水泥是混凝土最重要的組分之一，其物理和化學特性對混凝土性能具有重大的影響。現(xiàn)代混凝土，已不僅僅是水泥、砂石骨料和水的拌合物，還包括各種各樣的礦物摻合料和化學外加劑。隨著這些摻合料和外加劑的加入，混凝土的性能往往會變得更為復雜。一種特殊組分對新拌和硬化混凝土性能影響的預測也變得日益困難。礦物摻合料和化學外加劑的品種和百分比摻量，甚至其在配合比設計或攪拌程序的微小變化，都會對混凝土的性能產(chǎn)生影響，而這些微小變化往往又會掩蓋由于水泥的特性而引起的變化。然而，波特蘭水泥—一種在混凝土中產(chǎn)生反應最大的材料，對混凝土的最終性能，具有決定性的影響。因此，更深入地了解水泥特性對混凝土的潛在影響是至關重要的。最近，美國波特蘭水泥協(xié)會的出版物對這一課題提供了極為有價值的信息和數(shù)據(jù)資料，這些信息和數(shù)據(jù)資料，無疑使那些使用水泥和混凝土的企業(yè)和個人倍感興趣。為此，本文將對某些更廣義的發(fā)展趨勢，作重點闡述和介紹。

 

    新一期PCA（波特蘭水泥協(xié)會）出版物中的信息資料大致可分為兩大部分，第一部分闡述了有關波特蘭水泥生產(chǎn)商和用戶所關心的波特蘭水泥的物理和化學特性；第二部分則提供了有關水泥特性的任何微小變化，可能引起混凝土性能變化的有用信息資料。

 

    過去五十多年來，美國市場上所供應的波特蘭水泥特性的對比數(shù)據(jù)資料，向我們揭示了某些令人倍感興趣的水泥發(fā)展趨勢。作者對比了來自三項調(diào)查研究的數(shù)據(jù)資料，其一是，1995年由Gebhardt 所進行的調(diào)查數(shù)據(jù)（136家水泥廠的387種水泥）；其二是，1999年PCA所進行的調(diào)查數(shù)據(jù)（100家水泥廠的234種水泥）；其三是，由美國國家標準局（NIST）對上世紀五十年代以來的水泥和測試結果所進行的分析研究資料。來自對ASTM  I至V型水泥前三項調(diào)查的統(tǒng)計數(shù)據(jù)匯總表顯示，水泥組分的成分無實質(zhì)的變化。這就表明，上世紀九十年代美國生產(chǎn)的水泥中，其主要的氧化物和潛在的混合料的成分幾乎是相同的。

 

    但是，如果把九十年代的水泥的數(shù)據(jù)資料和五十年代相比較，就會出現(xiàn)完全不同的情況了。從對比資料可以看出，雖然，硅酸鈣的總量沒有發(fā)生變化，但是，C₃S的含量增加了，而C₂S的含量下降了。舉例來說，上世紀五十年代至九十年代期間，I型水泥中C₃S的含量從51%，增加到56%，而C₂S的含量從23%，下降到17%。此外，在同一期間，水泥的細度增加了，水泥中C₃S和堿的含量也增加了。直接對比九十年代和五十年代水泥砂漿立方體試塊的抗壓強度是不可能的，其原因是在此期間，試驗程序（方法）發(fā)生了變化。但是，若把九十年代和五十年代水泥砂漿的強度曲線進行比較，顯然，現(xiàn)代水泥7天強度的發(fā)展要快得多，其原因要歸功于較高的C₃S含量及現(xiàn)代水泥更高的細度。眾所周知，該變化是受到市場對早期脫模，縮短施工工期需求的支配。

 

    根據(jù)Gonnerman 和  Lerch 對從1916年到1950年期間水泥特性的數(shù)據(jù)匯總資料，也能反映出某些令人倍感興趣的水泥發(fā)展趨勢。從兩張資料匯總表可以觀察到重大的變化發(fā)生在上世紀二十年代至四十年代。在此期間，C₃S含量從21%，增加到50%，而C₂S和C₃A的含量分別從48%和25%，下降到23%和17%。值得指出的是，現(xiàn)代水泥成分的這些變化和水泥細度的提高，有助于獲得早高強。28天至十年齡期獲得的采用水養(yǎng)護的混凝土強度的增加量基本保持不變，即為20MPa。根據(jù)百分比來看，強度增加的變化超過二十年代水泥的100%，也超過四十年代水泥的近40%。

 

    如前所說，第二部分討論的是，水泥特性發(fā)展的任何單一變化，就有可能使混凝土性能發(fā)生變化。對在新拌狀態(tài)下混凝土性能（工作性、用水量、坍落度、流變性、凝結時間、秘水、外加劑的適用性和水化熱）以及硬化狀態(tài)下混凝土性能（抗壓強度、收縮、運輸性能和耐久性等）一系列的變化進行的探討，最后，作者將其歸納為兩張匯總表，經(jīng)PCA認可，我們重新復制如下，供更廣泛的交流。1表列出了水泥特性變化對混凝土性能產(chǎn)生的影響，表2列出了每一項水泥特性的重大變化對混凝土性能可能產(chǎn)生變化的發(fā)展趨勢。在編制這些匯總表過程中，作者加入了這樣一句警示性的注釋語，即：“需著重指出：在編制這些匯總表時，我們假設僅一項所討論的參數(shù)發(fā)生變化，而其他參數(shù)保持不變。…… 但是，在現(xiàn)實中，鑒于波特蘭水泥體系的復雜性和相關性，這幾乎是不可能的?！趨⒖歼@些匯總表時，應對可能產(chǎn)生的比其直接影響更大的相互干擾和間接影響，給予必要的關注?！?盡管如此，這些匯總表對于施工實踐中的工程師仍然很有價值。它們能提供廣泛的使用指導和水泥的發(fā)展趨勢。雖然，美國ASTM型的水泥和印度水泥之間，在混合成分的數(shù)量范圍方面，存在一定的差異性。但是，本匯總表仍能對印度具有普遍的指導作用，特別是對那些還沒有同類性質(zhì)數(shù)據(jù)資料的印度水泥也具有借鑒作用。