杨文科

（中国民航机场建设集团公司，北京 100101）

1 水泥的各项性能指标对混凝土的影响

水泥中有四大主要矿物成分，它们是硅酸三钙（简写为C3S）、硅酸二钙（简写为C2S）、铝酸三钙（简写为C3A）和铁铝酸四钙（简写为C4AF）。它们遇水后发生水化反应，生成胶凝材料，将混凝土中的粗细集料胶结起来，形成人造石头——混凝土。所以，它们是混凝土各项性能产生的根源。

C3S的水化反应式为：

3CaO•SiO2+nH2O=2CaO•SiO2•(n-1)H2O+ Ca(OH)2C2S的水化反应式为：

2CaO•SiO2+nH2O=2CaO•SiO2•nH2O

C3A的水化反应式为：

3CaO•Al2O3+6H2O=3CaO•Al2O3•6H2O

C4AF的水化反应式为：

4CaO•Al2O3•Fe2O3+7H2O=3CaO•Al2O3•6H2O+CaO•Fe2O3•H2O

另外，它们发生水化反应时放出热量形成水化热。

以上四种水泥中的主要矿物成分，遇水后的水化速度各不相同，所以它们对混凝土的 3d、7d、28d 和 90d 的强度影响也就各不相同。按反应速度来分， C3A 最快，对混凝土的3d 和 7d 强度影响最大； C4AF 次之； C3S 第三，对 28d 强度影响最大； C2S 速度最慢，是混凝土后期强度增长的主要来源，如表 1 所示。

表 1 水泥熟料矿物成分含量和特性

影响水泥水化反应速度的因素主要有三个，除了矿物成分外，还有水泥的细度和环境温度。从上面几个水化反应公式可以看到，硅酸三钙在水化反应后不仅生成水化硅酸钙，同时生成了 Ca(OH)2，在混凝土中，Ca(OH)2为白色析出物，层状结构，对强度不利，但可以继续和酸性材料反应，生成水化硅酸钙，起到了增加混凝土强度的作用。反应式为：

Ca(OH)2+ SiO2+ H2O→CaO•SiO2•H2O

所以，我国水泥除 P·Ⅰ 型外，都加有程度不同的酸性或其他混合材料。加酸性混合材料的目的是和 Ca(OH)2继续水化反应，生成新的胶凝材料。所以，水泥规范中根据它们与Ca(OH)2反应程度的不同，将这些材料划分为活性混合材料和非活性混合材料。……