胶凝材料的过去现在和将来

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1、维普资讯http://www.cqvip.com捧篇砌恤胶凝材料的过去现在和将来沈卫国周明凯吴少鹏(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室，湖北武汉430063)摘要：新石器的前陶器时代人们就开始使用天然材料粘土和姜石，并在9000年前开始使用最早的人造胶凝材料——石灰。公元前2500~3000年，人们就开始使用石膏——石灰类胶凝材料。公元初期，石灰——火山灰水硬性材料开始应用。现代波特兰水泥是在18世纪末19世纪初随着水硬性石灰的发展而发展起来的。现代波特兰水泥的最大特点是水化反应速度快，但也反映出较差的耐久性和环境协

2、调性。未来的混凝土应该具有更好的耐久性，更适合于采用低价位的原料，更适合于回收利用，适合清洁生产的要求。发明于1957年的碱硅酸盐水泥及上世纪70年代末的土聚水泥的耐久性和环境协调性能满足上述要求。关键词：胶凝材料波特兰水泥耐久性环境协调性中图分类号：TU528．044文献标识码：A文章编号：1007—2918(2004)01—0011—040引言本文只研究大宗的土木工程用的胶凝材料。以波特兰水泥为主要胶凝材料的混凝土的应用史是一般认人类发现和利用胶凝材料，有着悠远的历史，从新石器时为以J．Aspdin1824年获得第一个专

3、利起开始的，最早的波特兰代的前陶器时代人们就开始使用胶凝材料，最早的胶凝材料就水泥混凝土建筑到目前为止已经有近两百年的历史了l】1，一般认是天然的粘土，粘土基本不具备水稳性。在巴比伦人们开始使为波特兰水泥混凝土结构的正常使用年限为50"--150年，但是有用姜石(粘土层中的纯度高硬度小的CaCO。结石)，姜石是最早些混凝土结构只经过几十年、十几年甚至几年就遭受本质性破具备初步水稳性的胶凝材料。这些早期的胶凝材料几乎都是天坏，而一些大型工程的施工期本身就有10"-20年。混凝土的破坏然材料，不是本文探讨的重点H。问题已经相当普

4、遍，对既有的房屋建筑、桥梁、道路的检测鉴定石灰发明后产生了最早的人造胶凝材料，也发明于新石器和维修加固改造已成为一些发达国家土木建筑业投资研发的主时代的前陶器时代。在以色列和累范特发现了9000年前的石体，1997年6月美国白宫科技办公室将“提高房屋的安全性和灰骨料的地板。这是目前发现的最早石灰混凝土。石灰的发明耐久性”列为1999年科技研发的10个重点领域之一，AS—时期相当于新石器时代中的陶器时代。石灰成了后来的胶凝材CE1988年估计，其后每5年美国仅混凝土桥、路、水坝、输水管料的基本组成材料i5-6]。线等基础设施建

5、设的修复费用就达到13000亿美元目，英国公兀前2500~3000年，人们就开始学会利于石灰和石膏砂1982年对全国的混凝土工程开始进行全面的修复i在我国，混凝浆，如古代埃及的金字塔和许多建筑都是采用石膏和石灰作为土建筑构筑物已经进入新建与加固并重的时期日。从上世纪50胶结材料砌筑的。这个时期，可称为胶凝材料发展的石膏——年代人们就开始了对古代混凝土的研究，发现古代混凝土经过灰阶段。数千年仍完好，而用于修复古代建筑的现代混凝土却几年之后公元初期，人们又学会了应用石灰——火山灰水硬性材就明显破坏。因此对古代混凝土进行研究，对近

6、现代波特兰水泥料，用石灰和火山灰或凝灰岩制备的胶凝材料既有水硬性也具为胶凝材料的混凝土进行剖析，对未来胶凝材料的发展方向思备足够的水稳性和强度。例如古罗马的“庞贝”古城的遗址考，是水泥混凝土研究的重要内容。、斗技场以及罗马圣庙等都是采用石灰火山灰材料砌筑的，这个时1古代的胶凝材料期称为胶凝材料的石灰——火山灰时期。石灰火山灰时期的胶胶凝材料，是指经过自身的物理化学作用后，能够由液态凝材料和近代的胶凝材料的化学组成更接近，1756年英国工程或半固态变成坚硬固体的物质。胶凝材料按其化学成分可分为师JohnSmeaton在建造Co

7、rnwall灯塔时发现了用水硬性石灰有机和无机两大类。无机胶凝材料按其硬化时的条件又可分代替普通石灰来提高这种石灰——火山灰胶凝材料强度的方为：气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能法。这种胶凝材料是波特兰水泥诞生前很多年一直被应用，表在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续提高其强度，如石现出良好的耐久性l1I一。．灰、石膏、水玻璃等。水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而在20世纪50年代，人们就开始注意到古代胶凝材料的卓且能更好地在水中硬化，保持并继续提高其强度，如各种水泥。越耐久性，到20世纪70年代，人们对

8、用现代技术修复的古罗马穗酊维普资讯http://www.cqvip.com建筑进行考察时发现，这些建筑物的古代混凝土虽经过污水浸泡、海水浸蚀已经愈千年，但依旧完好。而与之形成鲜明对比的溶解度水泥种类水化物种类化学式是用现代水泥修复的混凝土仅使用了十几年已经损坏严重。这／，kg·m／mol·