摘 要:礦渣硅酸鹽水泥又叫礦渣水泥，是通用硅酸鹽水泥品種的其中一種，其制作過程硅酸鹽水泥熟料和粒化高爐礦渣的混合量是有一定的技術要求的，是目前使用最普遍的一種硅酸鹽水泥，也是化學性能較穩定的一種水泥。

　　關鍵詞：化學性能 安定性 抗腐蝕性 強度

　　礦渣硅酸鹽水泥是用硅酸鹽水泥熟料與粒化高爐礦渣在加入3%～5%的石膏混合磨細或者分別磨后再加以混合均勻而制成的。水渣在磨細前必須烘干，但烘干溫度不可太高(不應超過600℃)，否則會影響水渣的活性。在磨制礦渣水泥時，隨著高爐礦渣的摻量的增加，水泥的抗壓強度稍有降低，但總的影響不大，而對抗拉強度的影響更小，所以其摻入量可以加入到占水泥重量的20%～85%，這樣對于提高水泥質量，降低水泥生產的成本是十分有利的。

　　1 礦渣硅酸鹽水泥的特性

　　1.1安定性比較穩定

　　通常造成水泥安定性不好的原因，主要是由于水泥中游離CaO在水泥石結硬后遇水消解而發生體積膨脹。但在礦渣硅酸鹽水泥中，熟料水化時所產生的Ca(OH)2被礦渣吸收，因而不會產生這種現象。

　　1.2放熱量較小

　　水泥加水后，水泥顆粒表面的各種礦物很快與水發生化學反應，即為水解和水化，生成一系列新的化合物，并釋放出一定的熱量。水泥是多礦物的集合體，各礦物的水化會互相影響。

　　2 水泥熟料中主要礦物的各自水化過程及其產物

　　(1)硅酸三鈣

　　在水泥礦物中，硅酸三鈣含量最高。它與水作用時，反應較快，水化放熱量大，生成水化硅酸鈣及氫氧化鈣：

　　(3CaO•SiO2)+6H2O=3CaO•2SiO2•3H2O+3Ca(OH)2 -----公式1

　　生成的水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而立即以膠體微粒析出，并逐漸凝聚而成為凝膠。水化生成的氫氧化鈣很快在溶液中達到飽和，從而以晶體析出。可見，各種礦物的水化是在石灰飽和溶液中進行的。

　　(2)硅酸二鈣

　　硅酸二鈣水化產物與硅酸三鈣相同，但數量不同，其水化反應較慢，水化放熱量小：

　　(2CaO•SiO2)+4H2O=3CaO•2SiO2•3H2O+Ca(OH)2 ----- 公式2

　　(3)鋁酸三鈣

　　鋁酸三鈣的水化作用進行極快，放熱量很大，生成水化鋁酸三鈣：

　　3CaO•AL2O3+6H2O=3CaO•AL2O3•6H2O -----公式3

　　水化鋁酸三鈣微晶體，易溶于水，它在石灰飽和溶液中，能與氫氧化鈣進一步反應，生成水化鋁酸四鈣(4CaO•AL2O3•12H2O)

　　本文由教育大論文下載中心WwW.JiaoYuDa.CoM整理(4)鐵鋁酸四鈣

　　鐵鋁酸四鈣與水作用時反應比較快，水化熱中等，生成水化鋁酸三鈣及水化鐵酸鈣凝膠：

　　4CaO•AL2O3•Fe2O3+7H2O=3CaO•AL2O3•6H2O+CaO•Fe2O3 •H2O ----公式4

　　由此可知，礦渣硅酸鹽水泥在硬化過程中放熱量比硅酸鹽水泥少得多，因為硅酸鹽水泥中鋁酸三鈣、硅酸三鈣水化時放熱量最大，而硅酸二鈣放熱量較小。礦渣中多為低堿度的硅酸鹽，水化時放熱量很小，由于這個特性，這種水泥適用于大體積混凝土構筑物中。

　　3礦渣硅酸鹽水泥具有較強的抗溶出性硫酸鹽侵蝕性能

　　當水泥建筑物長期與水接觸，已硬化了的水泥石中的氫氧化鈣就溶解到水中，或者和水里的一些化學物質如碳酸鹽、鎂鹽、氯化物等發生作用。導致水泥石中出現許多小溶洞，或者是在硬化的水泥石生成體積膨脹的新物質把建筑物脹裂，或者形成了一些質地疏松的東西，最后使得建筑物毀壞。這種現象稱為水泥的腐蝕。水泥中主要是氫氧化鈣和鋁酸三鈣導致水泥的腐蝕性。氫氧化鈣在動態淡水中會發生溶出性腐蝕。在酸中也會繁盛腐蝕。礦渣硅酸鹽水泥，是在硅酸鹽水泥中加入礦渣取代部分水泥熟料，使水泥和水作用的同時，能與氫氧化鈣在水泥還沒有硬化之前就生成一些有益的新物質，這些新物質不僅不會破壞水泥石的結構，反而會提高水泥的抗腐蝕能力。從而減少易腐蝕的成分含量(氫氧化鈣和鋁酸三鈣)，另外，礦渣粉末中含有活性成分，在堿性環境中，會產生二次反應，這個過程中也降低了氫氧化鈣的含量，所以提高了水泥的抗腐蝕性能。通過試驗表明，硅酸鹽水泥在硫酸鹽溶液的侵蝕下，其試件經過6～12個月后崩潰，而礦渣硅酸鹽水泥非但沒有被破壞，強度反而有所提高。同時礦渣硅酸鹽水泥的抗溶出性硫酸鹽侵蝕性能是隨著礦渣摻量的增加而提高，故礦渣硅酸鹽水泥能適用于水上工程、海港及地下工程等，但在酸性水及含鎂鹽的水中，礦渣水泥的抗侵蝕性較普通水泥差。

　　4 耐熱性較強。使用在高溫車間及高爐基礎等容易受熱的地方比普通水泥好。

　　5 礦渣硅酸鹽水泥早期強度低，而后期強度增長率高。

　　混合材料分為活性與非活性的，其中活性材料又包括粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料和粉煤灰。礦渣水泥的水化首先是熟料礦物水化，然后生成的氫氧化鈣才與礦渣中的活性氧化硅和活性氧化鋁發生反應。同時，由于礦渣水泥中含有粒化高爐礦渣，相應熟料含量較少，因此凝結稍慢，早期(3天、7天)強度較低。但在硬化后期，28天以后的強度發展將超過硅酸鹽水泥。一般礦渣摻入量較多，早期強度越低，但后期強度增長率越大。此外，礦渣水泥受溫度影響的敏感性

　　較硅酸鹽水泥大。在低溫下硬化很慢，顯著降低早期強度;而采用蒸汽養護等濕熱處理方法，則能加快硬化速度，而且不影響后期強度的發展。

　　綜上所述。礦渣鹽酸鹽性能穩定，主要適用于大體積混凝土建筑中使用，相對于普通水泥性能較好，但要注意前期養護工作。

　　參考文獻：[1]《GB 175-2007通用硅酸鹽水泥》

　　[2]《建筑材料與檢測技術》，遼寧省工程質量檢測中心出版