中熱硅酸鹽水泥、低熱硅酸鹽水泥

中熱硅酸鹽水泥與低熱硅酸鹽水泥，低熱礦渣水泥是水化放熱較低的品種，適用于澆制水工大壩、大型構(gòu)筑物和大型房屋的基礎等，常稱為大壩水泥。

由于混凝土的導熱率低，水泥水化時放出的熱量不易散失，容易使混凝土內(nèi)部最高溫度達60℃以上。由于混凝土外表面冷卻較快，就使混凝土內(nèi)外溫差達幾十度?；炷镣獠坷鋮s產(chǎn)生收縮，而內(nèi)部尚未冷卻，就產(chǎn)生內(nèi)應力，容易產(chǎn)生微裂縫，致使混凝土耐水性降低。采用低放熱量和低放熱速率的水泥就可降低大體積混凝土的內(nèi)部溫升。

降低水泥的水化熱和放熱速率，主要是選擇合理的熟料礦物組成，粉磨細度以及摻入適量混合材。

水泥熟料礦物的水化熱見表1

表1 水泥熟料水化熱 j/g

礦物

名稱 3d 28d 3月 礦物

名稱 3d 28d 3月

C3S 327 389 456 C3A 502 778 832

C2S 25 109 151 C4AF 134 364 397

由上表可看出，各水泥熟料礦物的水化熱及放熱速率具有下列順序：

C3A ﹥ C3S ﹥ C4AF ﹥ C2S

因此，為了降低水泥的水化熱和放熱速率，必須降低熟料中鋁酸三鈣和硅酸三鈣的含量，相應提高鐵鋁酸四鈣和硅酸二鈣的含量。但是，硅酸二鈣的早期強度很低，所以不宜增加過多，硅酸三鈣含量也不應過少，否則，水泥強度發(fā)展過慢。因此，在設計中熱硅酸鹽水泥熟料和低熱水泥熟料礦物組成時，首先應著重減少鋁酸三鈣的含量，相應增加鐵鋁酸四鈣的含量。按GB200—2003要求，中熱硅酸鹽水泥熟料中，C3S含量應不超過55%，C3A含量應不超過6%，游離氧化鈣含量應不超過1.0%；在低熱硅酸鹽水泥中，C2S含量應不小于40%，C3A含量應不超過6%，游離氧化鈣含量應不超過1%；在低熱礦渣硅酸鹽水泥中，C3A含量應不超過8%，游離氧化鈣含量應不超過1.2%，氧化鎂的含量不宜超過5%，如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，則氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。

增加水泥粉磨細度，水化熱也增加，尤其是增加早期水化熱；但水泥磨得過粗，強度下降，單位體積混凝土中的水泥用量就增加，水泥的水化熱雖下降，但混凝土的放熱量反而增加。所以中熱水泥細度一般與普通硅酸鹽水泥相近。

水泥中摻入混合材，如?；郀t礦渣，可使水化熱按比例下降。例如，摻加50%礦渣，使水泥的三天水化熱下降45%，七天水化熱下降37%。摻入礦渣，水泥強度雖有所下降，但下降的程度遠較水化熱的降低力小。

根據(jù)國家標準規(guī)定，中低熱硅酸鹽水泥有三個品種，即中熱硅酸鹽水泥（簡稱中熱水泥），低熱硅酸鹽水泥（簡稱低熱水泥）和低熱礦渣硅酸鹽水泥（簡稱低熱礦渣水泥，水泥中含有粒化高爐礦渣20－60%）。

中熱水泥和低熱水泥強度等級為42.5,低熱礦渣水泥強度等級為32.5。水泥的強度等級和各齡期強度見表2。

表2 水泥的強度等級和各齡期強度 Mpa

品種 強度

等級 抗壓強度 抗折強度

3d 7d 28d 3d 7d 28d

中熱

水泥 42.5 12.0 22.0 42.5 3.0 4.5 6.5

低熱

水泥 42.5 － 13.0 42.5 － 3.5 6.5

低熱礦渣水泥 32.5 － 12.0 32.5 － 3.0 5.5

中熱水泥、低熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣水泥的各齡期水化熱的上限值列于表3。

表3 水泥強度等級的各齡期水化熱 j/g

品種 強度等級 水化熱

3d 7d

中熱水泥 42.5 251 293

低熱水泥 42.5 230 260

低熱礦渣水泥 32.5 197 230

水泥熟料中氧化鎂含量不得超過5%，指標與用于生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥的熟料相同。其三氧化硫含量不得超過3.5%。中熱水泥和低熱水泥熟料中的堿含量，以Na2O當量（Na2O+0.658K2O）表示不得超過0.6%。在生產(chǎn)低熱礦渣水泥時，允許放寬到1.0%。熟料中的游離氧化鈣含量不得超過1.2%。

中熱水泥、低熱水泥和低熱礦渣水泥的初凝不得早于60min，終凝不得超過12h。

中熱硅酸鹽水泥主要適用于大壩溢流面的面層和水位變動區(qū)等要求較高的耐磨性和抗凍性工程；低熱水泥和低熱礦渣水泥主要適用于大壩或大體積建筑物內(nèi)部及水下工程。

低熱微膨脹水泥是我我國研制成的用于大壩工程的另一種低熱水泥，它是由粒化高爐礦渣，硅酸鹽水泥熟料和石膏共同粉磨組成。凈漿線膨脹為0.2－0.3%左右，7天水化熱小于167j/g，其主要水化物為鈣礬石和水化硅酸鈣凝膠。該水泥主要用于大壩工程。