常见的水泥品种.doc

1、常见的水泥品种：（1）硅酸盐水泥 硅酸盐水泥又称纯熟料水泥，国外称波特兰水 泥。它是由硅酸盐水泥熟料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。生产硅酸盐系水泥的原料主要是石灰质原料和黏土质原料。石灰质原料（石灰、白垩等）主要提供CaO黏土质原料（黏土、黏土 质页岩、黄土等）主要提供SiO2、A12O3及Fe2O3有时还要加入少 量校正原料 （硅藻土、黄铁矿渣等 ）来调整这 2 种原料化学成分的不 足。在水泥生产过程中，为调节水泥的凝结时间还要加入二水石 膏、半水石膏、硬石膏以及它们的混合物或工业副产石膏等缓凝剂。 为改善水泥性能、 调节水泥标号，生产中往往还要加入一些矿物材料， 称为混合材料。 水泥

2、的生产工艺主要包括生料制备、 煅烧、熟料磨细、 储存或包装出厂。将原料按适当比例配合，磨细混均，制成干料粉、料球或料 浆，即为生料。制备生料的方法有干法、湿法和半干法。在立窑或回 转窑中对生料煅烧，烧成温度在 1 3001 450 C之间，此时将发生一 系列物理化学变化。烧成的物料在窑内从 1 300C冷却1 000 C左右, 然后离窑冷却， 所得到的颗粒状物料就是硅酸水泥熟料。 熟料中加入 w=26%S石膏，将其共同磨细就得到硅酸盐水泥。将熟料、石膏和其 他混合材料共同磨细， 可生产出掺混材料不同的硅酸盐水泥， 如普通 水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等。硅酸盐水泥的主要矿物成分是：

3、硅酸三钙（3CaO SiO2,简写 为C3S）、硅酸二（2CaOSiO2,简写为C2S）、铝酸三钙（2CaOAI2O3, 简写为C3A）、铁铝酸四钙（4CaO- A12O3- Fe2O3简写为C4AF）,还 有游离氧化钙和氧化镁，是有害成分。硅酸盐水泥熟料是多种矿物组分组成的， 各组分的比例不同， 水泥的性质就发生相应变化。如提高 3CaO SiO2的质量分数，可制 得高强水泥；提高3CaO SiO2和3CaO AI2O3的质量分数可制得快 硬水泥；降低3CaOSiO2和3CaOAI2O3的质量分数，提高2CaOSiO2 的质量分数，可制得中、低热水泥；提高 4CaO A12O3- Fe2O3

4、的质 量分数，降低3CaO AI2O3的质量分数，可制得道路水泥。水泥加水拌和后，立即发生水化反应成为可塑性水泥浆。随 着水化的不断进行， 水泥浆逐步变稠失去塑性， 但尚不具有强度的过 程称为水泥的凝结。 随着水化的进一步进行， 水泥浆将产生明显的强 度并发展为坚硬的人造石水泥石的过程称为硬化。 水泥的水化是 复杂的化学反应， 凝结、硬化实质上是一个连续、 复杂的物理化学变 化过程，是水化反应的外观表现，其凝结硬化阶段是人为划分的。衡量水泥的性质和质量的指标有：密度、容重、细度、需水 性、凝结时间、安定性、强度及标号、型号、水化热等。衡量水泥获 得一定稠度所需水量多少的性质称为需水性。 凝结时

5、间是指水泥从和 水开始到失去流动性， 即从可塑状态发展到固体状态所需的时间， 又 分为初凝时间和终凝时间。 初凝时间是水泥从水泥和水到水泥浆开始 失去塑性的时间；终凝时间是指水泥和水到水泥浆完全失去塑性的时 间。安定性是水泥浆体在硬化后体积变化的稳定性。 若水泥硬化后体 积变化不稳定， 产生不均匀的变化， 即所谓安定性不良， 会使混凝土 产生膨胀性裂纹，降低工程质量。强度是选用水泥的重要技术指标。 水泥的硬化是逐渐增长的， 因此，水泥标号是以不同龄期的抗压和抗 折强度来划分的。我国规定，需测定硅酸盐水泥水化 3d、7d、 28d 的抗压和抗折强度，根据 28 d 的抗压强度确定水泥标号。例如

6、28d 抗压强度为 42.5MPa 的水泥标号为 425。硅酸盐水泥硬度高，适用于重要结构的高强度混凝土和预应 力混凝土工程， 也适用于制造强度要求高、 养护时间尽量短的水泥制 品。硅酸盐水泥凝结硬化快、耐冻性好，适于早期强度高、凝结 快、冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程。由于硅酸盐水泥水化时生成较多的氢氧化钙， 因此耐水及其他腐蚀介 质的能力差， 不适于经常与流动的淡水接触及有水压作用的工程， 也 不宜用于受海水、矿物水作用的工程中。耐热性差， 故硅酸盐水泥不适用于有耐热要求的工程， 更不能作耐热 混凝土。硅酸盐水泥放热量大，故不宜于制作大体积混凝土如堤坝主 体、大型基础及桥墩等构筑物。

7、（2）掺混合材料的硅酸盐水泥 水泥中加入不同比例的各种 混合材料，可以制成多种水泥。 如普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、 火山灰质硅酸盐水泥。 普通硅酸盐水泥（普通水泥，代号P - O）。它是掺加混合材 料较少的硅酸盐水泥， 采用和硅酸盐水泥相同的熟料、 少量混合材料 和适量石膏共同磨细制成。 混合材料的加入量， 以水泥成品质量分数 计，如果掺活性混合材料，不得超过 15；如果掺填充性混合材料， 则总量不得超过 15，其中填充性混合材料不超过 10。这种水泥 由于混合材料加入量较少， 混合材料对水泥影响不大， 水泥性质仍接 近硅酸盐水泥，用途也与其基本相同。 矿渣硅酸盐水泥（矿渣水泥，代号P

8、 - S）。采用粒化高炉矿 渣作混合材料，加入量为水泥质量的 20%70%，其中可以用火山灰质 混合材料代替 1/3 的矿渣 （但最多不超过水泥的 15%），这样制成的胶 凝材料称为矿渣水泥。 矿渣水泥具有早期强度低、 后期强度高、 水化 热低、耐热性好、耐蚀性强、安定性较好等优异特性，但也存在保水 性较差、泌水性较大、 硬化后的干缩也较大等缺陷。 利用耐蚀性及耐 水性好的特点， 矿渣水泥适用于地下、 水中及海水中的工程， 以及经 常有较高水压的工程。 由于耐热性好， 还可用在受热工程， 配制耐热 混凝土。 矿渣水泥水化热较低， 适于大体积混凝土使用。 但不适用于 冬季施工。 火山灰及粉煤灰硅

9、酸盐水泥 (火山灰水泥、 粉煤灰水泥， 代 号分别为P- P和P- F)。火山灰水泥和粉煤灰水泥按我国标准划分 是 2 种品种，但从水泥科学角度看， 它们都属于火山灰质的硅酸盐水 泥。这 2 种水泥的性质大致类似，也有区别，此处合为一类水泥。火 山灰水泥中火山灰的质量分数为 20%50%，粉煤灰水泥中粉煤灰的质 量分数为 20%40%，其中都可以用高炉粒化矿渣来代替 l/3 的火山灰 质混合材料。这类水泥早期强度低，后期强度增长加快， 28d 之后， 强度可以超过同标号硅酸盐水泥； 水化热低；耐腐蚀性强； 耐热性差； 抗冻性差。 可用于制作大体积混凝土构件， 还可用于淡水、 硫酸盐侵 蚀的工程

10、， 但效果不如矿渣水泥。 不适于冬季施工和早期强度要求较 高的工程、受高热作用的工程以及反复冻融的工程。(3) 专用水泥 这里主要介绍以下 3 种专用水泥。 砌筑水泥。凡由活性混合材料或具有水硬性的工业废料为 主要原料， 加入少量硅酸盐水泥熟料和石膏， 经磨细制成的水硬性胶 凝材料均称为砌筑水泥。 砌筑水泥对于我国大量的砖混结构有着特殊 的意义，它适用于工业与民用建筑的砌筑砂浆和内墙抹面砂浆； 不得 用于混凝土结构工程；作其他用途时，必须通过试验。 道路水泥。以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸 钙为主要成分和较多量的铁铝酸盐的硅酸盐水泥熟料称为道路硅酸 盐水泥熟料。道路硅酸盐水泥 （ 道

11、路水泥 ） 就是由道路硅酸盐水泥熟 料、010%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。道 路工程对水泥的要求是： 耐磨性好、收缩小、抗冻性好、弹性模量低、 应变性较高、抗冲击性能好，以及抗折强度高等。 大坝硅酸盐水泥 （ 大坝水泥 ） 。这种水泥又可称为低热水泥， 是水化热较低的一种硅酸盐水泥， 适用于浸蚀环境中的大体积混凝土 工程。实际生产中主要依靠减小熟料 3CaO AI2O3及3CaO SiO2的 质量分数来降低水泥水化热及提高耐蚀力，但为保证水泥的强度， 3CaO- SiO2也不宜过少。在大坝水泥熟料的基础上，加入适量矿渣 等混合材料， 可以进一步降低水化热并提高耐蚀力。 因

12、此，我国实际 生产的大坝水泥有 3种：硅酸盐大坝水泥、 普通大坝水泥和矿渣大坝 水泥。前2种大坝水泥熟料中3CaOSiO2的质量分数应低于6%矿 渣大坝水泥所用熟料中3CaO SiO2的质量分数允许放宽至8%性质 也有一定区别，硅酸盐大坝水泥和普通大坝水泥抗冻性、 耐磨性较好， 早期强度较高， 但水化热仍较大， 抗蚀性较差， 矿渣大坝水泥正好具 有与上述相反的特性。 硅酸盐大坝水泥和普通大坝水泥适用于大坝溢 流面的面层和水位变动频繁处，要求有较高耐磨性及抗冻性的工程， 矿渣大坝水泥则适用于大坝或大体积混凝土内部及水下工程。（4）特性水泥 这里主要介绍以下几种。 快硬硅酸盐水泥。这种水泥指早期强

13、度增进较快的水泥， 也称早强水泥。 这种水泥的， 制造方法和硅酸盐水泥的基本相同， 主 要依靠调节矿物组成及控制生产措施， 使得水泥的性质符合要求。 熟 料中硬化最快的矿物成分是 3CaO AI2O3和3CaO SiO2，为加快硬 化，可适当增加石膏的掺量 （可达 8 ）和提高水泥的细度。 快硬水泥 的凝结速度略快于一般水泥的凝结速度，以 3d 的抗压强度来划定标 号，有 325、375、425三个标号。快硬水泥的其他性质特点是：水化 放热大，抗蚀力较差，易吸潮变质。一般贮存期不应超过 1 个月。主 要用于配制早强、 高强混凝土， 紧急抢修工程， 低温施工工程和高强 度混凝土构件等。 膨胀水泥

14、和自应力水泥。一般硅酸盐水泥在空气中凝结硬 化时，通常都表现为收缩。 收缩的大小与水泥品种、 熟料的矿物组成、 水泥的细度、 石膏加入量的多少有关。 由于收缩， 水泥混凝土内部会 出现裂纹， 这样不但影响水泥混凝土的强度， 而且也使水泥混凝土的 耐久性下降。 当采用膨胀性水泥时即可克服上述缺点。 根据膨胀值和 用途不同， 膨胀性水泥可分为膨胀水泥和自应力水泥 2 种。前者膨胀 性能较低，限制膨胀时所产生的压应力能大致抵消干缩所产生的拉应 力，所以有时又称为不收缩水泥或补偿收缩水泥； 而后者具有较高的 膨胀性能， 当这种水泥配制钢筋混凝土时， 由于握裹力的存在， 混凝 土本身一定受到一个来自钢筋

15、的压应力， 这种压应力实际上是水泥膨 胀导致的， 所以称为自应力， 这种水泥称为自应力水泥。 获得膨胀水 泥有 3 种方法：一是以硅酸盐水泥为主要成分， 以高铝水泥和石膏为 膨胀剂， 共同形成膨胀性水泥； 二是以高铝水泥为主要成分， 外加石 膏形成膨胀水泥； 三是以无水硫铝酸钙熟料为主要成分， 外加石膏而 成。这 3 种方法的本质，都是使水泥在水化硬化时生成水化硫铝酸钙， 水化硫铝酸钙生成过程中体积有较大的膨胀，使水泥具有膨胀性能。 膨胀水泥的不透水性比一般水泥显著提高， 抗冻性也较好， 由于结构 紧密，抗蚀性也有一定程度提高。 膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土结 构工程、 防渗层及防渗混凝土、 构件的接缝及管道接头、 结构的加固 与修补、固结机器底座及地脚螺丝等。 自应力水泥用于制造自应力钢 筋混凝土压力管及其配件。 白色硅酸盐水泥 ( 白水泥) 。以适当成分的生料烧至部分熔 融，所得到的以硅酸钙为主要成分， 氧化铁的质量分数小的熟料， 加 入适量石膏， 磨细制成的水硬性胶凝材料。 硅酸盐水泥的颜色主要取 决于氧化铁的质量分数，当Fe2O3的质量分数为3%4时，水泥呈暗 灰色；为 0.35%0.4%时，水泥接近白色。因此，生产