引言

水泥水化热是水泥与水发生化学反应释放的热量，直接影响混凝土内部温度场分布及结构稳定性。未水化水泥水化热（即水泥完全水化时释放的总热量）是表征水泥潜在水化活性的重要指标，尤其在大体积混凝土工程中，其值直接关联温控措施的设计（如冷却水管布置密度、外加剂用量）。国际标准明确规定了不同类型水泥的28d未水化水化热标准值范围，为水泥性能评价提供了基准。本文旨在明确各类水泥的标准值，并分析其工程意义。

一、未水化水泥水化热标准值

1.1国际标准值体系

国际上通用的未水化水泥水化热标准主要参考GB/T 1346—2011《水泥未水化热的测定》和ASTM C186《Standard Test Method for Heat of Hydration of Hydraulic Cement》。两项标准通过大量试验数据归纳了典型水泥类型的28d水化热范围（表1）。

本试验采用TD12959-A型自动恒温水泥水化热测定仪(溶解热法）

注：C₃S（硅酸三钙）、C₂S（硅酸二钙）、C₃A（铝酸三钙）为水泥熟料主要矿物，其水化热释放速率与总量决定水泥整体水化热。

1.2标准值的科学依据

标准值的确定基于以下科学依据：

1.矿物组成比例：C₃S水化热最高（约500 J/g），C₂S次之（约250 J/g），C₃A较低（约80 J/g）。快硬水泥因C₃S含量高，其标准值显著高于普通硅酸盐水泥。

2.试验条件标准化：标准方法规定试验环境温度（20±1）℃、硝酸溶液温度（低于室温6~7℃）、试样研磨细度（通过0.60mm方孔筛）等，确保测量结果可比性。

3.数据统计边界：标准值范围覆盖了不同产地、批次水泥的测试数据离散性（如普通硅酸盐水泥实测值多集中在300~350 J/g）。

二、标准值的应用边界与影响因素

2.1标准值的参考性

标准值为实验室条件下测定的典型范围，实际工程中需注意以下边界条件：

•掺合料影响：掺入粉煤灰、矿渣等活性混合材会显著降低有效水化热。例如，掺30%粉煤灰的水泥，其28d有效水化热可能降至标准值的50%~60%。

•养护条件：温度低于10℃时，水化反应速率减缓，实际水化热释放量可能低于标准值；高温环境（＞30℃）则可能加速水化，但总热量不变。

•试样状态：试样研磨过细或暴露空气吸潮可能导致测量值偏离标准（如碳化降低C₃S活性）。

2.2关键影响因素

除水泥类型外，以下因素显著影响实际测量值：

1.水泥粒度：比表面积≥350m²/kg的细水泥，相同龄期水化热释放速率加快，但标准值（完全水化热）不变。

2.固定水量：试验中水灰比（如1:2.25）直接影响水化反应程度，水量不足会导致测量值偏低。

3.环境温度：试验环境温度波动＞±1℃会引入热量计热容量误差（误差率约3%~5%）。

三、工程应用建议

3.1混凝土温控设计

大体积混凝土工程中，需根据水泥类型选择温控措施：

•普通硅酸盐水泥：水化热较低（250~380 J/g），适用于厚度＜3m的结构，可减少冷却水管布置密度。

•快硬硅酸盐水泥：水化热较高（380~570 J/g），需加强早期温控（如分层浇筑、表面保温）。

•高性能水泥：水化热最高（570~700 J/g），需结合低水胶比和高效减水剂，降低单位体积水泥用量。

3.2试验误差控制

为确保测量值接近标准范围，需规范操作：

•仪器防护：广口保温瓶内壁涂覆环氧树脂涂层（替代石蜡），避免涂层脱落导致标定失效。

•试剂精度：氢氟酸用量采用分度吸量管量取（误差＜0.1mL），硝酸溶液温度严格控制在13.0~13.3℃。

•试样处理：研磨后试样10min内完成过筛与称量，避免碳化干扰。

四、结论

（1）国际标准明确普通硅酸盐水泥、快硬硅酸盐水泥及高性能水泥的28d未水化水化热标准值范围分别为250~380 J/g、380~570 J/g、570~700 J/g，为水泥性能评价提供了基准。

（2）标准值为实验室条件下的参考值，实际工程应用需结合掺合料、养护条件及环境温度修正，必要时通过试验实测确定有效水化热。

（3）未来研究可进一步探索低热水泥（如硫铝酸盐水泥）的未水化水化热标准，完善多组分水泥体系的评价方法，支撑低碳混凝土技术发展。