【摘 要】无石膏硅酸盐水泥具有凝结硬化速率快、生产便捷等优点并且其在实际应用中可以加快施工进度，降低工程造价，提高混凝土强度，避免出现安定性不良等问题。本文以石膏硅酸盐水泥为研究对象，卓汇总就其性能和应用情况进行了探究，以期可以为相关研究提供指导。
【关键词】无石膏水泥；硅酸盐；性能
水泥作为一种重要的施工材料，已经被广泛应用于道路、桥梁和海洋开发等工程施工中。但是随着工程建设的发展，新的工程结构形式和施工工艺对水泥性能提出了更高的要求。特别是随着节能减排发展策略的提出，生产低能耗、高质量的水泥是其发展的必然趋势。因此，对于新型水泥的性能及应用进行探究具有重要意义。
1 无石膏硅酸盐水泥的性能研究
从水泥净结的胶砂强度和凝结时间来讲，山铝水泥孰料+0.5%的FDN和硫酸钠是比较合理的无石膏硅酸盐水泥配方。根据国家标准中对于凝结时间的规定，在标准测试方法之下，可知其在3d和28d的养护期后，相应的胶砂强度值均可以满足国家规定的标准。鉴于FDN本身具有很强的减水作用，该种配方下的无石膏水泥在减水体积达到45ml之后，3d和28d条件下的胶砂强度也可以满足P.042.5R的强度标准。而如果用FDN和硫酸钠来替代石膏，也可以制成无石膏水泥。下面从粉磨效率、标准稠度用水量、凝结时间以及安定性等方面来就无石膏硅酸盐水泥的实际性能进行分析。
1.1 无石膏硅酸盐水泥的粉磨效率研究
在无石膏硅酸盐水泥中，其中的FDN和硫酸钠均具有比较大的偶极距，这在一定程度上可以起到助磨作用，有利于提高水泥孰料的粉磨效率，同时也可以降低孰料粉磨过程中的耗能量，增加球磨机工作效率。而就FDN和硫酸钠的助磨机理而言，其主要包括列宾捷尔薄膜假说、马杜里颗粒分散理论以及削弱颗粒强度机理等。而通过对FDN和硫酸钠二者的助磨机理进行深入分析，可知其和二者的偶极距直接具有紧密联系。比如，在掺入FDN和硫酸钠之后，采用小型球磨机来粉磨水泥孰料，FDN和硫酸钠会在颗粒表面逐渐吸附，这就减小了水泥孰料颗粒表明的硬度。而随着粉磨操作的持续开展，也可能会因静电等影响因素而使颗粒粉磨出现凝结成团的问题，此时FDN和硫酸钠就可以提供必要的离子和分子，减小颗粒断裂面出现再次复合的概率，同时可以提升颗粒的分散性和流动性，减少粘球问题，同时也可以增加水泥孰料颗粒碰撞频率，提高其分散性和流动性，从而可以达到提高水泥孰料粉磨效率的目的。
1.2 无石膏硅酸盐水泥标准稠度用水量研究
理论上来讲，水泥安定性检测和凝结时间测定等均需要在标准稠度用水量条件下开展，所以在对水泥安定性及凝结时间等应用性能进行测定之前，要先测定标准稠度用水量。而为了测定该数值，可以采用标准法和固定用水量法相结合的方式，具体就是采用固定用水量法来测定水量约值，接着运用标准法来对相应数值结果进行验证。在试验开展的过程中，实验人员需要称取500g无石膏水泥，具体就是掺入FDN和硫酸钠的上述水泥孰料。按照规范要求和标准来进行实际操作，并且可以适当地加入142.5ml的拌合水，并用标准的操作流程来操作水泥净浆搅拌机，这样就可以得到试验开展所需的水泥净浆。在试验过程中，先采用试锥法这种固定用水量方法求得标准稠度用水量数值为23%，然后再按照上述规范操作流程来进行复核和验证。而在用水量为115ml的情况下，可知所拌制水泥净浆在实际的标准法测试条件下，所用试杆顶端最终距玻璃底板之间的距离为6.3mm，该数值满足标准稠度净浆所规定的标准值（6mm±1mm）。因此，可知该种配方下的无石膏硅酸盐水泥的标准稠度值用水量为23%。
1.3 无石膏硅酸盐水泥凝结时间研究
经过上述测试可知，标准稠度用水量数值为23%，此时可以采用标准稠度用水量（23%）所拌制成的标准稠度制成的无石膏水泥净浆来开展水泥凝结时间的测定工作，具体测定方法根据相关规范中的规定和要求来严格执行。经过试验探究可知，采用山铝熟料+0.5%FDN+0.5%硫酸钠配方的无石膏水泥，可得FDN和硫酸钠的水泥凝结时间为：初凝时间：145~185min；终凝时间：195~240mm。
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1.4 无石膏硅酸盐水泥安定性研究
同标准水泥相同，无石膏硅酸盐水泥安定性试验也主要采用雷式法（标准法）来进行测定，具体就是测定水泥净浆在雷式夹中沸煮后的膨胀值。在试验测定的过程中，所用的雷式夹需要符合规定，并要由FND和硫酸钠替代石膏并经过磨细处理之后的无石膏水泥净浆按照规定的要求和标准来制成标准试件A和B，并且需要为每个雷式夹配备两块质量为75~85g的玻璃板，并要在试验所用蕾式夹上涂抹一层薄油，具体需要根据规范中的有关规定和要求来严格执行，并且在按照标准规定进行试验操作之后，立刻将所制作好的试模移至养护箱内，采用标准的养护方法来养护24h；沸煮箱内部的沸煮过程及水位含量等条件也需要符合规范要求；在经过沸煮处理之后，要将沸煮箱内部的热水排出，并在其冷却之后，取出相应的试模，测定雷式夹指针尖端之间的距离。通过按照上述试验流程进行分析，可得：试件A和B的指针尖端增加值距离分别为1.5mm和2.5mm，两个试件沸煮之后增加的平均距离值为2.0mm，所以妻儿这相差值仅为1.0mm，可知该种类型的无石膏水泥安全性符合使用需求。
1.5 无石膏硅酸盐水泥耐久性研究
一方面，要对其长期强度进行测试，具体就是在水泥水化时间控制在38d~360d龄期范围时刻的强度。当前我国大多数类型的水泥在水化之后的28d之后，强度会得到快速增长，这实际上和其实际的矿物组成有关，并且在超过28d之后，相应的强度增长会越发缓慢，所以一般将28d作为强度测试的标准龄期。通过试验操作可知，上述配方下的无石膏硅酸盐水泥强度也会随着龄期增长而相应增加，并且抗压强度值和抗折强度值会在28d之后出现快速增长，而之后就会逐步趋于缓慢，待90d之后强度值基本可以保持不变。这也说明该种配方下的无石膏硅酸盐水泥在水化之后，会不断生成硅酸钙凝胶，并且水泥石结构的孔隙也很会被其所填充，这就在一定程度上增加了水泥石结构强度。
另一方面，针对无石膏水泥抗硫酸盐性能研究而言，也需要根据标准的试模制作和养护程序来制成相应的试验检测模型来进行试验验证。通过试验操作可知，该种配方下的无石膏水泥在硫酸盐溶液中的强度会呈现出增长的趋势。但是实际增长的强度值和幅度低于其在水中长期标准养护环境下的情况，这充分表明了硫酸根离子和溶液中的铝离子和钙离子会形成钙矾石，并且会进一步填充水泥石结构空隙，从而可以显著增强其强度。鉴于硫酸盐易溶于水，所以其在水中会侵害相应的水泥石结构，此时就会降低相应的强度。由此可知，无石膏硅酸盐水抵抗硫酸盐侵蚀的性能比较好。
1.6 无石膏硅酸盐水泥凝结硬化研究
在对无石膏硅酸盐水泥硬化进行检测的过程中，主要采用XRD方法，具体就是借助X射线来反应材料的成分和分子构成等情况，以便可以对其硬化的实际情况进行分析和探究。
2 无石膏硅酸盐水泥的应用
无石膏硅酸盐水泥是一种新型的建筑材料，其主要是由硅酸盐水泥孰料、磨细的胶凝材料以及质量分数为0%~5%比例的粒化高炉矿渣或者生石灰等构成，其可以显著提升水泥凝结硬化的速率，也不会产生瞬凝问题，同时可以显著降低其生产的耗能量，增加其经济效益。因此，在道路工程、建筑工程以及桥梁工程等土建工程中均可以合理运用无石膏硅酸盐水泥，以充分发挥其在确保施工质量方面的积极作用。
总之，无石膏硅酸盐水泥作为一种新型的水泥类型，其还没有在工程建设中得到广泛推广和普及，并且实际应用的过程中还存在一些不足，所以必须要采取科学、合理的策略来防范其中存在的各种问题，从而全面发挥无石膏硅酸盐水泥在加快施工进度，提高施工强度方面的积极作用。
参考文献
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论文作者:蒋克军
论文发表刊物:《低碳地产》2016年12期
论文发表时间:2016/10/25
标签：石膏论文; 水泥论文; 标准论文; 硫酸钠论文; 强度论文; 硅酸盐水泥论文; 稠度论文; 《低碳地产》2016年12期论文;