中熱水泥是一種具有中等水化熱的水硬性水泥材料,由具有適當組成的硅酸鹽水泥熟料制成,加入適量石膏并研磨而成。在混凝土中,水泥硬化時釋放的熱量通過熱傳導傳遞到外部,但混凝土的低電導率使內部熱量釋放較慢,表面冷卻較快。對于大體積混凝土,內外溫差往往幾十度,這使得混凝土處于外收縮和內膨脹的狀態,導致其容易開裂。因此,需要低水化熱的水泥來滿足工程要求。中低熱水泥是一種水化熱低的水泥。按組成可分為:中熱水泥、低熱硅酸鹽水泥、低礦渣硅酸鹽水泥和低熱微膨脹水泥。
由于水泥中硅酸三鈣和鋁酸三鈣的水化熱相對較大,因此有必要降低這兩者的含量;同時,可以通過降低硅酸鹽水泥的熟料含量來降低水化熱。根據國家標準《中熱水泥、低熱硅酸鹽水泥和低熱硅酸鹽水泥》(GB200-2003),中熱硅酸鹽硅酸鹽水泥中硅酸三鈣含量不得超過55%,鋁酸三鈣含量不超過6%;低熱硅酸鹽水泥中的硅酸三鈣含量不得超過40%,鋁酸三鈣含量不超過6%;低熱礦渣硅酸鹽水泥中的鋁酸三鈣含量不得超過8%。
低熱水泥和中熱水泥根據水泥在3d和7d齡期釋放的水化熱來區分。例如,低熱礦渣水泥3d和7d的水化熱值分別低于197×103J/kg、230×103J/kg低熱硅酸鹽水泥低于230×103J/kg、260×103J/kg中熱水泥分別低于251×103J/kg、293×103J/kg同時,低熱水泥28d水化熱不應大于310×103J/kg
隨著硅酸三鈣含量的降低,水泥的強度將相應降低。因此,中熱水泥和低熱硅酸鹽水泥的強度等級僅要求達到42.5MPa,低熱礦渣硅酸鹽水泥的等級要求達到32.5MPa。
在包括大壩、水下、地下和港口工程在內的水利工程施工過程中,由于混凝土處于絕熱狀態,由于水泥水化過程中釋放的熱量,混凝土內部溫度將升高20~25℃或更高。假設混凝土的原始溫度為20℃,溫度升高后將達到40-45℃或更高。大壩建成一年或更長時間后,內部溫度逐漸降低。由于壩體的膨脹和收縮,混凝土中產生拉應力。當拉伸應力大于混凝土的抗拉強度時,就會產生裂縫。為了減少或避免裂縫的發生,除了在大壩施工中使用砌塊劈裂和各種溫度控制措施(如冷卻骨料、設置冷卻水管等)外,水泥的水化熱越低越好。因此,用于大壩等大體積混凝土的水泥稱為低熱水泥或中熱水泥,通常稱為大壩水泥。