和水环境中的混凝土易被腐蚀以致最后失去强度，尤其在恶劣的气候条件下更是如此。人们普遍认为发生上述破坏的原因在于硫酸根离子能够与混凝土中的氢氧化钙和水化铝酸钙反应，生成具有膨胀性能的产物石膏和钙矾石[2],在一定条件下还会生成碳硫硅钙石[3-4],从而导致混凝土的破坏。随着水泥混凝土的广泛使用，人们越来越关注这种材料的耐久性，而硫酸盐侵蚀是影响水泥混凝土耐久性的重要因素之一。水泥混凝土受侵蚀破坏作用主要是水泥被侵蚀破坏，目前，对普通硅酸盐水泥(portland cement.PC)的抗硫酸盐侵蚀性能的研究较多[5-6]。磷铝酸盐水泥(PALC)是一种新型特种水泥[7-9],具有早强、高强以及长期强度稳定增长的优点。

三、无收缩快硬硅酸盐水泥

无收缩快硬硅酸盐水泥是一种改性硅酸盐水泥，它具有硬化速度快、早期及后期强度高、微膨胀等优良性能，在各类建筑工程中，有着广泛的用途。

其矿物组成以高C3S含量为宜，f-CaO越低越好。水泥粉磨细度的控制是获得快硬高强性能的关键，一般控制细度比粉磨普通水泥低。实际生产时，以控制出磨水泥的比表面积为宜。为了提高粉磨效率，根据实际条件并通过试验，选用合适的助磨剂。

四、自应力水泥

自应力水泥是将高铝水泥或硅酸盐熟料与膨胀组分一起粉磨而成，其膨胀组分通常为铝酸钙、二水石膏或硬石膏和游离氧化钙等混合物，这些膨胀组分均不能单独用作水硬性胶凝材料使用。若在硅酸盐熟料中引入具有早强、高强和微膨胀性能的 C4A3s-矿物，低温煅烧易磨的阿利特—硫铝酸盐熟料，便可集强度和膨胀性能于一体，生产阿利特—硫铝酸盐自应力水泥，并可节能和增产。

五、铝酸盐水泥

铝酸盐水泥的主要物相是铝酸钙、二铝酸钙；镁铝尖晶石(MA)的平均线膨胀系数较低，并可固溶渣中大量的二价或三价金属氧化物，改变渣的组成，使渣的黏度提高，有利于降低渣的进一步渗透、侵蚀；含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥中部分CaO被MgO取代，其物相组成中除CA和CA2外，还有MA，这既可提高铝酸盐水泥的耐火度，也可提高用其结合的浇注料的使用温度、抗热震性和抗侵蚀性[10]。

尽管国内外学者对含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥进行了一些试验研究，但其原料大多采用白云石和氧化铝，由于白云石中CaO和MgO的含量较为固定，较难实现对目标产物中形成MA和CA等物相的调整。为了解决这一问题，可采用石灰石、重烧氧化镁、铝矾土作为原料，以不同的配比合成含镁铝尖晶石的铝酸盐水泥。

总结:

由于不同品种的水泥在性能上各自有其特点，因此在应用中，应根据工程所处的环境条件、建筑物服役特点及混凝土所处的部位，选用适当的水泥品种，以满足工程的不同要求。

[1]彭琨,黄达海.低热硅酸盐水泥在闸墩混凝土中的应用研究，耐火材料,2010(6):217-220

[2]]AL—DULAIJAN SU，MASLEHUDDIN M，AL—ZAHRANI M M.Sulfate resistance of plain and blended cements exposed to Varying concentrations of sodium sulfate[J].Cem Concr Compos，2003，25(4/5):429-437

[3]BROWN P,H00TON R D.Etringite and thaumasite formation in laboratory concretes prepared using sulfate-resisting cements[J].Cem Concr Compos，2002，24(3/4)：361-370.

[4]SAHU S，BADGER S，THAULOW N.Evidence of thaumasite formation in southern California concrete[J].Cem Concr Compos，2002，24(3/4)： 379-384.

[5]蒋敏强，陈建康，杨鼎宜.硫酸盐侵蚀水泥砂浆动弹性模量的超声检测[J]硅酸盐学报,2005，33(1)：126-132.

[6]肖 佳，邓德华，张文恩等.硫酸盐侵蚀下石膏形成引起的水泥净浆破坏[J]. 建筑材料学报，2006，9(1)：19-23.

[7]李仕群，张国辉，张 宁等.ca0-A1203一P205三元富铝区域分析及其水硬 性的[J].硅酸盐学报，1998，26(2)：142—149.

[8]李仕群，苏磊，翟国芳，等.复合磷铝酸盐一硅酸盐水泥的早期水化行为[J]. 硅酸盐通报，2005，24(1)：20-23.

[9]LI shiqun,HU Jiashan，LIU Biao，et a1.Fundamental study on aluminophosplate cement[J].Cem Concr Res，1999，29(10)：1 549-1554.

[10]Ghoah,Saker Ritwik,MukheIjee B,et al.Effect of spinel content on the properties of magnesia-spinel composite. Refratcory [J]. Journal European Ceramic Society，2004，24(12):2079-2 085.