铝酸盐水泥的外加物使用限制

4.3.1　铝酸盐水泥

凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为铝酸盐水泥（高铝水泥），代号CA。根据需要，也可在磨制Al2O3含量大于68%的水泥时，掺加适量的α-Al2O3粉。

4.3.1.1　分类

根据《铝酸盐水泥》（GB201—2000）规定，铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数分为下面四类，其化学成分如表4-7所示。

表4-7　铝酸盐水泥的化学成分　单位:%

①　当用户需要时，生产厂应提供结果和测定方法。

CA—50　50%≤Al2O3＜60%　CA—70　68%≤Al2O3＜77%

CA—60　60%≤Al2O3＜68%　CA—80　Al2O3≥77%

4.3.1.2　物理性能与强度等级

1.细度

关于细度，要求比表面积不小于300m2/kg或45μm筛筛余不大于20%。

2.凝结时间

凝结时间（胶砂）应符合表4-8的要求。

表4-8　铝酸盐水泥的凝结时间

3.强度

强度按国家标准（GB/T17671—1999）（ISO法）规定的方法进行测定，但水灰比应作如下修改:

（1）CA—50成型时，水灰比按0.44和胶砂流动度达到130～150mm来确定。当用0.44水灰比制成的胶砂流动度正好在130～150mm时，即用0.44水灰比，当胶砂流动度超出该流动度范围时，应在0.44基数上以0.01的整倍数增加或减少水灰比，使制成胶砂流动度达到130～140mm或减至150～140mm，试件成型时用达到上述要求流动度的水灰比来制备胶砂。

（2）CA—60、CA—70、CA—80成型时，水灰比按0.40和胶砂流动度达到130～150mm来确定，若用0.40水灰比制成胶砂的流动度超出上述范围时，按CA—50的方法进行调整。

各类型水泥各龄期强度值不得低于表4-9规定的数值。

表4-9　铝酸盐水泥胶砂强度

①　当用户需要时，生产厂应提供结果。

4.3.1.3　特性及应用

1.特性

铝酸盐水泥的水化产物主要是含水铝酸一钙——CaO•Al2O3•10H2O（简写为CAH10）；含水铝酸二钙（C2AH8）和铝胶（AH3）。水化产物CAH10与C2AH8为针状或板状结晶，能相互交织成坚固的结晶共生体，析出的氢氧化铝凝胶（Al2O3•3H2O）难溶于水，填充于晶体骨架的空隙中，形成比较致密的结构，使水泥石获得很高的强度。经5～7d后，水化物的数量就很少增加，因此，铝酸盐水泥的早期强度增长很快，24h即可达到极限强度的80%左右，后期强度则增长不显著。

CAH10与C2AH8是亚稳定的，在温度高于30℃的潮湿环境中，会逐渐转化为比较稳定的含水铝酸三钙——3CaO•Al2O3•6H2O（简写为C3AH6）。转化过程随着温度升高而增加。转化结果使水泥石内析出游离水，增大了孔隙体积，同时由于C3AH6晶体本身缺陷较多，强度较低，晶体间的结合比较差，因而会降低水泥石的强度，使铝酸盐水泥制品的长期强度有降低的趋势。

铝酸盐水泥水化时放热量较大，且集中在水化初期，1d内即可放出水化热总量的70%～80%。此外，由于水化产物中没有Ca（OH）2，所以铝酸盐水泥抗硫酸盐性能很强，但抗碱性很差。

2.应用

铝酸盐水泥宜用于要求早期强度高的特殊工程，如紧急军事及抢修工程（筑路、修桥、堵漏等）。也可用于寒冷地区冬季施工的混凝土工程。

铝酸盐水泥在高温时，水化物产生固相反应，以烧结结合逐步代替了水化结合，使制品虽在高温下，仍能保持较高的强度。如果采用耐火的粗、细骨料（如铬铁矿等），可以制成使用温度达1300～1400℃的耐热混凝土。

铝酸盐水泥不宜用于大体积混凝土工程、长期承重的结构和高温潮湿环境中的工程。不得用于接触碱性溶液的工程。在施工中，不能与硅酸盐水泥或石灰等能析出氢氧化钙的胶凝物质混合，以防止凝结时间失控。

铝酸盐水泥使用时，未经试验，不得加入任何外加物。若用蒸汽养护时，其养护温度不得高于50℃。不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触使用；可以与具有脱模强度的硅酸盐水泥混凝土接触使用，但接茬处不应长期处于潮湿状态。

铝酸盐水泥混凝土后期强度下降较大，设计时应以最低稳定强度为依据，其值按国家标准（GB201—2000）规定，经试验确定。

4.3.2　快硬硅酸盐水泥

快硬硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥，简称快硬水泥。(www.xing528.com)

快硬水泥的生产方法与普通水泥基本相同，只是较严格地控制生产工艺条件。包括:原料含有害杂质较少；设计合理的矿物组成，其硅酸三钙和铝酸三钙含量较高，前者含量约为50%～60%，后者为8%～14%；水泥的比表面积较大，一般控制在330～450m2/kg。

快硬水泥的初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。安定性（由沸煮法检验）必须合格。水泥的强度等级以3d抗压强度表示，分为32.5、37.5和42.5三个等级。各龄期的强度均不得低于表4-10的规定。

表4-10　快硬硅酸盐水泥强度（GB199）

①　供需双方参考指标。

快硬硅酸盐水泥的早期、后期强度均高，抗渗性和抗冻性好，水化热大，耐腐蚀性差。适用于早强、高强混凝土工程，以及紧急抢修工程和低温施工等工程。

快硬水泥易吸收空气中的水蒸气，故贮运时须特别注意防潮，并应及时使用、不宜久存。从出厂日起不得超过1个月；超过1个月，应重新检验，合格后方可使用。

4.3.3　膨胀水泥

一般硅酸盐水泥在空气中硬化时，通常都表现为收缩，常导致混凝土内部产生微裂缝，降低了混凝土的耐久性。在浇筑节点、堵塞孔洞、修补缝隙时由于水泥石的干缩，不能达到预期的效果。采用膨胀水泥配制混凝土，可以解决由于收缩带来的不利后果。

膨胀水泥按膨胀值不同，可分为收缩补偿型膨胀水泥（简称膨胀水泥）及自应力型膨胀水泥（简称自应力水泥）两大类。前者表示水泥水化硬化过程中的体积膨胀，在实用上具有补偿收缩的性能，其自应力值小于2.0MPa，通常为0.5MPa，因而可减少和防止混凝土的收缩裂缝，并增加其密实度；后者表示水泥水化硬化后的体积膨胀，能使砂浆或混凝土在受约束条件下可资应用的化学预应力的性能，其自应力水泥砂浆或混凝土膨胀变形稳定后的自应力值不小于2.0MPa。

根据膨胀水泥的基本组成，可分为以下五种:

（1）硅酸盐膨胀水泥，以硅酸盐水泥为主，外加铝酸盐水泥和石膏配制而成。

（2）明矾石膨胀水泥，以硅酸盐水泥熟料为主，外加天然明矾石、石膏和粒化高炉矿渣（或粉煤灰）配制而成。

（3）铝酸盐膨胀水泥，由铝酸盐水泥熟料和二水石膏配制而成。

（4）铁铝酸盐膨胀水泥，由铁铝酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细而成。

（5）硫铝酸盐膨胀水泥，由硫铝酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细而成。

上述水泥的膨胀作用，主要是由水泥水化过程中形成的钙矾石（3CaO•Al2O3•31H2O）所致。通过调整各组成的配合比例，可得到不同膨胀值的膨胀水泥。有关膨胀水泥的技术性质和规定，可查阅相关的技术标准，如《明矾石膨胀水泥》（JC/T311）、《自应力铁铝酸盐水泥》（JC437）、《自应力硫铝酸盐水泥》（JC715）等。

膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土结构工程、防渗抗裂混凝土工程、补强和防渗抹面工程，大口径混凝土管及其接缝、梁柱和管道接头、固接机器底座和地脚螺栓等。

4.3.4　白色硅酸盐水泥

由白色硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）。磨制水泥时，允许加入不超过水泥质量5%的石灰石或窑灰作为外加物。水泥粉磨时允许加入不损害水泥性能的助磨剂，加入量不超过水泥质量的1%。生产应在无着色物玷污的条件下进行。

白色水泥熟料中氧化镁含量不得超过4.5%，水泥中三氧化硫含量不得超过3.5%，细度要求80μm方孔筛筛余不得超过10%，初凝不得早于45min，终凝不得迟于12h，安定性用沸煮法检验必须合格，白色水泥的强度等级按3d、7d、28d的抗压强度可分为:32.5、42.5、52.5、62.5四个强度等级，各等级白水泥各龄期强度不得低于表4-11规定的数值。

表4-11　白水泥各龄期强度值（GB2015）

白水泥的白度分为特级、一级、二级和三级。白度是指水泥色白的程度。其各等级白度不得低于表4-12规定的数值。

表4-12　白水泥白度等级

按白度与强度等级，白水泥分为优等品、一等品和合格品三个等级（见表4-13）。

表4-13　白水泥产品等级

白色水泥主要用于建筑物内外装修，如地面、楼面、门厅等处的水磨石、斩假石、水刷石饰面，也可用于雕塑等。

4.3.5　道路水泥

道路硅酸盐水泥（简称道路水泥），是由道路硅酸盐水泥熟料、0～10%活性混合材料和适量石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料。

道路硅酸盐水泥熟料含有较多的铁铝酸钙。该熟料中铝酸三钙的含量不得大于5.0%，铁铝酸四钙的含量不得小于16.0%。水泥中氧化镁含量不得超过5.0%，三氧化硫含量不超过3.5%。水泥的初凝不得早于1h，终凝不得迟于10h。在80μm方孔筛上的筛余不得超过10%，安定性用沸煮法检验必须合格。28d的干缩率不得大于0.10%。耐磨性以磨损量表示，不得大于3.60kg/m2。道路水泥分为42.5、52.5和62.5三个强度等级。各龄期的强度值如表4-14所示。

表4-14　道路水泥各龄期强度指标（GB13693）

道路水泥早期强度较高，干缩值小，耐磨性好，适用于修筑道路路面和飞机场地面，也可用于一般土建工程。