膠凝材料的過去現在和將來

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1、維普資訊http://www.cqvip.com捧篇砌恤膠凝材料的過去現在和將來沈衛(wèi)國周明凱吳少鵬(武漢理工大學硅酸鹽材料工程教育部重點實驗室，湖北武漢430063)摘要：新石器的前陶器時代人們就開始使用天然材料粘土和姜石，并在9000年前開始使用最早的人造膠凝材料——石灰。公元前2500~3000年，人們就開始使用石膏——石灰類膠凝材料。公元初期，石灰——火山灰水硬性材料開始應用?，F代波特蘭水泥是在18世紀末19世紀初隨著水硬性石灰的發(fā)展而發(fā)展起來的。現代波特蘭水泥的最大特點是水化反應速度快，但也反映出較差的耐久性和環(huán)境協(xié)

2、調性。未來的混凝土應該具有更好的耐久性，更適合于采用低價位的原料，更適合于回收利用，適合清潔生產的要求。發(fā)明于1957年的堿硅酸鹽水泥及上世紀70年代末的土聚水泥的耐久性和環(huán)境協(xié)調性能滿足上述要求。關鍵詞：膠凝材料波特蘭水泥耐久性環(huán)境協(xié)調性中圖分類號：TU528．044文獻標識碼：A文章編號：1007—2918(2004)01—0011—040引言本文只研究大宗的土木工程用的膠凝材料。以波特蘭水泥為主要膠凝材料的混凝土的應用史是一般認人類發(fā)現和利用膠凝材料，有著悠遠的歷史，從新石器時為以J．Aspdin1824年獲得第一個專

3、利起開始的，最早的波特蘭代的前陶器時代人們就開始使用膠凝材料，最早的膠凝材料就水泥混凝土建筑到目前為止已經有近兩百年的歷史了l】1，一般認是天然的粘土，粘土基本不具備水穩(wěn)性。在巴比倫人們開始使為波特蘭水泥混凝土結構的正常使用年限為50"--150年，但是有用姜石(粘土層中的純度高硬度小的CaCO。結石)，姜石是最早些混凝土結構只經過幾十年、十幾年甚至幾年就遭受本質性破具備初步水穩(wěn)性的膠凝材料。這些早期的膠凝材料幾乎都是天壞，而一些大型工程的施工期本身就有10"-20年?；炷恋钠茐娜徊牧?，不是本文探討的重點H。問題已經相當普

4、遍，對既有的房屋建筑、橋梁、道路的檢測鑒定石灰發(fā)明后產生了最早的人造膠凝材料，也發(fā)明于新石器和維修加固改造已成為一些發(fā)達國家土木建筑業(yè)投資研發(fā)的主時代的前陶器時代。在以色列和累范特發(fā)現了9000年前的石體，1997年6月美國白宮科技辦公室將“提高房屋的安全性和灰骨料的地板。這是目前發(fā)現的最早石灰混凝土。石灰的發(fā)明耐久性”列為1999年科技研發(fā)的10個重點領域之一，AS—時期相當于新石器時代中的陶器時代。石灰成了后來的膠凝材CE1988年估計，其后每5年美國僅混凝土橋、路、水壩、輸水管料的基本組成材料i5-6]。線等基礎設施建

5、設的修復費用就達到13000億美元目，英國公兀前2500~3000年，人們就開始學會利于石灰和石膏砂1982年對全國的混凝土工程開始進行全面的修復i在我國，混凝漿，如古代埃及的金字塔和許多建筑都是采用石膏和石灰作為土建筑構筑物已經進入新建與加固并重的時期日。從上世紀50膠結材料砌筑的。這個時期，可稱為膠凝材料發(fā)展的石膏——年代人們就開始了對古代混凝土的研究，發(fā)現古代混凝土經過灰階段。數千年仍完好，而用于修復古代建筑的現代混凝土卻幾年之后公元初期，人們又學會了應用石灰——火山灰水硬性材就明顯破壞。因此對古代混凝土進行研究，對近

6、現代波特蘭水泥料，用石灰和火山灰或凝灰?guī)r制備的膠凝材料既有水硬性也具為膠凝材料的混凝土進行剖析，對未來膠凝材料的發(fā)展方向思備足夠的水穩(wěn)性和強度。例如古羅馬的“龐貝”古城的遺址考，是水泥混凝土研究的重要內容。、斗技場以及羅馬圣廟等都是采用石灰火山灰材料砌筑的，這個時1古代的膠凝材料期稱為膠凝材料的石灰——火山灰時期。石灰火山灰時期的膠膠凝材料，是指經過自身的物理化學作用后，能夠由液態(tài)凝材料和近代的膠凝材料的化學組成更接近，1756年英國工程或半固態(tài)變成堅硬固體的物質。膠凝材料按其化學成分可分為師JohnSmeaton在建造Co

7、rnwall燈塔時發(fā)現了用水硬性石灰有機和無機兩大類。無機膠凝材料按其硬化時的條件又可分代替普通石灰來提高這種石灰——火山灰膠凝材料強度的方為：氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能法。這種膠凝材料是波特蘭水泥誕生前很多年一直被應用，表在空氣中硬化，也只能在空氣中保持或繼續(xù)提高其強度，如石現出良好的耐久性l1I一。．灰、石膏、水玻璃等。水硬性膠凝材料不僅能在空氣中硬化，而在20世紀50年代，人們就開始注意到古代膠凝材料的卓且能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)提高其強度，如各種水泥。越耐久性，到20世紀70年代，人們對

8、用現代技術修復的古羅馬穗酊維普資訊http://www.cqvip.com建筑進行考察時發(fā)現，這些建筑物的古代混凝土雖經過污水浸泡、海水浸蝕已經愈千年，但依舊完好。而與之形成鮮明對比的溶解度水泥種類水化物種類化學式是用現代水泥修復的混凝土僅使用了十幾年已經損壞嚴重。這／，kg·m／mol·