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1、欧洲最新抗硫酸盐水泥标准简介作者：姜胜平 新疆建筑材料研究所 1 引言 目前,抗硫酸盐水泥的种类已发展到数十种,并使混凝土和砂浆耐硫酸盐侵蚀的能力明显得到改善。欧洲抗硫酸盐水泥的主要类型有:抗硫酸盐波特兰水泥(简称SRPC水泥)、铝酸盐水泥(即高铝水泥,简称CAC水泥)、超硫酸盐水泥(简称SSC水泥)、混合水泥(即含有天然火山灰材料、部分烧粘土、粉煤灰、粒化高炉矿渣等混合材的水泥)。同时应该认识到:抗硫酸盐水泥的抗硫酸盐性都是相对的,也就是说它在恶劣的硫酸盐环境中能够提供比普通波特兰水泥(简称OPC水泥)更强的
2、抗硫酸盐性。 欧洲各国近二十年来一直致力于制定统一的欧洲水泥标准,并于1992年由欧洲标准化委员会(CEN)制定出新的欧洲水泥试行标准ENV197-1,即“水泥—组成、规格、合格判定—第一部分:通用水泥”。近几年的研究工作主要根据欧洲通用水泥标准ENV197-1相继制定出一系列其它品种的水泥标准,如ENV197-2抗硫酸盐水泥标准;ENV197-3低热水泥标准;ENV197-10白水泥标准;ENV197-12铝酸盐水泥标准等。本文简要介绍符合欧洲水泥标准的不同类型的抗硫酸盐水泥标准及其水化反应机理。2 抗硫酸盐波特
3、兰水泥(SRPC水泥) 与OPC水泥的生产方法相同,SRPC水泥也是由石灰质原料、粘土质原料、铁质原料按一定比例配合生产的。为降低熟料中C3A含量,可添加适量铁质校正原料(如铁粉等),有时为了保证满足硅率的要求也添加少量硅质校正原料(如砂岩、石英砂等)。原料经粉磨后,在水泥窑中煅烧至1400～1500℃形成SRPC水泥熟料,熟料经冷却后,与4%～5%的石膏共同粉磨至合适的颗粒级配,即为SRPC水泥。 即将颁布试行的欧洲SRPC水泥标准最初命名为ENV197-2,但该标准规定的SRPC水泥大部分已包括在ENV19
4、7-1中,为使这两个标准相一致,1994年6月CEN决定将SRPC水泥暂时命名为ENV197-X,试行一段时间后再予以最后确认。ENV197-X中包括的水泥有:高抗硫酸盐水泥(CEM-Ⅰ)、高炉水泥(CEMⅢ/B、CEMⅢ/C)、火山灰水泥(CEMⅣ/A、CEMⅣ/B)等。除CEM-Ⅰ中要求熟料C3A≤4%以外,其它物理性能和化学成分要求均与ENV197-1中同型号水泥相同。 英国BS4027:1991标准允许在水泥粉磨过程中掺加少量助磨剂来提高水泥粉磨效率,该标准对SRPC水泥的化学要求见表1,物理性能要求见表2
5、,欧洲部分国家SRPC水泥标准及强度等级见表3。 表1 BS4027:1991SRPC水泥的化学要求(%)化学成分技术指标Loss≤3.0不溶物≤1.5SO3≤2.5Cl-≤0.1C3A(2.65A-1.69F)≤3.5碱含量*≤0.6 *仅对低碱抗硫酸盐波特兰水泥有要求。 表2 BS4027:1991SRPC水泥的物理性能要求品种抗压强度（MPa）初凝时间（min）安定性(膨胀值，mm)3d7d28d325N－≥1632.5～52.5≥60≤10325R≥10－32.5～52.5≥60
6、≤10425N≥10－42.5～62.5≥60≤10425R≥20－42.5～62.5≥60≤10525N≥20－≥52.5≥45≤10 注:物理性能要求只规定初凝时间和安定性(雷氏夹膨胀值),对细度和终凝时间没有要求。 表3 欧洲部分国家SRPC水泥标准及强度等级国家标准强度等级（MPa）比利时NBNB12108∶1990304050法国NFP15－319∶1990354555HP德国DIN1164－1∶199025354555意大利UNI9156∶198822.532.542.552.5英国BS4027∶19913
7、2.542.552.5注:1.强度等级指28d抗压强度,下表同;2.HP指强度高于55级的水泥。 SRPC水泥抗硫酸盐侵蚀的能力是通过改变熟料的矿物组成,即降低熟料中C3A含量,相应提高C4AF含量来达到的(C4AF的耐蚀性要比C3A强)。一般水泥中C3A水化时形成的三硫型水化硫铝酸钙(AFt)在所掺石膏用尽以后要转化成单硫型水化硫铝酸钙(AFm),当在硫酸盐和水的作用下,AFm还会再度转化为AFt。此外,水化铝酸钙(C4AH13)也要与硫酸盐及水反应生成AFt。这样使固相体积膨胀很多,在硬化水泥石结构中产生相当
8、大的结晶压力,造成膨胀开裂以至毁坏。 C3A·C·H12(AFm)+2C+20H→C3A·3C·H32(AFt) C4AH13+3C+20H→C3A·3C·H32(AFt)+CH 在SRPC水泥中,由于C3A含量较少甚至不存在,因此C3A水化形成的AFt不可能向AFm转化,从而提高了水泥的抗硫酸盐性能。C4AF水化时,
