建筑与材料结课论文
对于土木工程材料——水泥的认知与感悟
摘要：水泥是当代最主要的土木工程材料之一。它是土木工程中用途最广，用量最大的一种建筑材料。水泥具有多种优点，其技术与经济意义是其它建筑材料所无法比拟的。由于水泥种类繁多，技术性质复杂，影响因素众多，因此正确的了解水泥的品种，合理使用水泥，以及对其生产工艺的熟识和养护与禁忌的良好认知，才能充分发挥水泥材料的优点，将其应用于各种建筑。 关键词：定义
分类
技术特性
生产工艺
影响因素
导语：水硬性胶凝材料是无机胶凝材料之一，其特点是加水拌合形成浆体后，能在空气和水中凝结硬化，保持并继续发展期强度。应用于土木工程中的水硬性胶凝材料是各种水泥。 水泥呈灰色粉末状，当与其他材料和水充分拌合后，经过一系列的物理化学变化即凝结硬化呈坚硬的人造石材。水泥是土木工程中最重要的建筑材料之一。 一
定义
粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌成浆体后能在空气或水中硬化，用以将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混凝土。
1 水泥的历史最早可追溯到古罗马人在建筑中使用的石灰与火山灰的混合物，这种混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似。用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。 二 分类
水泥按用途及性能分为：
（1）通用水泥: 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
（2）专用水泥：适应于专门用途的水泥。如：道路水泥，砌筑水泥，油井水泥等。
（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥，低热微膨胀水泥，中热硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥等。
这些水泥中，硅酸盐水泥是硅酸盐系水泥的一个基本品种，其他种类的水泥都是在此基础上加入一定量的混合材料，或者适当改变水泥熟料的矿物成分而制成的。
水泥按其主要主要矿物成分分为：
（1）硅酸盐系水泥；
（2）铝酸盐系水泥；
（3）磷酸盐系水泥；
（4）氟铝酸盐水泥；
（5）硫铝酸盐水泥； （6）铁铝酸盐水泥； （7） 无熟料水泥等
其中硅酸盐系水泥在工程中应用最为普遍。 三
主要技术特性分为：
（1） 快硬性：分为快硬和特快硬两类；
（2） 水化热：分为中热和低热两类；
（3） 抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；
（4） 膨胀性：分为膨胀和自应力两类；
（5） 耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。 四
生产工艺 生产方法
硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。
水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法（包括半干法）与湿法（包括半湿法）两种。
①干法生产。将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。
②湿法生产。将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法，称为半湿法，仍属湿法生产之一种。
2 干法生产的主要优点是热耗低（如带有预热器的干法窑熟料热耗为3140～3768焦/千克），缺点是生料成分不易均匀，车间扬尘大，电耗较高。湿法生产具有操作简单，生料成分容易控制，产品质量好，料浆输送方便，车间扬尘少等优点，缺点是热耗高（熟料热耗通常为5234～6490焦/千克）。
生产工序
水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序，整个生产过程可概括为“两磨一烧”。
（1） 生料磨制
分干法和湿法两种。干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺，所用设备有管磨、中卸磨及辊式磨等。
湿法通常采用管磨、棒球磨等一次通过磨机不再回流的开路系统，但也有采用带分级机或弧形筛的闭路系统的。
（2） 煅烧
煅烧熟料的设备主要有立窑和回转窑两类，立窑适用于生产规模较小的工厂，大、中型厂宜采用回转窑。
①立窑：
②回转窑：
a.干法窑
b.湿法窑
（3） 粉磨
水泥熟料的细磨通常采用圈流粉磨工艺（即闭路操作系统）。为了防止生产中的粉尘飞扬，水泥厂均装有收尘设备。电收尘器、袋式收尘器和旋风收尘器等是水泥厂常用的收尘设备。
五 影响水泥凝结硬化的因素
影响水泥凝结硬化的因素，有水泥熟料的矿物组成，细度，用水量，还有养护时间，温度和湿度。
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六
使用八忌 （1）忌受潮结硬
受潮结硬的水泥会降低甚至丧失原有强度，所以规范规定，出厂超过3个月的水泥应复查试验，按试验结果使用。对已受潮成团或结硬的水泥，须过筛后使用，筛出的团块搓细或碾细后一般用于次要工程的砌筑砂浆或抹灰砂浆。对一触或一捏即粉的水泥团块，可适当降低强度等级使用。
（2）忌曝晒速干
混凝土或抹灰如操作后便遭曝晒，随着水分的迅速蒸发，其强度会有所降低，甚至完全丧失。因此，施工前必须严格清扫并充分湿润基层；施工后应严加覆盖，并按规范规定浇水养护。
（3）忌负温受冻
混凝土或砂浆拌成后，如果受冻，其水泥不能进行水化，兼之水分结冰膨胀，则混凝土或砂浆就会遭到由表及里逐渐加深的粉酥破坏，因此应严格遵照《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—97）进行施工。
（4）忌高温酷热
3 凝固后的砂浆层或混凝土构件，如经常处于高温酷热条件下，会有强度损失，这是由于高温条件下，水泥石中的氢氧化钙会分解；另外，某些骨料在高温条件下也会分解或体积膨胀。
对于长期处于较高温度的场合，可以使用耐火砖对普通砂浆或混凝土进行隔离防护。遇到更高的温度，应采用特制的耐热混凝土浇筑，也可在混凝土中掺入一定数量的磨细耐热材料。
（5）忌基层脏软
水泥能与坚硬、洁净的基层牢固地粘结或握裹在一起，但其粘结握裹强度与基层面部的光洁程度有关。在光滑的基层上施工，必须预先凿毛砸麻刷净，方能使水泥与基层牢固粘结。
基层上的尘垢、油腻、酸碱等物质，都会起隔离作用，必须认真清除洗净，之后先刷一道素水泥浆，再抹砂浆或浇筑混凝土。
水泥在凝固过程中要产生收缩，且在干湿、冷热变化过程中，它与松散、软弱基层的体积变化极不适应，必然发生空鼓或出现裂缝，从而难以牢固粘结。因此，木材、炉渣垫层和灰土垫层等都不能与砂浆或混凝土牢固粘结。
（6）忌骨料不纯
作为混凝土或水泥砂浆骨料的砂石，如果有尘土、粘土或其他有机杂质，都会影响水泥与砂、石之间的粘结握裹强度，因而最终会降低抗压强度。所以，如果杂质含量超过标准规定，必须经过清洗后方可使用。
（7）忌水多灰稠
人们常常忽视用水量对混凝土强度的影响，施工中为便于浇捣，有时不认真执行配合比，而把混凝土拌得很稀。由于水化所需要的水分仅为水泥重量的20%左右，多余的水分蒸发后便会在混凝土中留下很多孔隙，这些孔隙会使混凝土强度降低。因此在保障浇筑密实的前提下，应最大限度地减少拌合用水。
许多人认为抹灰所用的水泥，其用量越多抹灰层就越坚固。其实，水泥用量越多，砂浆越稠，抹灰层体积的收缩量就越大，从而产生的裂缝就越多。一般情况下，抹灰时应先用1：（3—5）的粗砂浆抹找平层，再用1：（1.5—2.5）的水泥砂浆抹很薄的面层，切忌使用过多的水泥。
（8）忌受酸腐蚀
酸性物质与水泥中的氢氧化钙会发生中和反应，生成物体积松散、膨胀，遇水后极易水解粉化。致使混凝土或抹灰层逐渐被腐蚀解体，所以水泥忌受酸腐蚀。
在接触酸性物质的场合或容器中，应使用耐酸砂浆和耐酸混凝土。矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥均有较好耐酸性能，应优先选用这三种水泥配制耐酸砂浆和混凝土。严格要求耐酸腐蚀的工程不允许使用普通水泥。
七 使用注意
1、要注意砂浆的合理配比。例如，要按照使用的部位例如抹墙，贴地砖，贴墙砖等选择合适的砂浆比例，每次搅拌好的砂浆以在两个小时使用完毕为宜。
2、选用建材市场上专用的砂浆用砂，尤其要控制沙子质量的含泥，泥含量高将降低粘结程度。
3、瓷砖使用前应充分浸泡后（两小时以上）阴干，避免砂浆因失水降低强度；地砖宜用干铺，墙砖宜湿铺。
4、砂浆搅拌要均匀，拌制砂浆后建议在2小时30分钟内使用。 八 对未来水泥的展望
未来10年，国际水泥工业的发展趋势是以节能，降耗，环保，改善水泥质
4 量和提高劳动生产率为中心，实现清洁生产和高效率集约化生产，走可持续发展的道路。研究的重点主要是围绕水泥工业节能降耗，减少有害气体（CO,SO 等）的排放。
结语
在当今社会建设方面，水泥已经广泛应用于各种行业的建筑，它已成为一种不可缺少的建筑材料。我们应充分发挥其优点，将其合理的使用在建筑当中。最大限度的延长建筑的使用期限。
