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一個研究了上百年的問題：水泥為什么會硬？

關(guān)于這個問題，成百上千的科學(xué)家已經(jīng)研究了上百年，在細(xì)節(jié)上至今仍有爭議。但其基本過程已經(jīng)形成了共識。總的來說，水泥的水化，就像是一群刺猬，從光滑的肉球中長出了刺，然后依靠這些“刺”互相扎在一起。短短幾個小時過去，水中的鈣、硅濃度都變得相當(dāng)高。這時，它們就會結(jié)合形成無數(shù)個水化硅酸鈣（C-S-H）小顆粒覆蓋在水泥的表面，形成一個C-S-H薄殼。在接下來的幾個小時里，水泥顆粒逐漸溶解、縮小，開始離這層薄殼越來越遠(yuǎn)；而構(gòu)成這層薄殼的無數(shù)小顆粒就像無數(shù)顆種子，細(xì)長的C-S-H纖維以此為起點，不僅向外生長，也向內(nèi)生長。向內(nèi)生長的纖維將水泥顆粒與薄殼緊密相連，向外生長的纖維則將不同的水泥顆粒聯(lián)結(jié)在一起。隨著時間的進(jìn)展，水泥與水逐漸消耗了，而這些纖維之間的聯(lián)結(jié)越來越緊密，后形成了一個堅實的整體，即使在電子顯微鏡下也分不清彼此了。這時的產(chǎn)物被稱為“水泥石”。

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硅酸鹽類水泥的生產(chǎn)工藝之濕法生產(chǎn)

將原料加水粉磨成生料漿后，喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產(chǎn)之一種。干法生產(chǎn)的主要優(yōu)點是熱耗低（如帶有預(yù)熱器的干法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克），缺點是生料成分不易均勻，車間揚塵大，電耗較高。濕法生產(chǎn)具有操作簡單，生料成分容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，料漿輸送方便，車間揚塵少等優(yōu)點，缺點是熱耗高（熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克）。水泥的生產(chǎn)，一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個工序，整個生產(chǎn)過程可概括為“兩磨一燒”。

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水泥的技術(shù)要求

1、 不溶物：Ⅰ型硅酸鹽水泥不溶物不超過0.75%。Ⅱ型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過1.50%。

2、 氧化鎂：水泥中氧化鎂含量不超過5.0%。如果水泥壓蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂含量允許放寬到6.0%。

3、3氧化硫：水泥中SO3含量不得超過3.5%。

4、 燒失量：Ⅰ型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.0%，Ⅱ型硅酸鹽水泥中燒失量不得大于3.5%。普通水泥中燒失量不得大于5.0%。

5、 細(xì)度：硅酸鹽水泥比表面積大于300㎡/kg，普通水泥80μm方孔篩篩余不得超過10.0%。

6、 凝結(jié)時間：硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于390min。普通水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于10h。

7、 安定性：用沸煮法檢驗必須合格。

8、強(qiáng)度：水泥標(biāo)號按規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來劃分，各標(biāo)號 水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于表1-2-1中數(shù)值。

9.堿：水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示，若使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。

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水泥發(fā)泡的方式

水泥物理發(fā)泡：將發(fā)泡劑通過機(jī)械設(shè)備制備成泡沫，再將泡沫加入到由水泥基膠凝材料、集料、摻合料、外加劑和水制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的保溫板材(以下簡稱發(fā)泡水泥保溫板)。

水泥化學(xué)發(fā)泡：將發(fā)泡劑加入由水泥基膠凝材料、集料、摻合料、外加劑和水制成的料漿中，經(jīng)混合攪拌、澆注，使其在模具中通過化學(xué)反應(yīng)而使?jié){體內(nèi)部產(chǎn)生封閉氣孔，經(jīng)養(yǎng)護(hù)、切割而成的保溫板材。

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常用水泥的環(huán)境條件使用范圍

1、在普通氣候環(huán)境中的混凝土：優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥；可以使用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。

2、在干燥環(huán)境中的混凝土：優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥；可以使用礦渣硅酸鹽水泥；不得使用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。

3、在高濕度環(huán)境中或永遠(yuǎn)處在水中的混凝土：優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥；可以使用普通硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。

4、嚴(yán)寒地區(qū)的露天混凝土、寒冷地區(qū)處在水位升降范圍內(nèi)的混凝土：優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥；可以使用礦渣硅酸鹽水泥；不得使用火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥。

5、受侵蝕性環(huán)境水或侵蝕性氣體作用的混凝土：根據(jù)浸蝕性介質(zhì)的種類、濃度等具體條件按專門（或設(shè)計）規(guī)定選用。

6、厚大體積混凝土：優(yōu)先選用粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥；可以選用礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥；不得使用硅酸鹽水泥、快硬硅酸鹽水泥。

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硅酸鹽水泥的性質(zhì)及應(yīng)用

1早期及后期強(qiáng)度均高：適用于預(yù)制和現(xiàn)澆的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、預(yù)應(yīng)力混凝土工程等。

2抗凍性好：適用于嚴(yán)寒地區(qū)和抗凍性要求高的混凝土工程。

3耐腐蝕性差：不旬淚于受流動軟水和壓力水作用的工程,也不宜用于受海水和其它腐蝕性介質(zhì)作用的工程。

4水化熱高：不宜用于大體積混凝土工程。

5抗炭化性好：適合用于二氧化碳濃度較高的環(huán)境,如翻砂、鑄造車間等。

6耐熱性差：不得用于耐熱棍凝土工程。

7干縮小：可用于干燥環(huán)境。

8耐磨性好：可用于道路與地面工程。