低热硅酸盐水泥道路混凝土性能的研究
摘要：本文把市面上两种普通水泥与低热硅酸盐水泥在同样的测试条件之下，开展了水泥抗冲击性能、胶砂干缩性能与混凝土耐磨性能三个方面的试验。
依照测试结果，分析了这三种硅酸盐水泥对混凝土性能与胶砂具体有什么影响，且利用对低热硅酸盐水泥胶砂性能方面的研究，探究低热硅酸盐水泥对道路混凝土性能的影响程度。
关键词：硅酸盐水泥；低热；道路混凝土；性能
中图分类号：tu37 文献标识码：a 文章编号：
近些年，我们国家经济得到了飞速的发展，道路建设也随之迎来了其极好的发展机遇，据有效数据显示，到2013年底全国混凝土道路建设预计可以超过250万千米。
所以，为了提高道路建设的质量，从混凝土道路的主要胶凝材料——水泥方面着手研究，已经成为当前研究的主要方向。
低热硅酸盐水泥由于其具有较为优良的性能，已经被我们国家列入“九五”国家重点科技攻关计划的重点项目。
但是截止至2012
年12月，相对来说对这个项目的研究总数较少，且范围不够宽泛，在实际施工项目的应用也比较窄，仅限于大坝混凝土方面。
为了可以扩大低热硅酸盐水泥在实际施工项目中的应用范围，本文结合这种水泥的物理性能，尝试将它应用于道路混凝土方面，并采取试验手段把它与市面上常见的两种通用水泥进行测试评估，且利用对低
热硅酸盐水泥胶砂性能方面的研究，探究低热硅酸盐水泥对道路混凝土性能的影响程度。
一、测试材料与测试方法
1.测试材料
低热硅酸水泥选择的是由四川嘉华水泥厂的产品，另外两个通用水泥则选择的是广西某两个大型水泥厂生产的p·o42.5r硅酸盐水泥，这两个水泥产的生产方法都是采用干法制作。
分别对这三种水泥进行编号，c3为低热硅酸水泥，c1、 c2则分别为两种普通水泥，与之相对应的混凝土或胶砂分别是1、2、3号。
从下面两个表中可以了解到三种型号水泥对应的熟料化学成分及各自的物理性能。
三种水泥的物理性能
三种水泥熟料的化学成分和矿物组成
2.测试设备及测试方法
①依据相关规范进行水泥胶砂干缩测试，因为现今我们国家对于水泥胶砂抗冲击性能的测试还没有出台相应的标准，结合实际状况，选取落锤重力测试手段。
测试设备是落锤重力实验机，待测的混凝土构件的规格为100mm×100mm×50mm，该设备的锤头重量为3千克，将锤头升至30厘米的高度连续冲击待测混凝土构件，直到待测混凝土构件出现结构性的开裂。
测试结果以每个小组6个待测混凝土构件的平均冲击次数为宜。
②依据相关规范进行混凝土耐磨测试。
测试设备选择的是混凝土滚珠耐磨试验机，并于五千转时的磨头对待测混凝土构件进行磨损，测量磨损的深度作为待测混凝土构件的耐磨度，利用耐磨度这个数值来评估混凝土的耐磨性能。
二、测试结果与讨论
1.混凝土干缩性能
影响混凝土干缩性能主要因素是水泥砂浆，粗集料对混凝土干缩性能方面的影响非常小，所以在测试的时候单单开展水泥胶砂干缩测试，并以这个测试结果进行混凝土干缩性能的评估。
三个型号水泥胶砂在各个龄期的干缩数据见下图。
在上图中，较小浅颜色的虚线表示的是低热硅酸盐水泥，较大虚线与实线分别表示c1、c2。
上图表示，三种水泥胶砂的收缩都是随着龄期的增加而增加，在20天以后收缩增长趋于平缓，在这之前的增长幅度比较大；在3天之前，三种水泥胶砂的干缩率区别不大；7天之后，低热硅酸盐水泥的干缩率渐渐与其他两个型号的水泥区别开来，且在60天的时候其干缩值也比其他两种小，从而我们就可以知道低热硅酸盐水泥与其他两种水泥相比较，可能因为它特有的浆体的孔结构相关，具有比较良好的体积稳定性。
2.抗冲击性能
为了对比不同的水泥对混凝土性能的影响，在检测水泥对路面混凝土抗冲击性能的影响时剔除了粗骨料，直接用砂浆的抗冲击性能
来说明水泥的影响程度。
3 种水泥胶砂 28天、60天和 90天龄期的抗冲击性能检测结果见下图。
从图中可以看出，与通用硅酸盐水泥相比，低热水泥胶砂有着优异的抗冲击性能，无论是 28d 还是在长龄期，从数据上反映它的抗冲击性能要远超出 1 号
和 2号样。
3.耐磨性能
以混凝土为试样，试验结果以耐磨度来表征，耐磨度的含义是：材料磨损至一定深度所能经受的磨损力作用。
耐磨度按下式计算。
上图是耐磨性测试的结果，从图可以看出，当混凝土构件进入28天龄期时，3号样的耐磨度最小，耐磨性能也最差，但是与 2号样的差距并不大。
到了 60d 和 90d，其耐磨度有了大幅增长，超过了 1号和2号样。
因为在进行耐磨性检测的时候，往往是针对混凝土构件的表层，所以混凝土构件表层浆体的致密性与胶凝性在很大程度上对于其耐磨性起着决定性的作用。
这主要是由于3号样低热混凝土构件里面较多的b矿物质，在其余条件都一样的背景之下，到达28天龄期的时候通用硅酸盐水泥的水化程度往往要高于低热硅酸盐水泥的水化程度，所以导致3号低热硅酸盐水泥浆体里面的胶凝性与致密性会低于1号样和2号样。
但是当龄期到达60天与90天的时候，还没有完全水化的b矿物质可以照样进行水化，在此
时低热硅酸盐水泥的整体水化程度已经大大超过另外两个样，而且质量相同的ca2sio4与ca3sio2水化之后会得到更多的c-s-h凝胶，进而将低热硅酸盐水泥浆体的致密性与胶凝性有效地提高了，最终提升了低热硅酸盐水泥构件的耐磨性。
4.热分析
3 种水泥净浆试样的 90d 龄期时的热分析，经测试3 个试样在105.4℃、 106.8℃以及 104.7℃时都有明显的吸热峰，这是水化硅酸钙凝胶和钙矾石的脱水效应，从相对应的 tg 曲线可以计算出 1号、 2号和 3号 3 个样在此温度下的失重分别为
12.25% 13.80%、14.52%；其次，在 450℃附近 3 个 dta 曲线也都有明显的吸热峰，这是 ca(oh)2 的脱水吸热效应，它们的失重比例分别为5.01%、 4.87%、4.27%。
通过 tg曲线的计算可知，90d 龄期时，3号水泥水化产物中生成的凝胶的量最多，而晶体含量最少，因此 3号的晶胶比必然最小，使得其道路混凝土具有较小的脆性，较好的抗冲击性能。
同时，大量凝胶的生成提高了浆体的致密性，阻断了孔与孔之间的连通，减少了连通孔，减小了水分的散失，使得低热水泥胶砂的干缩较小。
因此，在粗骨料相同的情况下，低热水泥道路混凝土具有更好的干缩性能和体积稳定性。
三、结论
1.低热水泥胶砂具有较小的干缩率，在相同粗骨料的影响因素下，其道路混凝土的也应具有较小的干缩率，更好的体积稳定性。
2.与通用硅酸盐水泥相比，低热水泥水化产物具有较小的晶胶
比，水泥胶砂的脆性小，抗冲击性能也好；因此在粗骨料相同的情况下其混凝土也有较小的脆性及较好的抗冲击性能。
3.通过低热水泥胶砂的性能可以看出，低热水泥后期持续的水化能力有利于提高其道路混凝土的耐久性，提高路面的使用寿命，将其应用于道路混凝土具有实际工程意义和广泛的应用前景。
4.通过低热水泥胶砂的性能可以看出, 低热水泥后期持续的水化能力有利于提高其道路混凝土的耐久性, 提高路面的使用寿命, 将其应用于道路混凝土具有实际工程意义和广泛的应用前景。
参考文献：
[1]沈威，黄文熙，闵盘荣.水泥工艺学[m].武汉:武汉理工大学出版社，2002.
[2]冯乃谦.实用混凝土大全[m].北京:科学出版社，2001.
[3]杨南如,岳文海.无机非金属材料图谱手册[m]. 武汉:武汉理工大学出版社,2000.
[4]杨东生.水泥工艺实验[m].北京:中国建筑工业出版社,2005.。