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硅酸盐水泥在混凝土生产中运用

     随着我国经济规模不断扩大,基础工程建设行业也迎来了难得的发展机遇。在很多大规模基建工程施工中,大体积的混凝土浇筑施工非常常见。如果采用传统的混凝土进行大体积混凝土浇筑,就会在浇注过程中产生大量的水化热,这些水化热会影响基建工程结构的整体稳定性,容易产生后期裂缝,因此对于工程质量具有较大影响。硅酸盐水泥在混凝土施工中的应用能够较好的避免这种状况。【水泥是我大学实习和第一份工作的收获。】

1 硅酸盐水泥的种类分析

1.1 普通的硅酸盐水泥

      这种材料的主要原材料是硅酸盐, 通过合理的配比(6% ~ 15%)方式加入其他混合材料,然后加入一定量的石膏粉混合均匀,使其成为一种具有较好的水硬性的凝胶材料。值得注意的是,普通的硅酸盐水泥中参入混合材料时,其比例应该严格按照总体的质量来进行调整和控制,其制备过程中,活性混合材料需要严格控制在整体水泥质量15% 以下,才能较好的保证水泥的质量,禁忌活性材料掺入过多,造成水泥质量降低。而活性材料的选择上,可按照一定的比例掺入一定量的非活性材料以及窑灰,也需要严格控制其掺入量,窑灰的掺入量不得高于5%,非活性混合材料的掺入量应控制在10% 以下。我国对普通硅酸盐水泥材料的质量标准具有严格的规定,将其分为六个等级,对普通硅酸盐水泥的最初凝固最短时间与最终凝固最长时间、水泥的强度、颗粒直径的大小等等均有严格的标准要求。


1.2 粉煤灰硅酸盐水泥

      这种水泥材料也是以硅酸盐作为主要的原材料,不同的是在其中掺入一定量的粉煤灰、石膏粉等材料,加以搅拌均匀,形成一种具有较好水硬性的凝胶材料。与其他种类的水泥一样,对加入的粉煤灰的量需要进行严格控制,掺入比例一般为20% ~ 40%,只是这种水泥的抗渗透性与结构稳定性能较差,在实际的施工中,对建筑工程的抗渗透要求较高的情况下,这种材料的使用较少。

1.3 火山灰质硅酸盐水泥

      这种硅酸盐水泥材料是通过在硅酸盐水泥中掺入一定量的火山灰质混合材料及石膏粉,然后将其搅拌均匀后形成的水泥材料。火山灰质硅酸盐水泥材料的制备过程中,其加入的火山灰质混合材料的数量需要严格控制在20% ~ 50%,不能加入过多的火山灰质材料,影响水泥材料的整体质量。与其他的水泥材料相比,火山灰质硅酸盐水泥材料的结构空隙会更小,使得水泥保持较好的水性。这是由于火山灰质硅酸盐水泥的水性过程,通过化学反应形成大量微孔硅酸钙冻胶,使得水泥内部的细密程度得到很大的提高,也使得混凝土的抗渗透性能得到更好的保证。不过,若建筑项目建成后长期在干燥环境下运行时,该种水泥的水性也会严重缩短,使得化学反应不能较好的完成,硅酸钙冻胶的数量也会减少,水泥质量便会降低。所以,在实际的应用中,如果工程建筑对混凝土材料的抗渗透性的要求标准较高的情况下,火山灰质硅酸盐水泥可作为一款不错的选择材料。

1.4 矿渣硅酸盐水泥

      这种水泥材料是在硅酸盐材料中掺入一定量的高炉矿渣以及石膏粉后,再将其搅拌均匀而形成的一种水泥。这种水泥材料的制备过程中需要注意的是,矿渣的掺入量需要得到严格的控制,不能超过硅酸盐水泥材料总质量的70%,通常需要将掺入的矿渣颗粒的量控制在水泥总体质量的20 ~ 70%。实际的矿渣硅酸盐水泥制备中,还可以适当使用石灰石、窑灰等材料作为矿渣替代材料,替代材料的比例也需要进行严格控制,其掺入的比例需要控制在8% 以下,炉渣替代后的水泥材料配制中,其炉渣颗粒的数量需要控制在20% 以下。矿渣硅酸盐水泥材料的应用规程中,需要在200℃的情况下使用,高温的影响使得高炉矿渣颗粒的吸水性严重下降,使得水泥混凝土在受到水侵蚀时出现裂缝,致使混凝土的抗渗透能力降低,若建筑工程对水泥材料的抗渗透能力具有较高要求的话,矿渣硅酸盐材料则不宜使用。

2  硅酸盐水泥性能研究

       硅酸盐水泥具有较强的性能优势,相较于欧美发达国家,我国的硅酸盐水泥普遍要高于发达国家20mpa,同时生产技术较为先进。同时根据性能对比发现,硅酸盐水泥在28 天养护强度方面其抗压强度整体略低,但是在养护的中后期特别是在45 天以后,硅酸盐水泥的整体强度会有明显增强。在实际的水利水电工程建设中实际到达养护28 天以后,低热水泥的抗压强度无法符合相应建设要求。因此,在实际的水利水电工程建设中,需要采取一定的技术措施确保低热水泥养护质量合格,能够符合工程建设的标准。

    从材料性能上来说,水泥的水化热与自身的抗压强度是一对矛盾的指标。也就是说,如果水泥抗压强度越高,水化反应会释放出大量的热量。但是水利水电工程的大体积混凝土施工过程中,为了保障施工的质量,不允许水化反应释放大量热量,这可能会危及水电工程自身的质量。2.3 硅酸盐水泥的耐腐蚀性

     在水利水电工程建设中,其混凝土的耐腐蚀性对于保障水利水电工程结构安全具有十分重要的意义,也能维护整个工程结构的耐久性。同时干缩性指标也对于工程建设质量具有十分重要的影响。在实际的水利水电工程建设中必须要将水泥的耐腐蚀性以及干缩性能指标控制在合理的范围之内。根据材料性质上来看,硅酸盐水泥不但能够在水化反应中释放出较少的热量,并且其就耐腐蚀性以及干缩性能上来说,也较传统的硅酸盐水泥有了极大的提高,因此在实际的水利水电工程中应用较为广泛。

3 混凝土生产中硅酸盐水泥的应用探讨

      上文的分析中可以看出,硅酸盐水泥材料中主要包含三种,即矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥,不同的类型的硅酸盐水泥材料的结构性能以及抗渗透能力、掺入的混合材料的颗粒大小和数量均有严格的要求。因此,这三种水泥的制备过程需要按照特定的操作规程进行操作,在向水泥熟料中掺入混合材料进行研磨的过程中,三种不具有较大的差异,但是三种水泥的化学结构以及物理结构都具有较大的差异,其特殊的性能也有所不同,在实际的应用中可进行替换使用,但是需要根据工程建筑的实际需要来进行合理选择。


      首先,这三种水泥材料都具有初期强度弱的的特点,水泥的凝结硬化过程比较缓慢,但后期的强度变化较为迅速。这些特性产生的原因是掺入的混合材料使得水泥熟料的比例降低,进而降低了水泥初期的强度。那么,在工程建筑对混合材料初期的强度指标具有较高要求的情况下,这三种水泥材料则不宜使用。其次,由于这三种水泥对工程建筑项目的环境温度具有一定的要求,其施工过程需要采取高温养护模式,这种施工模式又导致水泥中高活性混合材料的水和作用降低,水泥熟料的水化速度增快,能较好的提高水泥初期强度,还不会造成建筑项目后期的水泥材料的强度变化。再次,由于混合材料的增加,水泥熟料的含量降低,使得水泥的硬化及水合作用也被降低,所以在体积较大的建筑工程中,这三种水泥较为适用。然后,这三种水泥的抗冻能力以及耐磨性能下降,掺合混合材料能在一定程度上提高水泥对水的需要,使得在原有的水泥水分蒸发的情况下,建筑水泥材料的空隙与毛细管被提升,水泥的抗冻性能降低。因此,在施工环境的温度较低时不宜使用。最后,这几种水泥材料中盐基度与水化产物的氢氧化钙含量都比较低,使得水泥的抗碳化性能降低。所以,这几种水泥不宜在一氧化碳含量较多的施工环境中使用。这三种水泥在普通的民用建筑中的合理使用,能较好的保护建筑中的钢筋,但其使用环境以及使用方法应保证科学性与合理性,根据不同的水泥特性有选择性的使用。