低热硅酸盐水泥

中热硅酸盐水泥与低热硅酸盐水泥，低热矿渣水泥是水化放热较低的品种，适用于浇制水工大坝、大型构筑物和大型房屋的基础等，常称为大坝水泥。

由于混凝土的导热率低，水泥水化时放出的热量不易散失，容易使混凝土内部最高温度达60℃以上。由于混凝土外表面冷却较快，就使混凝土内外温差达几十度。混凝土外部冷却产生收缩，而内部尚未冷却，就产生内应力，容易产生微裂缝，致使混凝土耐水性降低。采用低放热量和低放热速率的水泥就可降低大体积混凝土的内部温升。

降低水泥的水化热和放热速率，主要是选择合理的熟料矿物组成，粉磨细度以及掺入适量混合材。

水泥熟料矿物的水化热见表1

表1 水泥熟料水化热 j/g

矿物

名称 3d 28d 3月 矿物

名称 3d 28d 3月

C3S 327 389 456 C3A 502 778 832

C2S 25 109 151 C4AF 134 364 397

由上表可看出，各水泥熟料矿物的水化热及放热速率具有下列顺序：

C3A ﹥ C3S ﹥ C4AF ﹥ C2S

因此，为了降低水泥的水化热和放热速率，必须降低熟料中铝酸三钙和硅酸三钙的含量，相应提高铁铝酸四钙和硅酸二钙的含量。但是，硅酸二钙的早期强度很低，所以不宜增加过多，硅酸三钙含量也不应过少，否则，水泥强度发展过慢。因此，在设计中热硅酸盐水泥熟料和低热水泥熟料矿物组成时，首先应着重减少铝酸三钙的含量，相应增加铁铝酸四钙的含量。按GB200—2003要求，中热硅酸盐水泥熟料中，C3S含量应不超过55%，C3A含量应不超过6%，游离氧化钙含量应不超过1.0%；在低热硅酸盐水泥中，C2S含量应不小于40%，C3A含量应不超过6%，游离氧化钙含量应不超过1%；在低热矿渣硅酸盐水泥中，C3A含量应不超过8%，游离氧化钙含量应不超过1.2%，氧化镁的含量不宜超过5%，如果水泥经压蒸安定性试验合格，则氧化镁的含量允许放宽到6.0%。

增加水泥粉磨细度，水化热也增加，尤其是增加早期水化热；但水泥磨得过粗，强度下降，单位体积混凝土中的水泥用量就增加，水泥的水化热虽下降，但混凝土的放热量反而增加。所以中热水泥细度一般与普通硅酸盐水泥相近。

水泥中掺入混合材，如粒化高炉矿渣，可使水化热按比例下降。例如，掺加50%矿渣，使水泥的三天水化热下降45%，七天水化热下降37%。掺入矿渣，水泥强度虽有所下降，但下降的程度远较水化热的降低力小。

根据国家标准规定，中低热硅酸盐水泥有三个品种，即中热硅酸盐水泥（简称中热水泥），低热硅酸盐水泥（简称低热水泥）和低热矿渣硅酸盐水泥（简称低热矿渣水泥，水泥中含有粒化高炉矿渣20－60%）。

中热水泥和低热水泥强度等级为42.5,低热矿渣水泥强度等级为32.5。水泥的强度等级和各龄期强度见表2。

表2 水泥的强度等级和各龄期强度 Mpa

品种 强度

等级 抗压强度 抗折强度

3d 7d 28d 3d 7d 28d

中热

水泥 42.5 12.0 22.0 42.5 3.0 4.5 6.5

低热

水泥 42.5 － 13.0 42.5 － 3.5 6.5

低热矿渣水泥 32.5 － 12.0 32.5 － 3.0 5.5

中热水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣水泥的各龄期水化热的上限值列于表3。

表3 水泥强度等级的各龄期水化热 j/g

品种 强度等级 水化热

3d 7d

中热水泥 42.5 251 293

低热水泥 42.5 230 260

低热矿渣水泥 32.5 197 230

水泥熟料中氧化镁含量不得超过5%，指标与用于生产普通硅酸盐水泥的熟料相同。其三氧化硫含量不得超过3.5%。中热水泥和低热水泥熟料中的碱含量，以Na2O当量（Na2O+0.658K2O）表示不得超过0.6%。在生产低热矿渣水泥时，允许放宽到1.0%。熟料中的游离氧化钙含量不得超过1.2%。

中热水泥、低热水泥和低热矿渣水泥的初凝不得早于60min，终凝不得超过12h。

中热硅酸盐水泥主要适用于大坝溢流面的面层和水位变动区等要求较高的耐磨性和抗冻性工程；低热水泥和低热矿渣水泥主要适用于大坝或大体积建筑物内部及水下工程。

低热微膨胀水泥是我我国研制成的用于大坝工程的另一种低热水泥，它是由粒化高炉矿渣，硅酸盐水泥熟料和石膏共同粉磨组成。净浆线膨胀为0.2－0.3%左右，7天水化热小于167j/g，其主要水化物为钙矾石和水化硅酸钙凝胶。该水泥主要用于大坝工程。