摘要：水泥是重要的建筑材料之一，水泥的物理性能對(duì)混凝土的使用質(zhì)量具用重要的影響。本文就水泥的強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、需水性、保水性與泌水性幾個(gè)方面的物理性能及其與混凝土的使用質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：水泥；物理性能；混凝土；使用質(zhì)量

　　水泥是當(dāng)今建筑行業(yè)用量最大的建筑材料之一，是構(gòu)成混凝土并決定其使用質(zhì)量的重要成分，水泥質(zhì)量具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
水泥質(zhì)量的好壞，可以從它的基本物理性能反應(yīng)出來(lái)。水泥的物理力學(xué)性能都直接影響著水泥的使用質(zhì)量，進(jìn)而直接或間接地影響到混凝土的性能。有些最基本的物理性能是在水泥出廠時(shí)必須測(cè)定的，如強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等，其他物理性能是根據(jù)用戶(hù)不同的需要而進(jìn)行測(cè)定。下面就水泥的幾項(xiàng)較主要的物理性能及其與混凝土的使用質(zhì)量關(guān)系進(jìn)行分析。

　　1 水泥強(qiáng)度

　　水泥強(qiáng)度是水泥膠砂漿硬化試體所能承受外力破壞的能力。用MPa（兆帕）表示，它是反應(yīng)水泥質(zhì)量的最重要的物理力學(xué)性能之一。影響水泥強(qiáng)度的因素很多，大體上可分為以下幾個(gè)方面：水泥本身的性質(zhì)，水灰比的影響及試體成型方法的影響，養(yǎng)護(hù)條件、操作和時(shí)間的影響。
水泥的性質(zhì)主要由熟料的礦物成分組成及三率值（熟料飽和比、硅率、鋁率）、混合材料的品種、質(zhì)量及摻加量、石膏質(zhì)量、摻量、粉磨細(xì)度等決定，所以不同品種和不同生產(chǎn)方式所生產(chǎn)的水泥，其性能是不同的。水泥只有在加水拌和后才能產(chǎn)生膠凝性，加水量多少（即水灰比）對(duì)水泥強(qiáng)度的高低有直接影響，加水量多強(qiáng)度降低。試體的成型方法包括灰砂比、攪拌，搗實(shí)等，這些因素也直接影響到水泥強(qiáng)度值的高低。水泥膠結(jié)材料在水化凝結(jié)硬化的過(guò)程中，周?chē)�環(huán)境的溫度、濕度條件對(duì)其影響很大。在一定范圍內(nèi)，溫度越高，水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)越快，溫度越低，增長(zhǎng)越慢。潮濕的環(huán)境對(duì)水泥凝結(jié)硬化有利，干燥的環(huán)境對(duì)水泥凝結(jié)硬化不利，特別是對(duì)水泥的早期強(qiáng)度影響更大。由于影響水泥強(qiáng)度的因素很多，故在檢驗(yàn)水泥強(qiáng)度時(shí)必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的試驗(yàn)條件，才能使水泥強(qiáng)度的檢驗(yàn)結(jié)果具有可比性。
混凝土的強(qiáng)度主要取決于水泥石強(qiáng)度及其與骨料之間的粘結(jié)強(qiáng)度。在混凝土所用材料、配合比相同的條件下，所用的水泥強(qiáng)度越高，制成的混凝土強(qiáng)度也越高。

　　2 凝結(jié)時(shí)間

　　水泥的凝結(jié)時(shí)間分為初凝時(shí)間和終凝時(shí)間。初凝時(shí)間為水泥加水拌和起，至水泥漿開(kāi)始失去塑性所需的時(shí)間；終凝時(shí)間從水泥加水拌和起，至水泥漿完全失去塑性并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。水泥凝結(jié)時(shí)間在施工中具有重要意義，為使混凝土和砂漿有充分的時(shí)間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸、澆搗和砌筑，水泥初凝時(shí)間不能過(guò)短；當(dāng)施工完畢后又希望混凝土能盡快硬化，具有強(qiáng)度以縮短脫模時(shí)間，加快施工進(jìn)度，又要求水泥有不能太長(zhǎng)的凝結(jié)時(shí)間，以利于混凝土施工。

　　3 體積安定性

　　體積安定性是指水泥在硬化過(guò)程中，體積變化是否均勻的性能，簡(jiǎn)稱(chēng)安定性。水泥安定性不良會(huì)導(dǎo)致混凝土構(gòu)件變形甚至坍塌，造成質(zhì)量事故。引起安定性不良的主要原因是熟料中游離氧化鈣或游離氧化鎂過(guò)多或石膏摻量過(guò)多。安定性不合格的水泥不得用于工程，應(yīng)廢棄。

　　4 水泥的需水性

　　在拌制砂漿或混凝土?xí)r，所加入的水能起到兩種作用：一是保證水泥水化和水解反應(yīng)所需要的水，二是保證砂漿或混凝土在攪拌和施工時(shí)有足夠的流動(dòng)度，使水泥在澆灌時(shí)可以在模板內(nèi)分布均勻、填充密實(shí)。為滿(mǎn)足混凝土施工所需流動(dòng)度加入的水量一般都要超過(guò)水泥的水化和水解反應(yīng)所需水量的2—3倍。除水泥水化必須的水以外所剩余的水分最終都會(huì)蒸發(fā)散失，因而會(huì)形成很多微小的空隙，不僅降低了砂漿或混凝土強(qiáng)度，而且蒸發(fā)時(shí)發(fā)生的收縮，易使混凝土或砂漿產(chǎn)生裂縫，從而大大降低構(gòu)筑物的耐久性。因此達(dá)到一定流動(dòng)度所需的水量，就稱(chēng)為水泥的需水性。水泥的需水性是水泥的重要性能之一。其直接影響到混凝土配合比設(shè)計(jì)與使用性能。
影響水泥需水性的因素很多。從熟料礦物組成來(lái)說(shuō)，鋁酸三鈣需水量最大，硅酸二鈣需水量最小，適當(dāng)調(diào)整熟料中鋁酸三鈣和硅酸二鈣的含量在一定程度上可以調(diào)整水泥的需水性。水泥中混合材料的品種、摻量也很大程度上影響著水泥的需水性。例如摻頁(yè)巖或燒粘土的水泥，其需水量就較大，但礦渣對(duì)需水性的影響不大。熟料生燒和粉磨細(xì)度也能使水泥需水量增加。

　　5 水泥的保水性和泌水性

　　在施工中配制混凝土?xí)r，常發(fā)現(xiàn)不同品種的水泥拌水后呈現(xiàn)不同的現(xiàn)象。有的水泥凝結(jié)時(shí)會(huì)將拌合水保留起來(lái)，有的水泥在凝結(jié)過(guò)程中會(huì)析出一部分拌合水，這種析出的水往往會(huì)覆蓋在試體或構(gòu)筑物的表面上，或從模板底部溢出來(lái)，水泥的這種保留水分的性能就稱(chēng)作保水性，水泥析出水分的性能稱(chēng)為泌水性或析水性。保水性和泌水性是指一件事的兩個(gè)相反現(xiàn)象。
泌水性對(duì)混凝土的施工質(zhì)量是有害的。因?yàn)閺幕炷�土中泌出的水常�?huì)停留在澆灌層表面，這樣就會(huì)使這一層混凝土和下一次澆灌混凝土之間產(chǎn)生一層含水較高的間層，這將妨礙混凝土層間的結(jié)合，因而破壞了混凝土的均質(zhì)性。同時(shí)，這種分層現(xiàn)象還會(huì)在混凝土內(nèi)部發(fā)生，這時(shí)析出來(lái)的水分就聚集在粗集料和鋼筋的下表面，結(jié)果不僅將使混凝土鋼筋的握裹力大為減弱，而且還會(huì)因?yàn)檫@些水分的蒸發(fā)遺留下許多微小的空隙，從而降低了構(gòu)件的強(qiáng)度和抗水性。
另外，不同品種的水泥適用范圍也不盡相同，如硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥水泥強(qiáng)度等級(jí)較高，主要用于高強(qiáng)度混凝土、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程。因其水化過(guò)程放出大量的熱，故不宜用于大體積混凝土構(gòu)筑物。使用時(shí)應(yīng)注意了解不同品種水泥的主要特性和適用范圍。
綜上所述，水泥的物理性能在很大程度上影響著混凝土的使用性能和使用質(zhì)量，施工中要配制優(yōu)質(zhì)的混凝土離不開(kāi)性能優(yōu)良的水泥。