硅酸鹽水泥的性能及其應(yīng)用(一)
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硅酸鹽水泥國(guó)外稱波特蘭水泥，它是性能最好、應(yīng)用最為普遍的水硬性膠凝材料，近幾年，不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外水泥市場(chǎng)都對(duì)它提出了更高要求。一方面要求水泥性能優(yōu)良、穩(wěn)定，具有多樣性，能滿足不同用戶的各種個(gè)性要求，以確?；炷辆哂辛己玫馁|(zhì)量和足夠的耐久性；另一方面，從環(huán)保角度考慮要盡可能多地利用劣質(zhì)原料和廢料，最大限度地減少有用資源和能源消耗、降低CO2 排放量，為全球治理溫室效應(yīng)做貢獻(xiàn)。這兩方面要求在某種程度上又是相互矛盾的。我國(guó)水泥工業(yè)也是如此，也有一些較為突出的矛盾，如水泥性能如何與混凝土耐久性聯(lián)系起來，如何正確選用各類水泥，在利用廢料開發(fā)新水泥品種時(shí)如何評(píng)價(jià)水泥性能及適用范圍等等。本文想就這些問題結(jié)合歐洲國(guó)家的相關(guān)情況談些個(gè)人看法，以供參考。因?yàn)橹v的是國(guó)外情況，本文通稱波特蘭水泥。
1 歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)更多地考慮了方便水泥使用
2001年1月23日歐盟標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)公布了第一個(gè)統(tǒng)一的歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)EN197—1：2000， 自當(dāng)年4月1日起生效。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將水泥從大的方面分為兩類，即普通水泥和特性水泥。普通水泥的外文名稱規(guī)定為：英文Common cement，德文Normal zement，法文Ciment courant。普通水泥是指硬化過程主要取決于硅酸鈣水化反應(yīng)的水泥，它涵蓋了各成員國(guó)已列入本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)水泥。特性水泥包括具有特殊性能的普通水泥和具有其它硬化機(jī)理的水泥，本文不作介紹。
這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是對(duì)目前歐洲各國(guó)所使用的普通水泥作了最大限度的簡(jiǎn)化和統(tǒng)一，這樣不僅有利于通商，更主要的是方便了生產(chǎn)與使用問的信息交流，方便于用戶，更有利于建立一般通用的水泥使用規(guī)則，使用戶有章可循。
1．1 水泥品種的劃分更加統(tǒng)一、嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)化
EN197—1標(biāo)準(zhǔn)將歐洲國(guó)家現(xiàn)在常用的普通水泥劃分為5大類，27個(gè)品種，統(tǒng)一冠以CEM標(biāo)志，依次為波特蘭水泥CEM I、復(fù)合波特蘭水泥CEM II、高爐水泥CEMⅢ 、火山灰水泥CEM 1V和復(fù)合水泥CEMV，這種劃分歸納起來有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
1） 將“波特蘭水泥”的組成作了限定。非熟料主要組分（我國(guó)稱為混合材部分）含量≤35%的冠以“波特蘭”名稱，即CEM I和CEMlI。這樣可以確保稱為“波特蘭水泥”的水泥中有足夠的熟料含量，或者說有足夠的硅酸鈣礦物含量（≥40%），這個(gè)限定較過去放寬了。
2） 對(duì)CEM II類水泥又作了細(xì)化。這類水泥在歐洲市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位，1996年就占51．2%，進(jìn)入21世紀(jì)早已超過60%，所占比例較高的意大利2003年達(dá)77．0% 。在德國(guó)以波特蘭水泥為主，CEM II類水泥1996年僅占10% ，到2000年上升為24% ，2004年超過40%。以前歐洲國(guó)家對(duì)非熟料主要組分的允許含量很不規(guī)范，摻量上下限差值劃分過寬又不一致，對(duì)用戶不利。如以前的鐵波特蘭水泥中礦渣含量6%~35% ；凝灰?guī)r水泥中凝灰?guī)r含量20%～40%；粉煤灰水泥中粉煤灰含量≤30%；頁(yè)巖水泥中頁(yè)巖含量20%~30%。后3種水泥又都不冠以波特蘭稱號(hào)?，F(xiàn)在的CEMⅡ類復(fù)合波特蘭水泥允許含有35%的?；郀t礦渣（S）、天然火山灰（P）、經(jīng)熱處理的天然火山灰（Q）、硅質(zhì)粉煤灰（V）、鈣質(zhì)粉煤灰（w）、煅燒頁(yè)巖（T）、高有機(jī)碳含量（TOC≤0．50%）石灰石（L）、低有機(jī)碳含量（TOC≤0．20%）石灰石（LL）和硅灰（D），同時(shí)劃分為A和B級(jí)。非熟料主要組分含量在6%~20%的為A級(jí)；在21%~35%的為B級(jí)，上下限差值都為15%，只有硅灰的摻量限在6%～10%以內(nèi)。對(duì)CEM II類水泥來說，比過去放寬了；對(duì)A和B級(jí)的劃分，即非熟料主要組分含量范圍來說又比過去嚴(yán)格了。隨著廢料利用范圍的擴(kuò)大，CEM II類水泥還會(huì)有很大發(fā)
展，這種細(xì)化和規(guī)范就顯得尤為重要。
3） 高爐水泥的礦渣含量細(xì)化了。過去高爐水泥礦渣含量36%～80% ，上下限差值為45% ；礦渣含量達(dá)95%的稱石膏礦渣水泥，現(xiàn)在統(tǒng)稱為高爐水泥CEMⅢ ，并按礦渣含量分為3級(jí)：A級(jí)36%～65% ，B級(jí)66%～80%，C級(jí)81%～95% ，上下限差值分別為30% 、15%和15%，比以前細(xì)化了。
4） 對(duì)含2種以上非熟料主要組分的水泥又作了細(xì)分?？偤吭?5%以下的稱“復(fù)合波特蘭水泥”CEMⅡ／A（B）一M，組分種類可不受限制，總含量36%～80%的稱復(fù)合水泥，沒有“波特蘭”稱號(hào)，但其中必須是礦渣與硅灰（D）、火山灰（P、Q）和硅質(zhì)粉煤灰（V）復(fù)合，不包括鈣質(zhì)粉煤灰（W）?？偤?6%～60%的為A級(jí)，62%-80%的為B級(jí)。
5） 水泥標(biāo)識(shí)一目了然。新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定水泥標(biāo)識(shí)應(yīng)顯示水泥類別、品種、非熟料主要組分品種、含量等級(jí)、強(qiáng)度等級(jí)和早期活性（是否早強(qiáng)型），如摻礦渣、粉煤灰和石灰石的復(fù)合波特蘭水泥，標(biāo)識(shí)為CEMⅡ／A—M（S—V—L）32．5R，摻礦渣和粉煤灰的復(fù)合水泥標(biāo)識(shí)為CEMV／A（S—V）32．5N，見表1。
我國(guó)有關(guān)文獻(xiàn)曾報(bào)道某大型預(yù)分解窯廠生產(chǎn)的P·II42．5R型水泥，本文暫命名為G水泥，文中提到此水泥用于大體積混凝土工程、機(jī)場(chǎng)、道路、管樁制品、高標(biāo)號(hào)混凝土工程及預(yù)拌混凝土都具有性能優(yōu)勢(shì)。G水泥性能列于表9。本文不想深入研究G水泥的特征，只想以此為例說明一下中德兩國(guó)在某些觀念上的差異。按德國(guó)人的觀點(diǎn)，G水泥不適用于大體積混凝土、機(jī)場(chǎng)跑道和公路路面。用于混凝土預(yù)制品的水泥和用于現(xiàn)場(chǎng)澆注的水泥不應(yīng)是同一類型水泥，因?yàn)榍罢咭笤缙趶?qiáng)度高、脫模快，后者必須控制早期強(qiáng)度和發(fā)熱量，防止混凝土過分開裂，因此前面對(duì)G水泥性能的一段描述是相互矛盾的。
5）應(yīng)更加突出各強(qiáng)度等級(jí)水泥性能特色，根據(jù)我國(guó)的氣候條件、使用習(xí)慣、技術(shù)水平等提出各級(jí)水泥的適用領(lǐng)域，德國(guó)在大部分現(xiàn)澆混凝土中尤其夏季施工不使用高標(biāo)號(hào)水泥的做法也值得我們思考（未完待續(xù)）。
水泥品種的這種劃分更加體現(xiàn)了對(duì)水泥應(yīng)用性能、水泥市場(chǎng)和水泥用戶需求的重視。用戶更想知道的不僅是水泥品種，而是水泥的使用性能，是這種水泥對(duì)自己所需配制的特定混凝土是否適用。為此歐盟又按EN197—1水泥標(biāo)準(zhǔn)制定了一系列水泥使用規(guī)則和參考指標(biāo)，例如表2是這5類水泥的一般使用規(guī)則，從中可以看出，在室外、水利工程建筑、受化學(xué)侵蝕和無(wú)冰凍的磨蝕環(huán)境中可以使用A級(jí)石灰石波特蘭水泥，不能用B級(jí)；室內(nèi)或水下工程可以用A級(jí)復(fù)合波特蘭水泥和鈣質(zhì)粉煤灰波特蘭水泥，不能用B級(jí)這兩種水泥等。既受冰凍又受融冰鹽侵蝕的環(huán)境不能使用含火山灰和粉煤灰的水泥。火山灰水泥和復(fù)合水泥基本上只能用在不受侵蝕的素混凝土上。但對(duì)含2種以上非熟料主要組分的CEMⅡ一M類水泥以及CEMIV和CEM V類水泥，若非熟料主要組分搭配適當(dāng)，使用范圍還可放寬，表3即為對(duì)指定主要組分搭配的這3類水泥使用范圍的應(yīng)用準(zhǔn)則，與表2對(duì)照又有許多放寬。如在室外和水利工程、海洋構(gòu)筑物、受化學(xué)侵蝕和受磨蝕的環(huán)境，復(fù)合波特蘭水泥一般是不準(zhǔn)使用的，若按表3的搭配則A級(jí)和某些B級(jí)可以使用。含天然火山灰的CEMIV和CEMV類水泥，使用范圍也可以擴(kuò)大到室內(nèi)外、水利工程、受化學(xué)侵蝕和受磨蝕等環(huán)境。這些規(guī)定對(duì)用戶選擇和使用水泥非常有利，當(dāng)然對(duì)Ⅱ～V類水泥的適用范圍還在不斷研究和擴(kuò)大，有些現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)是禁止的，還可以制定些臨時(shí)條例加以修訂，但需獲得有關(guān)建筑部門和項(xiàng)目委托方的同意。
現(xiàn)在一些混凝土攪拌站常用粉煤灰或硅灰取代部分水泥，對(duì)此德國(guó)也作了規(guī)定，不是使用任何品種水泥都可這樣做，對(duì)取代數(shù)量和使用環(huán)境條件等都作了限定，如表4所示。除CEM I類水泥外，只有含礦渣、頁(yè)巖和LL級(jí)石灰石水泥才允許使用較大量的粉煤灰，而且石灰石含量應(yīng)≤20%（A級(jí)），礦渣含量≤70%。允許使用硅灰的水泥品種擴(kuò)大到含天然火山灰的、含硅質(zhì)粉煤灰的A級(jí)Ⅱ類水泥，礦渣含量擴(kuò)大到80%。粉煤灰和硅灰最高代用量分別為水泥用量的0．33和0．11。若使用含火山灰和粉煤灰的水泥，則粉煤灰的最高代用量降為≤0．25C，但只能使用A級(jí)復(fù)合水泥又不能用于XF3環(huán)境。使用含硅灰的水泥，最高代用量降至≤0．15C。
從以上幾方面的介紹可以看出，對(duì)水泥的這種新的分類使水泥品種、性能與使用的聯(lián)系更加緊密了，尤其更加體現(xiàn)為用戶服務(wù)的理念。
1．2 抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的統(tǒng)一
所有品種普通水泥的抗壓強(qiáng)度等級(jí)都分為6級(jí)，各級(jí)的強(qiáng)度值也都相同，如表5所示。這樣不論是什么品種的普通水泥，只要強(qiáng)度等級(jí)相同便有相近的早期和后期強(qiáng)度以及發(fā)熱量，混凝土的有關(guān)性能也可以估計(jì)出來。表6列出了不同強(qiáng)度等級(jí)水泥各齡期發(fā)熱量的參考值，同時(shí)也反映出各級(jí)水泥的強(qiáng)度增長(zhǎng)情況，因?yàn)樗鄰?qiáng)度與水泥水化率和發(fā)熱量有一定相關(guān)性。表7列出了各水泥強(qiáng)度等級(jí)的混凝土強(qiáng)度增進(jìn)率參考值，這種強(qiáng)度尤其是早期強(qiáng)度的統(tǒng)一非常方便用戶了解水泥強(qiáng)度性能及預(yù)示配制混凝土的效果，便于更好地選用水泥。
統(tǒng)一各種水泥的早期強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)建筑施工有利，歐洲水泥市場(chǎng)有這樣要求，實(shí)際投入市場(chǎng)的水泥也基本達(dá)到了這一要求。如圖l列出了2000年德國(guó)所產(chǎn)32．5R級(jí)CEM I和CEM lI類水泥的抗壓強(qiáng)度平均值。德國(guó)水泥市場(chǎng)要求32．5級(jí)水泥的2d抗壓強(qiáng)度較低的也要在l7～23MPa之問，28d抗壓強(qiáng)度在44～48MPa之間。從圖1可以看出，幾種常用的CEM lI類水泥，早后期強(qiáng)度都與CEM I類水泥的強(qiáng)度相近，也都在市場(chǎng)要求的范圍內(nèi)。
2 32．5強(qiáng)度等級(jí)水泥的性能與應(yīng)用
國(guó)內(nèi)一般總認(rèn)為32．5級(jí)水泥不好，重點(diǎn)工程不宦使用，由小型水泥廠或立窯廠來生產(chǎn)。歐洲市場(chǎng)則不然，32．5級(jí)水泥一直占主導(dǎo)地位，例如2000年德國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售的水泥中32．5級(jí)占60．1% ， 意大利2003年32．5級(jí)水泥占52．8% ，2001年歐洲市售水泥中32．5級(jí)約占70%。圖2為德國(guó)2000年度國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售水泥類別和強(qiáng)度等級(jí)分布。從圖2還可以看出，德國(guó)仍以CEM I類波特蘭水泥為主，占61．7% ，但已呈下降趨勢(shì)（1996年還占76% ，2004年降至約50%）
2．1 32．5級(jí)水泥的應(yīng)用領(lǐng)域
表8為德國(guó)2000年度在各建筑領(lǐng)域所用水泥種類的分布情況。建筑領(lǐng)域按地面建筑、住宅和工商業(yè)房屋建筑、土木工程和地下與水利工程、交通地面和其它5類劃分。用于混凝土預(yù)制構(gòu)件和制品的水泥量約占33% ，到2003年降至31%左右，主要是42．5和52．5級(jí)水泥。在現(xiàn)澆混凝土中80%以上為預(yù)拌混凝土，主要用于一般房屋建筑，包括住宅建筑和工商業(yè)房屋建筑，所用水泥量約占50%。這里僅重點(diǎn)講一下32．5級(jí)水泥的使用情況。從表8中可以看到，大體積素混凝土、道路和機(jī)場(chǎng)地面只使用32．5N／R級(jí)水泥，房屋建筑中也絕大部分（90%以上）使用32．5級(jí)水泥。32．5N級(jí)水泥主要為礦渣含量高的高爐水泥（CEMIII），用于大體積混凝土構(gòu)筑物，CEM I和CEM 1I類多為32．5R型水泥，用在一般的現(xiàn)澆混凝土中。德國(guó)水泥研究所在2005年發(fā)表的一份研究報(bào)告中寫到：“目前在德國(guó)生產(chǎn)的32．5強(qiáng)度等級(jí)含多種主要組分水泥能夠滿足一般房屋建筑用現(xiàn)澆混凝土的各種主要要求，包括預(yù)拌混凝土和現(xiàn)場(chǎng)拌制混凝土。這些水泥在使用普通混凝土制備工藝時(shí)能以足夠的速度產(chǎn)生強(qiáng)度，使所配制的混凝土具有足夠的抗碳化和抗氯化物侵蝕能力，以防混凝土中的鋼筋因此銹蝕，也能使混凝土在當(dāng)?shù)貧夂驐l件下具有足夠的抗凍性。一般房屋建筑包括住宅建筑和工商業(yè)用的高層建筑。在某些土木工程如橋梁和隧道建筑用的現(xiàn)澆混凝土中通常使用較高強(qiáng)度等級(jí)水泥，且絕大部分為CEM I類波特蘭水泥，現(xiàn)在也逐漸增加了CEMⅡ和CEM11I類水泥的應(yīng)用”。以上這一段敘述表達(dá)了德國(guó)人對(duì)32．5級(jí)水泥的看法，也許這就是多年來在德國(guó)以及歐洲水泥市場(chǎng)上32．5級(jí)水泥一直占主導(dǎo)地位的原因。
2．2 2個(gè)應(yīng)用實(shí)例
為了進(jìn)一步說明德國(guó)對(duì)32．5級(jí)水泥的重視，下面介紹2個(gè)實(shí)例：
2．2．1 A4號(hào)高速公路的混凝土路面
2000年前后德國(guó)修建了一條貫穿魯爾和萊比錫等工業(yè)區(qū)的東西大通道——A4號(hào)6車道高速公路。一般地段的道路結(jié)構(gòu)為底部墊層厚30cm，混凝土面層厚30cm，使用CEM I 32．5R型波特蘭水泥。 昆凝土路面有的分2層結(jié)構(gòu)，下層厚25cm，水泥用量為350kg／m 3，水／灰比0．43，混凝土28d強(qiáng)度為：20cm立方試體抗壓強(qiáng)度45MPa，70cm*l5cm*l0cm試體抗折強(qiáng)度6．0MPa。上層混凝土厚5cm，使用同樣水泥，水泥用量增至430kg／m 3，水／灰比0．43，28d抗壓強(qiáng)度為47MPa，抗折強(qiáng)度為7．2MPa。所用水泥除符合EN197一l標(biāo)準(zhǔn)要求外，還必須滿足交通路面建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中“道路建筑通函”18／1998（ARS18／1998）的有關(guān)規(guī)定，其中有：水泥勃氏比表面積≤3020cm2／g，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量≤27．0% ，初凝時(shí)間≥145min，2d抗壓強(qiáng)度≤23．1MPa，總堿含量Na2 O當(dāng)量≤0．84% ，水泥用量≥350kg／m3 。
德國(guó)認(rèn)為高負(fù)荷的地面如高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、工業(yè)地面等，從耐久性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保方面考慮，采用混凝土的是最佳方案，其中對(duì)道路結(jié)構(gòu)、材料性能及施工方法等的要求與規(guī)范一直在不斷修改和完善，例如最近又將使用CEM I和CEMⅡ／A類水泥時(shí)的總堿含量降為Na2O當(dāng)量≤0．80%。
2．2．2 斯圖加特機(jī)場(chǎng)起降跑道
1996年斯圖加特市機(jī)場(chǎng)起降跑道建設(shè)采用混凝土路面，混凝土層厚40cm，承載層厚15cm，防凍層厚≥55cm。一般氣候條件使用CEM I 32．5R型水泥，氣溫低時(shí)使用CEM I 42．5R型水泥?；炷谅访鏋閱螌咏Y(jié)構(gòu)時(shí)水泥用量為370kg／m3 ，水／灰比0．42，60d抗壓強(qiáng)度56MPa，28d抗折強(qiáng)度7．1MPa。雙層結(jié)構(gòu)時(shí)（上層厚10 cm，下層厚30cm）水泥用量為360kg／m3 ，水／灰比0．42，60d抗壓強(qiáng)度55MPa，28d抗折強(qiáng)度下層6．5 MPa，上層7．7MPa，所用水泥性能也符合一般混凝土路面用水泥的要求，這里為防止路面產(chǎn)生微裂紋和貫穿性裂縫，采取了一系列后期養(yǎng)護(hù)措施。
首先是在新澆注的混凝土跑道上面搭蓋一個(gè)15m寬120m長(zhǎng)橫跨跑道的移動(dòng)式帳篷，帳篷長(zhǎng)度要與混凝土澆注速度相匹配，確保在水泥凝結(jié)之前不受陣雨損害，避開太陽(yáng)直射和夏日的過度升溫，防止由于風(fēng)吹引起的表面過早干燥和防止過快冷卻。
第二步是在跑道表面噴灑1d阻隔系數(shù)（S1）足夠高的養(yǎng)護(hù)劑，阻止水分蒸發(fā)。這種路面混凝土抗收縮裂紋能力弱，機(jī)場(chǎng)氣候條件較差，風(fēng)大、干燥，由試驗(yàn)室在30℃溫度、50%空氣相對(duì)濕度和5m／s的平均風(fēng)速下作試驗(yàn)（有風(fēng)影響阻隔系數(shù)約降低10%），由此得出養(yǎng)護(hù)劑的適宜噴灑量為150—180g／m2 ，ld的阻隔系數(shù)可保證達(dá)到85%以上，阻隔效果約達(dá)60%。根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，只要阻隔系數(shù)達(dá)到75%，試驗(yàn)室試體的早期收縮量即可<1．0mm/m，進(jìn)入無(wú)早期收縮裂紋出現(xiàn)概率范圍，確保混凝土不出現(xiàn)早期收縮裂紋。
由養(yǎng)護(hù)劑形成的養(yǎng)護(hù)膜有時(shí)還不能完全避免混凝土表面因受急冷而出現(xiàn)收縮裂紋，如酷熱的夏天突然下一場(chǎng)驟雨，遇這種情況要在跑道上覆蓋保溫的遮蓋物。為了增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)劑的作用，在較為不利的氣候條件下還要增加數(shù)天濕養(yǎng)護(hù)，用農(nóng)業(yè)噴灌的方式往跑道上噴水，所用的噴灑水事先要在太陽(yáng)照射下曬熱，以防混凝土因受急冷而產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂紋。
舉以上2個(gè)實(shí)例是想說明以下問題：
1） 32．5級(jí)水泥能夠用在受應(yīng)力較大的工程上。
2） 32．5級(jí)水泥的用途很廣，尤其現(xiàn)澆混凝土更是以此作為主要的適用膠凝材料，在一般32．5級(jí)水泥中對(duì)一些特定情況還應(yīng)有相應(yīng)的性能要求，如例1中的道路用水泥ARS 18／1998較ARS 19／1995對(duì)水泥細(xì)度、用水量、初凝時(shí)間、2d抗壓強(qiáng)度、總堿含量和最低水泥用量都更加嚴(yán)格了。要使水泥真正符合市場(chǎng)要求，就要在不改變類別和品種的前提下，調(diào)整相應(yīng)的水泥性能，滿足個(gè)性用戶的特定需要。
3） 例2是想說明除改善水泥性能外還應(yīng)重視混凝土后期養(yǎng)護(hù)，當(dāng)然文中是一個(gè)特例，一般不需要這樣復(fù)雜。但重視后期養(yǎng)護(hù)的觀念還是不容忽視的，它也屬正確使用水泥的一個(gè)組成部分，尤其對(duì)混凝土凝結(jié)之前尚處濕漿狀態(tài)的養(yǎng)護(hù)和硬化初期尚處初生態(tài)的養(yǎng)護(hù)對(duì)防止早期收縮裂紋十分重要，不容忽視。
另外，德國(guó)在執(zhí)行新混凝土標(biāo)準(zhǔn)中發(fā)現(xiàn)，在某些暴露等級(jí)如XD2、XS2、XF2、XF3、XD3、XS3和XA2的大體積混凝土上使用32．5R級(jí)水泥達(dá)不到規(guī)定的最低強(qiáng)度（C35／45）要求，施工部門不得不提高水泥標(biāo)號(hào)或降低水／灰比，由此常引起混凝土早期發(fā)熱高，出現(xiàn)裂紋。對(duì)此采取的措施是于2005年5月修改了相關(guān)規(guī)范，將最低強(qiáng)度要求降低1級(jí)（C30／37），在某些情況下提高水／灰比限值，降低最低水泥含量指標(biāo)，以使施工部門仍能使用32．5級(jí)水泥和多使用可計(jì)人膠凝材料的摻合料，確?；炷聊苡羞m宜的可加工性、較好的質(zhì)量和耐久性。這個(gè)做法也反映出德國(guó)在現(xiàn)澆混凝土上多使用32．0級(jí)水泥和更加重視防止混凝土出現(xiàn)裂紋的基本觀念。
2．3 對(duì)我國(guó)某些水泥性能的淺析
用G水泥的發(fā)熱量與表6中的參考值對(duì)照，則G水泥相當(dāng)于德國(guó)的32．5R和42．5N級(jí)水泥，尚未達(dá)到42．5R級(jí)水平。德國(guó)1998年公布了82個(gè)市售CEM I 42．5R級(jí)水泥強(qiáng)度平均值，2d為31MPa，28d為58MPa。德國(guó)在評(píng)價(jià)混凝土早期強(qiáng)度增進(jìn)速度時(shí)采用立方試體2d抗壓強(qiáng)度與28d抗壓強(qiáng)度比值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，2d／28d>10．50為快，>10．30至<0．50為中等，≥0．15至<0．30為慢，≤0．15為極慢。若借用此方法則德國(guó)的CEM I 42．5R水泥2d／28d為0．53。對(duì)比G水泥，若按1．1—1．2的換算系數(shù)將3d強(qiáng)度換算為2d強(qiáng)度，約為25．5—27．8MPa，2d／28d為0．45—0．49，對(duì)照表10列出的數(shù)據(jù)，G水泥的早期強(qiáng)度和早期強(qiáng)度增進(jìn)速度都低于德國(guó)CEM I 42．5R水泥的平均水平，與礦渣摻量平均為10%的CEMII／A—S 42．5R水泥相當(dāng)，高于CEM I 42．5N級(jí)水泥，2d／28d比值只處在中等水平上。再?gòu)乃囝w粒分布上比較如表11所示，德國(guó)CEMI 32．5R和CEM I 42．5R水泥數(shù)據(jù)是1995年報(bào)道幾個(gè)測(cè)值的平均值，用<32µm有效粉含量和>64µm的粗粉含量比較，G水泥也介于德國(guó)32．5R型和42．5R型之間。
我國(guó)另一家水泥廠生產(chǎn)的P·032．5水泥，3d抗壓強(qiáng)度一般可達(dá)22～27MPa，28d抗壓強(qiáng)度一半左右超過52．5MPa，最高達(dá)60．8MPa，查看12個(gè)檢測(cè)結(jié)果平均值，一組為52．64MPa，一組為56．7MPa。德國(guó)Riidersdorf水泥廠5 000t／d預(yù)分解窯1998年生產(chǎn)的CEM I 32．5R型水泥，抗壓強(qiáng)度2d為32MPa，7d為42MPa，28d為51MPa，2d／28d為0．63。德國(guó)1998年檢測(cè)12個(gè)市售CEM II／A—S32．5R型水泥樣，平均值為礦渣摻加量15% ，勃氏比表面積310m2/kg，抗壓強(qiáng)度2d為22MPa，28d為48MPa。從這個(gè)對(duì)比可以看出：
1） 我國(guó)的這個(gè)水泥早后期強(qiáng)度都很高，很受市場(chǎng)歡迎，但是后期強(qiáng)度太高，超過52．5MPa，雖然我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)沒規(guī)定強(qiáng)度上限，但28d強(qiáng)度太高也有許多不利，歐洲國(guó)家有過教訓(xùn)，所以在其標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了上限。因?yàn)椴蝗粫?huì)助長(zhǎng)無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)；施工單位會(huì)因水泥強(qiáng)度高而多摻礦物摻料，一旦水泥質(zhì)量有波動(dòng)或摻料量控制不準(zhǔn)就會(huì)嚴(yán)重?fù)p害混凝土質(zhì)量；影響混凝土性能和材料組配的合理設(shè)計(jì)。這種水泥作為32．5級(jí)用于大體積混凝土或道路建筑上是否合適也存在問題。
2） 德國(guó)CEM I 32．5R型水泥，2d強(qiáng)度很高但28d強(qiáng)度仍在規(guī)定極限以內(nèi)，這種水泥很適合低溫下施工的現(xiàn)澆混凝土，它仍是32．5級(jí)水泥。德國(guó)CEM II／A—S 32．5R型水泥與我國(guó)的該例水泥相同，混合材摻量都≤15%，早期強(qiáng)度也基本相等，但28d強(qiáng)度沒有超標(biāo)。這2個(gè)德國(guó)水泥實(shí)例說明他們對(duì)水泥熟料及水泥的早期活性控制得比較好，既提高了早期強(qiáng)度，后期強(qiáng)度還不超標(biāo)。我國(guó)生產(chǎn)的P·032．5級(jí)水泥要做到這點(diǎn)一般廠還有困難，提高了早期強(qiáng)度，后期強(qiáng)度便會(huì)“超標(biāo)”。
通過以上對(duì)德國(guó)32．5級(jí)水泥應(yīng)用情況的介紹和與我國(guó)水泥性能的對(duì)比可以歸納出以下幾點(diǎn)：
1） 德國(guó)的32．5級(jí)水泥質(zhì)量較好，這也是其銷售量一直占主導(dǎo)地位的原因之一。
2） 德國(guó)各強(qiáng)度等級(jí)水泥性能特色比較鮮明，適用領(lǐng)域劃分清楚，如32．5N級(jí)用于大體積混凝土，32．5R級(jí)包括部分42．5N／R級(jí)用于道路、房屋建筑，42．5R級(jí)及以上主要用于混凝土預(yù)制構(gòu)件和制品及高標(biāo)號(hào)混凝土工程。
3）對(duì)特定項(xiàng)目制定相應(yīng)的水泥性能要求，以確?；炷凉こ藤|(zhì)量，使水泥的選用真正做到“量體裁衣”。
4）我國(guó)應(yīng)該提高對(duì)32．5級(jí)水泥的質(zhì)量控制，使它更加適應(yīng)一般混凝土工程需要，32．5級(jí)水泥摻加的混合材量比較大，品種雜，提高這一級(jí)水泥質(zhì)量更有利于擴(kuò)大它的使用范圍和提高廢料利用率，有利于提高混凝土耐久性，有利于對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。
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