掺入混合材料的硅酸盐水泥在建筑工程中的应用探究

2020-03-01涂锐

绿色环保建材 2020年1期

涂锐

大同煤炭职业技术学院

1 引言

掺入混合材料的硅酸盐水泥较传统的硅酸盐水泥来说，其成本、性能和效果都有着较为明显的优势。我国现阶段的硅酸盐水泥的分类主要由其掺入的混合材料的种类来划分。为了使这些水泥在建筑中发挥更好的作用，研究人员需要对这些水泥进行深入研究并探析不同水泥的应用，以此推动建筑行业的发展。

2 掺入混合材料的硅酸盐水泥的种类

2.1 普通硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、一定数量的石膏粉和6%到15%的混合材料均匀搅拌形成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。其中在普通水泥中混入的混合材料是按照总的质量的百分比来计算的，并且在进行搅拌前要严格按照规定要求进行比兑，控制活性混合材料在15%以下以此来保证水泥的质量不会受到影响。对于活性混合材料的选择，其可以用一定数量的非活性混合材料和窑灰进行代替，但值得注意的是，15%是非活性混合材料的最高含量，窑灰的数量也要控制在材料总质量的5%以下。我国目前对于建筑材料的质量都有着一定的要求，并颁布了相关的标准，其对于普通硅酸盐水泥的质量标准分为了六个等级，并对各等级内的普通硅酸盐水泥的颗粒直径大小、初凝时间的长短和水泥的硬度等都进行了严格的要求，各建筑企业要严格遵守标准来生产材料[1]。

2.2 矿渣硅酸盐水泥

凡是由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏混合均匀搅拌后制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，其简称为矿渣水泥。在我国对于材料的标准中规定：水泥中粒化高炉矿渣掺加量要控制在20%到70%之间，在现实的实际生产中也可以用窑灰、石灰石来代替部分粒化高炉矿渣，但值得注意的是对于代替材料的比例不超过混合材料总掺量的8%，同时在替代后水泥中的粒化高炉矿渣颗粒的数量不得高于20%。

目前我国的建筑行业中矿渣水泥是我国产量最大的水泥品种，与普通硅酸盐水泥相比，矿渣水泥的颜色较浅，且在建筑工程中往往需要在200摄氏度的高温下进行使用，同时由于吸水性较差的高炉矿渣颗粒使得在使用矿渣硅酸盐水泥时，很容易被水侵蚀进而产生连接性裂缝，混凝土抗渗透能力也会大大下降。因此在矿渣硅酸盐水泥的实际应用中，矿渣水泥可用于地面、地下、水中各种混凝土工程，也可用于高温车间的建筑，但是对于抗渗透能力要求高的目标建筑工程中，就不能使用矿渣硅酸盐水泥[2]。

2.3 火山灰质硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料、适量的石膏混合均匀搅拌制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥，简称火山灰水泥。一般对于水泥中火山灰质混合材料掺加量规定标准要求其按重量计要控制在20%到50%之间。部分火山灰质混合材料可以由掺加量不超过混合材料总掺量1/3 的粒化高炉矿渣来代替。在建筑工程应用中，火山灰的结构空隙较其他种类的水泥小得多，这就使该种材料有着更为优秀的保水性，其主要是因为该材料在水化的过程中会发生一定的化学反应，其反应产物里含有大量的微孔硅酸钙冻胶从而使得水泥内部的细密程度得到大幅度的提升，其抗渗透能力也较高。火山灰水泥一般适用于地下、水中及潮湿环境的混凝土工程，然而长时期的干燥环境会使其水化过程缩短，产生的微孔硅酸钙冻胶数量也会大量减少，使得水泥的质量也会受到影响，因此过于干燥的环境不适合使用火山灰质硅酸盐水泥[3]。

2.4 粉煤灰硅酸盐水泥

由凡是由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和一定量的石膏混合均匀搅拌制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，简称粉煤灰水泥。其中，粉煤灰要按照总质量比例的20%到40%来掺入。它的需水性及干缩性较小，并且还具有易性、抗裂性和抗硫酸盐侵蚀性好等优点。因此在实际应用中，它通常被使用在大体积水工建筑中。然而其抗渗透和结构稳定性较差，所以当目标建筑对于高渗透性要求较高时，施工企业往往不选择这种水泥。

3 掺入混合材料的硅酸盐水泥在建筑工程中的具体应用

通过以上介绍可以发现，矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥其在施工过程中的强度会有所改变，这三种水泥凝结硬化慢，早期的强度都比较低，而后期强度的增长速度会变快，因此，在实际运用过程中这三种水泥对于早期强度要求高的混凝土工程都不适用。其中，粉煤灰水泥早期强度比矿渣水泥和火山灰水泥还要低，适合承载晚的工程。并且它们都对温度敏感，适合高温养护。此外三种材料具有良好的耐腐蚀性，可用于对于耐腐蚀强度要求高的工程中。但值得注意的是，由于火山灰水泥无法抵抗硫酸盐腐蚀，因此在有硫酸盐腐蚀介质的工程不适宜使用。三种材料的水化热小的性能优势适用于大体积混凝土工程。但不同的硅酸盐水泥也有有别于其他类别水泥的特性，矿渣水泥由于其抗渗性较差，因此不适用于抗渗要求高的工程。