矿渣硅酸盐水泥

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《现代工程材料实用手册》第48页（1837字）

根据国家标准《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》(GB1344－1999)中的规定，矿渣硅酸盐水泥的定义是：凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥(简称矿渣水泥)，代号为P·S。水泥中粒化高炉矿渣掺加量按质量百分比计为20%～70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥质量的8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20%。

根据国家标准(GB1344－1999)中的规定，矿渣水泥的可分为32．5、32．5R、42．5、42．5R、52．5和52．5R六个强度等级，各强度等级水泥的各龄期强度不得低于表4－5中的规定。矿渣水泥的密度通常为2．8～3．1g／cm³，堆积密度为1000～1200kg／m³；其细度为通过0．08mm方孔筛的筛余量不得超过10．0%；初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h；三氧化硫的含量不得超过4．0%。

表4－5 矿渣硅酸盐水泥各龄期的强度要求(GB1344－1999)

矿渣水泥中熟料的含量比硅酸盐水泥少，掺加的粒化高炉矿渣量比较多，与硅酸盐水泥相比有以下几个方面的特性：

(一)凝结硬化速度比较慢

矿渣水泥的水化过程比硅酸盐水泥复杂，首先是水泥熟料矿物与水反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙和氢氧化钙。其中氢氧化钙和掺入水泥熟料中的石膏，分别作为矿渣的碱性激发剂和硫酸盐激发剂，与矿渣中的活性氧化硅、活性氧化铝进行二次化学反应，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙等水化物。由于矿渣水泥中熟料矿物含量减少，且水化反应分两步进行，所以矿渣水泥的凝结硬化速度必然减慢。

(二)早期强度低，后期增长快

由于矿渣水泥凝结硬化速度比较慢，所以早期强度(3d和7d)低。但是，经过二反应后生成的水化硅酸钙凝胶逐渐增多，所以后期强度(28d后)发展较快，能赶上甚至超过硅酸盐水泥，如图4－5所示。

图4－5 矿渣水泥与硅酸盐水泥强度增长对比

1－硅酸盐水泥；2－矿渣水泥

(三)水泥放出的水化热较低

由于矿渣水泥中掺加大量的矿渣混合材料，使水泥中熟料比例大大减少，尤其是使水泥水化时发热量最高的硅酸三钙和铝酸三钙含量相对减少，所以水化热较低，可优先用于大体积混凝土工程。

(四)抗碳化能力比较差

由于矿渣水泥水化后其水化产物中氢氧化钙含量较少，所以其碱性比硅酸盐水泥低，抗碳化能力较差，但抗软水侵蚀和抗硫酸盐侵蚀的能力较强。

(五)保水性差，泌水性较大

由于矿渣玻璃体颗粒亲水性较差，所以矿渣水泥的保水性较差，泌水性较大，容易在水泥混凝土内部形成毛细通路及水囊，当水分蒸发后，便留下许多孔隙，降低混凝土的密实性及均匀性。因此，矿渣水泥的干缩性较大，抗渗性、抗冻性和抗干湿交替作用的性能均较差，不宜用于有抗渗、抗冻要求的混凝土工程中。

(六)具有较高的耐热性

由于矿渣水泥中的粒化高炉矿渣是耐火性材料，加上矿渣水泥硬化后氢氧化钙的含量比较低，所以矿渣水泥具有较好的耐热性，可用于配制耐热混凝土。

(七)硬化时对湿热敏感性强

由于矿渣水泥的凝结硬化对温度和湿度非常敏感，尤其在较低温度下其凝结硬化速度非常缓慢，所以在冬期施工时需要加强保温措施。但在湿热条件下强度发展很快，因此适于采用蒸汽养护。