注冊巖土工程師基礎(chǔ)知識點匯集(55)

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4、硅酸鹽水泥性能
    硅酸鹽水泥性能主要有:強度、體積變化、凝結(jié)時間、水化熱、保水性與泌水性,下面我們一一講一下。
    4.1強度:
    水泥強度是評價水泥質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。由于水泥的強度隨著齡期逐漸增長變化,
    因此必須先說明一下養(yǎng)護(hù)齡期問題。
    早期強度:通常將水泥28天以前的強度稱為早期強度;
    后期強度:28天及其以后的強度稱為后期強度;
    長期強度:也有將三個月、六個月或更長時間的強度稱為長期強度。
    水泥強度的測定,必須按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。水泥強度與水泥的組成、水灰比、水化程度、環(huán)境溫度、濕度以及壓力等有關(guān)。
    (1).強度與水泥組成
    硅酸鹽水泥是由水泥熟料加適量石膏經(jīng)磨細(xì)而成,因此水泥熟料的組成實際上決定了水泥水化速度、水化產(chǎn)物本身的強度、形態(tài)與尺寸,對水泥強度的增長起著重要作用。研究表明,硅酸鹽礦物含量是決定水泥強度的主要因素,水泥強度不是幾種熟料礦物強度的簡單加和。硬化水泥漿體28天強度基本上依賴于C3S含量。C3S含量高的水泥,在28天已經(jīng)能發(fā)揮出強度的絕大部分,以后強度增長不大。而C2S含量高的水泥,雖然其強度增長速度開始時很慢,但能持續(xù)發(fā)展,到180天時其強度與前者已經(jīng)非常接近。C3A對水泥強度的影響,存在著不同看法。從單礦物強度發(fā)展來看,C3A主要對極早期的強度有利,但也有人認(rèn)為它對于28天強度仍有相當(dāng)貢獻(xiàn)。c4AF是硅酸鹽水泥熟料的幾個基本礦物組成中強度最差的一種,但有資料表明,C4AF不僅對水泥的早期強度有相當(dāng)貢獻(xiàn),而且更有助于后期強度發(fā)展,其含量大小也是影響水泥各齡期強度的一個主要因素。
    (2).強度與水灰比
    水泥水化時,水灰比越大,產(chǎn)生的毛細(xì)孔隙越多。水泥漿體越不密實,硬化水泥漿體強度越低。因此,水灰比直接影響硬化水泥漿體的孔隙率,并且與水泥的強度密切相關(guān)。
    硬化水泥漿體的密實程度也用膠空比來表示。
    膠空比:是指凝膠固相在漿體總體積中所占的比例,也就是凝膠體填充漿體內(nèi)原有孔隙的程度。
    隨著水泥水化程度的提高,凝膠體積不斷增加,毛細(xì)孔隙率相應(yīng)減少,水泥漿體強度提高。因此,水泥漿體的強度與水泥水化程度之間也存在著相似的關(guān)系。當(dāng)水灰比一定時,水泥水化程度越高,漿體孔隙率越低,水泥強度越高;當(dāng)水泥的水化程度相同時,水灰比決定了漿體的孔隙率,水灰比越大,孔隙率越高,強度越低。
    (3)、溫度和壓力的影響
    提高養(yǎng)護(hù)溫度,水泥的水化加速,強度在初期能較快發(fā)展,但以后的強度發(fā)展可能有所降低,特別是抗折強度更為顯著。相反,在較低溫度時,雖然水化硬化速率變慢,但可能獲得較高的最終強度。提高養(yǎng)護(hù)溫度必須不使水泥漿體干燥,否則水化作用可能停止,因此,一般宜用飽和蒸汽進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。如果將養(yǎng)護(hù)溫度提高到100℃以上,就必須采用高壓飽和蒸汽。但是,在蒸壓條件下,高溫對強度的損傷比較嚴(yán)重,而且水化產(chǎn)物的化學(xué)組成和物理性質(zhì)都會發(fā)生變化。