水泥的種類繁多，目前生產(chǎn)和使用的水泥品種已達200余中，其中以通用硅酸鹽水泥應(yīng)用最廣。通用硅酸鹽水泥由硅酸鹽硅酸鹽水泥熟料、石膏調(diào)凝劑和混合材料三部分組成，包括硅酸鹽水泥、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、復(fù)合硅酸鹽水泥六個品種。GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定的相關(guān)品質(zhì)指標主要有：組分、不溶物、燒失量、氧化鎂、三氧化硫、氯離子、堿含量、凝結(jié)時間、安定性、強度、細度。

應(yīng)當引起水泥生產(chǎn)企業(yè)注意的是，一些行業(yè)根據(jù)本行業(yè)特點在GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》基礎(chǔ)上增加了品質(zhì)指標要求或?qū)ο嚓P(guān)品質(zhì)指標進行了修改或明確。下面就國內(nèi)鐵路、水電兩個代表性行業(yè)對通用硅酸鹽水泥品質(zhì)指標的特殊要求，進行針對性解析。

1、不同行業(yè)品質(zhì)指標的要求

各個行業(yè)對于不溶物、燒失量、氧化鎂、三氧化硫、氯離子、凝結(jié)時間、安定性、強度要求，和GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》基本一致，多年來的工程實踐證明這些指標在不同行業(yè)的應(yīng)用是可行的，不再贅述。

1.1、鐵路行業(yè)品質(zhì)指標的特殊要求

TB10424-2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》表6.2.1-1規(guī)定了水泥性能檢驗項目，其特殊要求項目及相關(guān)說明如下：

比表面積是影響水泥一系列工程應(yīng)用性能的重要指標。一些水泥生產(chǎn)企業(yè)為了提高早期強度，片面采用提高比表面積的方法。檢測中發(fā)現(xiàn)，比表面積是不合格率最高的項目。同樣成分的水泥，顆粒越細，與水接觸的面積越大，水化反應(yīng)速度越快，水化熱越大。鐵路混凝土如橋墩等部位，均為大體積混凝土，更容易產(chǎn)生溫度裂紋。

GB50496-2009《大體積混凝土施工規(guī)范》規(guī)定：大體積混凝土施工所用水泥其3d天的水化熱不宜大于240kJ/kg，7d天的水化熱不宜大于270kJ/kg。鐵路特別是高速鐵路混凝土，為高性能混凝土，摻有如高效減水劑等外加劑，如果比表面積過大，水化速率增大，水化產(chǎn)物迅速包裹在未水化的水泥顆粒與減水劑表面，水泥顆粒對外加劑吸附能力增強，在減水劑摻量不變的情況下，削弱了減水劑的分散效果，造成工程中所謂的“不相容”現(xiàn)象，嚴重的會導(dǎo)致混凝土無法拌合或強度不合格。

游離氧化鈣是指熟料中沒有以化合狀態(tài)存在而是以游離狀態(tài)存在的氧化鈣，又稱游離石灰（f-CaO），為無色圓形顆粒。在水泥熟料的煅燒過程中，絕大部分CaO均能與酸性氧化物合成C2S,C3S,C3A.C3AF等礦物，但由于原料成分、生料細度、生料均勻性及煅燒溫度等因素的影響，仍有少量的CaO沒能與酸性氧化物SiO2,AL2O3和FE2O3他等結(jié)合形成礦物而以游離的氧化物（f-CaO)存在。水泥中游離氧化鈣結(jié)構(gòu)致密，且被包裹在熟料礦物中，水分子很難進入其顆粒內(nèi)，所以遇水反應(yīng)緩慢，

其水化反應(yīng)式為：CaO+H2O=Ca（OH）2

固相體積增大約1倍。如果這個過程在水泥硬化前完成，則對混凝土不回產(chǎn)生危害。但由于水泥中游離氧化鈣在常溫下水化作用緩慢，至水泥混凝土硬化后較長一段時間（一般為3-6個月）內(nèi)才能完全水化，使已經(jīng)硬化的水泥石內(nèi)部產(chǎn)生局部膨脹，導(dǎo)致安定性不合格及強度下降，嚴重時建筑物會開裂或崩潰。

研究表明，含有活性二氧化硅的粗、細骨料會與水泥中的堿發(fā)生反應(yīng)，稱為“堿—活性反應(yīng)”。生成膨脹性的硅酸鈉(鉀)，建筑吸水泡脹，內(nèi)部產(chǎn)生極大的膨脹力，水泥中的堿含量與膨脹大小呈正比例關(guān)系，產(chǎn)生的破壞性裂縫能在數(shù)天，數(shù)月甚至數(shù)年后出現(xiàn)，是影響混凝土耐久性最主要的因素之一。該反應(yīng)不同于其他混凝土病害，其開裂破壞是整體性的。大部分鐵路工程處于野外，濕度較大，滿足反應(yīng)需要的介質(zhì)條件（堿—活性反應(yīng)在干燥環(huán)境條件中不會發(fā)生）。同時，水泥堿含量過高，會造成凝結(jié)時間縮短現(xiàn)象，對于鐵路大體積混凝土澆搗產(chǎn)生不利影響。

水泥熟料中含有含有四種主要礦物：硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣、鐵鋁酸四鈣。其中鋁酸三鈣的特點是水化作用最快、發(fā)熱量最高、強度發(fā)展很快但不高，體積收縮大，抗硫酸鹽侵蝕性能差。對于鐵路行業(yè)，水化作用最快會使混凝土坍落度損失過快，造成假凝；發(fā)熱量最高容易產(chǎn)生溫度裂縫；體積收縮大，容易產(chǎn)生收縮裂縫；鐵路混凝土處于野外，環(huán)境條件惡劣，抗硫酸鹽侵蝕性能差，降低混凝土耐久性。

1.2 水電行業(yè)品質(zhì)指標的特殊要求

DL/T 5148-2001《水工建筑物水泥灌漿施工技術(shù)規(guī)范》第5.1.2條規(guī)定：帷幕灌漿與壩體接縫灌漿所用水泥的細度宜為通過80μm方孔篩的篩余量不大于5％。

在水利工程施工過程中，帷幕灌漿技術(shù)是一項重要的防滲手段，其原理是：借助地質(zhì)鉆機對地層實施鉆孔，使之形成帷幕形鉆孔，并向孔內(nèi)高壓灌注水泥漿，水泥漿深入滲透到地層縫隙，并逐漸的凝固，這樣就使得鉆孔與周圍的水泥漿滲透凝結(jié)進而形成一個整體，底部深度直達地巖層內(nèi)部，最終形成防水帷幕，并且具有較高的密實性。壩體接縫灌漿原理類似。由于地層縫隙與壩體接縫縫隙可能會較小，如果水泥細度過大，容易出現(xiàn)“塞縫”現(xiàn)象，即漿料無法進入縫隙中，失去防水效果。

結(jié)語：

在日常檢測工作中，特別是檢測不同行業(yè)建設(shè)工程所用水泥時，水泥生產(chǎn)單位和使用單位為水泥質(zhì)量合格與否存在歧義的情況時有發(fā)生，其中很大一部分原因是水泥生產(chǎn)單位還是按照國家標準組織生產(chǎn)，沒有深刻理解不同行業(yè)對水泥品質(zhì)指標的特殊要求。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，一些新興行業(yè)的發(fā)展會加速，如現(xiàn)在的高速鐵路建設(shè)，這就促使水泥生產(chǎn)單位必須認真學(xué)習建設(shè)工程行業(yè)標準，理解不同行業(yè)對水泥的不同需求，才能搭上發(fā)展的高速列車。

作者：程杰 , 程彥 , 鄭亞露

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