第2章无机胶凝材料(建筑学)

第二章无机胶凝材料1气硬性胶凝材料2硅酸盐水泥3掺混合材料的硅酸盐水泥4其他水泥⑴熟悉石膏、石灰等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点，掌握其主要用途；⑵熟悉硅酸盐水泥的矿物组成，了解其硬化机理，熟练掌握硅酸盐水泥等几种通用水泥的性能特点，相应的检测方法及选用原则；⑶了解特性水泥和专用水泥的主要性能及使用特点。本章知识点及重点难点本章的难点是硅酸盐水泥的组成、技术要求。重点是几种通用水泥的性能特点和选用原则。水泥品种繁多，建议学习中以硅酸盐水泥为点，搞清楚此点后拓展至其它通用水泥，再拓展至其它特性水泥和专用水泥，采用点面结合、对比的学习方法。土木工程材料中，凡是经过一系列物理、化学作用，能将散粒状或块状材料粘结成整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料胶凝材料有机胶凝材料（沥青、树脂等）无机胶凝材料水硬性胶凝材料（水泥）气硬性胶凝材料（石灰、石膏）二者有何区别？？？胶凝材料的分类气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料的区别

只能在空气中硬化、保持或继续发展强度的胶凝材料称为气硬性凝胶材料。不仅能在空气中，而且能更好地在水中硬化、保持或继续发展强度的胶凝材料称为水硬性胶凝材料。判断题：气硬性胶凝材料只能在空气中凝结硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中凝结硬化。1气硬性胶凝材料1.1石膏1.2石灰1.3水玻璃石膏应用的历史9000年前，叙利亚和土耳其的小亚细亚就有古迹；5000年前，埃及人就在敞开的火炉中煅烧石膏，然后破碎磨成粉末，再与水拌和制得用于金字塔建造中石块的粘结材料——灰浆；古罗马人用石膏浇注了成千上万座古希腊的雕塑。十七世纪，法国巴黎的木质房的所有墙壁均用石膏灰浆（plaster）覆盖，以提高防火性能，因而，法国巴黎有“石膏的首都（capitalofplaster）之称。

plasterofparis1.1石膏石膏凝胶材料的生产天然二水石膏原材料化工石膏ＣaSO4·2H2O磷石膏和氟石膏石膏是以CaSO4为主要成分的气硬性胶凝材料。天然无水石膏：ＣaSO4，结晶紧密，结构比天然二水石膏致密，质地较硬，难溶于水，又称天然硬石膏，只可用于生产无水石膏水泥。天然二水石膏雪花石膏一般是雪白色，半透明，并能人工染色；通过热处理它可变成不透明，外貌类似大理石

纤维石膏

由带有丝光色泽，按规律分布的线状结晶复合而成的纤维石膏(透石膏）石膏的生产：破碎加热磨细CaSO4·2H2O非封闭窑炉中过饱和水蒸汽或某些盐溶液建筑石膏高强石膏（1）建筑石膏（β-石膏）——晶体细，调制成一定稠度浆体时，需水量大，因而强度低（干燥状态下脱水而成）（2）高强石膏——晶粒较粗，因而硬化后密实度大，强度高（在有蒸汽压力的条件下脱水而成）材料晶粒特点标稠需水量凝结硬化抗压强度/MPa比表面积/m2·g-1β-石膏细小片状0.70-0.80快7-1047α-石膏粗大完整连接0.40-0.45慢24-4019.3两种半水石膏的特点（3）可溶性硬石膏—加热温度为170～200℃时，石膏继续脱水，生成可溶性硬石膏；温度升高到200～250℃，石膏中残留很少的水分，但遇水后还能生成半水石膏直至二水石膏。（4）不溶性硬石膏—加热温度高于400℃时，石膏完全失去水分，形成不溶性硬石膏。（5）高温煅烧石膏—加热温度高于800℃时，部分石膏分解出CaO，得到高温煅烧石膏。

建筑石膏的凝结与硬化

建筑石膏的凝结硬化：建筑石膏与适量水拌合后，能形成可塑性良好的浆体，但很快就失去塑性并产生强度，逐渐发展成为坚硬的固体。反应式：

溶解析晶理论（溶解沉淀理论）：半水和二水石膏在20℃水中的溶解度：8.16g/L和2.05g/L在半水石膏的饱和溶液中，随着浆体中水分的水化和蒸发，此反应总体表现为向右进行。二水石膏以胶体微粒自水中析出并自发地形成和长大，相互交叉连生而形成网络结构，使石膏浆体凝结硬化并具有强度。

这一过程中，浆体中的水分因水化和蒸发而逐渐减小，二水石膏胶体微粒数量不断增加，浆体的稠度逐渐增大，可塑性逐渐减小，表现为石膏的“凝结”；其后，浆体逐渐变稠，胶体微粒逐渐凝聚成为晶体，晶体逐渐长大、共生和相互交错，使浆体产生强度并不断增长，表现为石膏的“硬化”。石膏浆体的凝结和硬化，实际上是交叉进行的。凝结硬化的物理化学过程

石膏浆体半水石膏颗粒二水石膏晶体石膏胶体石膏硬化体水孔隙水化初期：二水石膏晶体较少随着水化反应进行二水石膏晶体量石膏硬化体中晶体堆积体建筑石膏的技术性质建筑石膏：白色粉末，密度为2.60～2.75g/cm3,堆积密度为800～1000kg/m3。包括天然建筑石膏、脱硫建筑石膏和磷建筑石膏。建筑石膏有强度、细度、凝结时间等方面的技术要求，见下表（GB9776-2008）：等级细度（0.2方孔筛筛余）/%凝结时间2h强度/MPa初凝终凝抗折抗压3.0≤10%≥3≤30≥3.0≥6.02.0≥2.0≥4.01.0≥1.6≥3.0建筑石膏的技术指标（GB9776-2008）

①凝结硬化快。建筑石膏水化迅速，常温下完全水化所需时间仅为7～12min。初凝时间极短，终凝时间也不超过30min。在室内自然干燥的条件下，一星期左右完全硬化，所以施工时根据实际需要，往往加入适量的缓凝剂。②硬化后孔隙率大、强度较低。由于半水石膏完全水化的理论需水量是18.6％，而实际用水量远大于此，因此，未参与水化的多余水分蒸发后在石膏硬化体内会留下大量的孔隙，建筑石膏孔隙率可高达50％～60％。从而使其密实度和强度都大大降低。通常其强度只有7.0~10.0MPa。③具有一定保温、吸声性能以及调湿作用。由于石膏制品内部孔隙率大，因而导热系数小、具有保温性能；表面大量空隙对声音的传导和反射都不好；大量毛细孔隙对空气中水分具有较强的吸附能力，在干燥时又可释放水分，可调节湿度。④凝固时体积略膨胀，装饰性好；加工性好。石膏洁白、细腻，凝固时体积略有膨胀，膨胀率约为1%，所以制品饱满。⑤耐水性和耐冻性差。硬化后石膏吸湿性强，导致强度下降，若长期浸泡在水中还会因二水石膏晶体溶解而引起溃散破坏；若吸水后受冻，还会因孔隙中水分结冰膨胀而引起破坏。因此，石膏的耐水性、抗冻性都较差。⑥防火性能良好。在于火灾或高温时，结晶水蒸发在石膏表面形成蒸汽幕，并且不会有有害气体产生，但不宜长期用于靠近65℃以上高温的部分。建筑石膏的贮存：

建筑石膏贮存3个月应重新进行质量检验。一般3个月后，强度将降低30%左右。建筑石膏的应用

石膏在建筑中应用十分广泛。如石膏抹灰材料、各种墙体材料和装饰石膏板等。⑴粉刷石膏

粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光洁、防火、保温，并且施工方便，可实现机械化施工，是一种高档抹灰材料，可用于办公室、住宅等的墙面、顶棚等。⑵建筑石膏制品

建筑石膏制品的种类很多。如纸面石膏板、空心石膏板、石膏砌块、装饰石膏板、石膏角线、灯圈、罗马柱等，主要用于分室墙，内隔墙、吊顶及装饰。

石膏线贴金箔石膏线石膏空心板石膏空心砌块石膏砌块各种墙板德国一所教堂的外墙面雕饰室内墙面和天花板的雕饰装饰石膏板吸声用穿孔石膏板石膏艺术制品

纸面石膏板纸面石膏板

纸面石膏板是以石膏为基材，掺入少量添加剂及增强纤维，并在板面、板背各粘结一层护面纸而成。纸面石膏板最初在1890年由美国发明生产，1917年传入欧洲，由于其具有质轻、保温隔热、防火、隔音、施工方便、绿色环保等诸多优点，纸面石膏板在建筑中的应用得到迅速发展，产量不断增长。据统计，1997年美国纸面石膏板年产量已达19亿米2，约有80%墙体材料应用纸面石膏板，在美国100％的住宅建筑均采用纸面石膏板作为内部隔墙材料，消费量为8.1米2/人/年，而我国在2007年也仅为不到0.71米2/人/年，远远低于其它国家的消费水平。石膏板之所以能得到迅速的推广应用，并在一百多年的进程中不被淘汰，与其优越的性能分不开，总的归纳为以下十点：

1.生产能耗低，生产效率高：生产同等单位的纸面石膏板的能耗比水泥节省78％。且投资少生产能力大，便于大规模生产，国外已经有年生产量可达到4000万平方米以上的生产线。

2.轻质：用纸面石膏板作隔墙，重量仅为同等厚度砖墙的1/15，砌块墙体的1/10，有利于结构抗震，并可有效减少基础及结构主体造价。

3.保温隔热：由于石膏板的多孔结构，其导热系数为0.16W/（M．K），与灰砂砖砌块（1.1W（M．K））相比，其隔热性能具有显著的优势。

4.防火性能好：由于石膏芯本身不燃，且遇火时在释放化合水的过程中会吸收大量的热，延迟周围环境温度的升高，因此，纸面石膏板具有良好的防火阻燃性能。经国家防火检测中心检测，纸面石膏板隔墙耐火极限可达4小时。

5.隔音性能好：纸面石膏板隔墙具有独特的空腔结构，大大提高了系统的隔声性能。

6.装饰功能好：纸面石膏板表面平整，板与板之间通过接缝处理形成无缝表面，表面可直接进行装饰。

7.可施工性好：仅需裁制刀便可随意对纸面石膏板进行裁切，施工非常方便，用它做装饰，可以摆脱传统的湿法作业，极大的提高施工效率。

8.舒适的居住功能：由于石膏板具有独特的“呼吸”性能，可在一定范围内调节室内湿度，使居住舒适。9.绿色环保：纸面石膏板采用天然石膏及纸面作为原材料，决不含对人体有害的石棉（绝大多数的硅酸钙类板材及水泥纤维板均采用石棉作为板材的增强材料）。

10.节省空间：采用纸面石膏板作墙体，墙体厚度最小可达74mm，且可保证墙体的隔音、防火性能。

就国内的行情，纸面石膏板更多的使用在吊顶天花等装修工程中，但是，纸面石膏板其实是一种非常好的轻质墙体材料，在国外，用来做墙体的石膏板用量远远大于做吊顶的用量。1.2石灰1、石灰的生产石灰的原料主要成分：碳酸钙主要原料：石灰石、白云石、白垩和贝壳等。欠火石灰——温度低、煅烧时间短或块体过大：外部为正常石灰，内部为未分解的碳酸钙，降低了石灰的利用率。生石灰——正常温度和煅烧时间所煅烧的石灰具有多孔结构，内部孔隙率大，表观密度较小，晶粒细小，与水反应迅速，这种石灰称为正火石灰。过火石灰——温度过高或时间过长，石灰内部孔隙率减少，体积收缩，晶粒变得粗大，称为过火石灰；其结构较致密，表面常被熔融的粘土覆盖，与水反应时速度很慢，往往需要很长时间才能产生明显的水化效果。石灰生产的三种产品：块状生石灰石灰石中常含有一定量的碳酸镁（MgCO3）：MgO：结构致密和水化速度很慢。按氧化镁含量的多少，建筑石灰可分为钙质和镁质两类。当石灰中MgO含量小于或等于5％时，称钙质石灰；当MgO含量大于5％时，称为镁质石灰。石灰石块状生石灰生石灰粉消石灰粉石灰膏煅烧磨细加过量水进行陈伏土木工程中常用的石灰产品加适量水熟化用途：拌制石灰砌筑砂浆或抹灰砂浆；用途：拌制石灰土、三合土；生石灰粉消石灰粉石灰膏石灰乳石灰乳加水稀释石灰的熟化

工地上使用生石灰前要进行熟化。熟化是指生石灰（氧化钙）与水作用生成氢氧化钙（熟石灰，又称消石灰）的过程，又称消解或消化。反应如下：

CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9×103J

煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快，放热量和体积增大也较多。消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca(OH)2,称为消石灰粉。熟化过程中体积增大1-2.5倍，迅速放出大量热

过火石灰结构较致密，与水反应时速度很慢，往往需要很长时间才能产生明显的水化效果。为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。“陈伏”期间，石灰浆表面应保有一层水分，与空气隔绝，以免碳化。生石灰石灰浆除去水分石灰膏熟化化灰池沉淀储灰坑石灰膏：2.石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐凝结硬化，主要由下面两个同时进行的过程完成：①结晶作用

失水结晶析出浆体硬化干燥浆体紧缩产生强度Ca(OH)2空气中的CO2和水反应，形成不溶于水的碳酸钙晶体，析出的水分则逐渐被蒸发。由于碳化作用主要发生在与空气接触的表层，且生成的CaCO3膜层较致密，阻碍了空气中CO2的渗入，也阻碍了内部水分向外蒸发，因此硬化缓慢。②碳化过程

一般纯石灰浆不能单独应用到工程中，为什么？石灰的硬化很缓慢，这是由于空气中二氧化碳气体非常稀薄，同时表面的石灰一旦碳化后，所生成的碳酸钙的坚硬外壳，又阻碍二氧化碳的进一步透入，而内部水分析出困难，结晶作用无法较快进行。所以纯石灰浆不能单独使用，必须掺入砂子等填充料使用，这样石灰浆内形成连通的毛细孔道，使内部水分蒸发并进一步碳化和结晶，以加速硬化，并可防止石灰在硬化过程中产生过大收缩或裂缝。3.石灰的技术性质与要求

石灰的性质①可塑性和保水性好生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细（直径约为1μm）的呈胶体分散状态的Ca(OH)2

，表面吸附一层厚的水膜。②硬化较慢、强度低碳化缓慢且表面碳化后不利于碳化作用的深入和内部水分的蒸发。硬化后的强度也不高（硬化层太薄），1:3的石灰砂浆28天抗压强度通常只有0.2～0.5MPa。③耐水性差石灰不宜在潮湿的环境中使用，也不宜单独用于建筑物基础。④硬化时体积收缩大

除调成石灰乳做薄层涂刷外，不宜单独使用。工程上常在其中掺入砂、纸筋等减少收缩。⑤生石灰吸湿性强

块状生石灰在放置过程中，会缓慢吸收空气中的水分而自动熟化成消石灰粉，再与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钙，失去胶结能力。石灰的技术要求

建筑工程中所用的石灰常分三个品种：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。我国建材行业标准：JC/T479-92《建筑生石灰》JC/T480-92《建筑生石灰粉》JC/T481-92《建筑消石灰粉》JC/T479-92《建筑生石灰》和JC/T480-92《建筑生石灰粉》规定：MgO含量≤5%为钙质生石灰，MgO含量＞5%为镁质生石灰。(1)生石灰

按现行建材行业标准JC/T479-92《建筑生石灰》的规定，根据氧化镁的含量分为钙质生石灰、镁质生石灰，包括优等品、一等品和合格品三个等级，技术指标见表：项目钙质生石灰镁质生石灰优等品一等品合格品优等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/%，不小于908580858075未消化残渣含量(5mm圆孔筛筛余量)/%,不大于5101551015CO2/％，不大于5796810产浆量/(L/kg),不小于2.82.32.02.82.32.0建筑生石灰技术指标

产浆量是单位质量的生石灰经消化后,所产石灰浆体的体积(L)。未消化残渣含量是指生石灰消化后，未能消化而存留在5mm圆孔筛上的残渣占试样的百分率。

(2)生石灰粉

按现行行业标准JC/T480-92《建筑生石灰粉》的规定，根据氧化镁的含量分为钙质生石灰、镁质生石灰，包括优等品、一等品和合格品三个等级，技术指标见表：

项目钙质生石灰粉镁质生石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品(CaO+MgO)含量，%，不小于858075807570CO2／％，不大于791181012细度0.90mm筛的筛余，％，不大于0.20.51.50.20.51.50.125mm筛的筛余，％，不大于7.012.018.07.012.018.0建筑生石灰粉的技术指标

(3)建筑消石灰粉

建筑消石灰粉按氧化镁含量分为钙质消石灰粉、镁质消石灰粉、白云石消石灰粉等，每种又有优等品、一等品和合格品三个等级。

建筑消石灰粉按氧化镁含量的分类界限

品种名称钙质消石灰粉镁质消石灰粉白云石消石灰粉氧化镁含量/％≤44≤MgO<2424≤MgO<30建筑消石灰粉的技术指标

项目钙质生石灰粉镁质生石灰粉白云石消石灰粉优等品一等品合格品优等品一等品合格品优等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/％，≮706560656055656055游离水/％0.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～2体积安定性合格合格-合格合格-合格合格-细度0.9mm筛余％，≯000.5000.5000.50.125mm筛余/％，≯3101531015310154石灰在土木工程中的应用

品种名称适用范围生石灰配制石灰膏；磨细成生石灰粉石灰膏用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆稀释成石灰乳(石灰水)涂料，用于内墙和平顶刷白生石灰粉(磨细生石灰粉)用于调制石灰砌筑砂浆或抹面砂浆配制无熟料水泥(石灰矿渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等)制作硅酸盐制品(如灰砂砖等)制作碳化制品(如碳化石灰空心板)用于石灰土(灰土)和三合土消石灰粉制作硅酸盐制品用于石灰土(石灰+粘土)和三合土（1）制作石灰乳涂料、配制砂浆石灰乳由消石灰粉或石灰膏掺大量水调制而成。可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。掺入少量磨细粒化高炉矿渣(或粉煤灰)，可提高粉刷层的防水性；掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。（2）拌制石灰土和石灰三合土

消石灰粉或生石灰粉与黏土拌合物，称为石灰土（或灰土），若再加入砂石（或碎石、炉渣等）即成三合土。灰土和三合土在夯实或压实下，密实度大大提高，而且在潮湿的环境中，黏土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与Ca(OH)2发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使黏土的抗渗能力、抗压强度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于墙体、建筑物基础、路面和地面的垫层。三合土用作铺筑步道砖的垫层三合土桩灰土桩（3）生产硅酸盐制品

磨细生石灰(或消石灰粉)和硅质材料(砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣、浮石等)加水拌和，必要时加入少量石膏，经过成型、蒸养或蒸压养护等工序而成的建筑材料，统称为硅酸盐制品。如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。灰砂砖5.石灰的贮存

生石灰应贮存在干燥的环境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好运到工地（或熟化工厂）后立即熟化成石灰浆，将储存期变为陈伏期。由于生石灰受潮熟化时放出大量的热，而且体积膨胀，所以，储存和运输生石灰时，还要注意安全。消石灰贮存时应包装密封，以隔绝空气，防止碳化；对石灰膏，应在其上层始终保留2cm以上的水层，以防止其碳化而失效。石灰砂浆A为凸出放射性裂纹，这是由于石灰浆的陈伏时间不足，制使其中部分过火石灰在石灰砂浆制作时尚未水化，导致在硬化的石灰砂浆中继续熟化成Ca(OH)2，产生体积膨胀，从而形成膨胀性裂纹。石灰砂浆B为网状干缩性裂纹，是因石灰砂浆在硬化过程中干燥收缩所致。尤其是水灰比过大，易产生此类裂纹。石灰砂浆A石灰砂浆B请观察与对比经过半小时后的建筑石膏与石灰的凝结录像，并分析两者凝结硬化的差别。石膏凝结硬化石灰凝结硬化从录像可见:建筑石膏凝结过程很快，终凝时间不超过30min；而石灰凝结慢。此外，石灰硬化后体积收缩，而石膏则略有膨胀，膨胀率为0.05％～0.15％，此性质使石膏制品干燥时不开裂，光滑饱满。石膏硬化后多孔，故强度较低。石灰水化形成Ca(OH)2，强度也不高，碳化后强度才能提高，但这是一个缓慢的过程。建筑石膏及石灰均为耐水性差的气硬性胶凝材料，且石膏吸湿、吸水性大。

黑龙贵地处鄂尔多斯和乌海市交界处，该处石灰窑有一千多孔，主要生产石灰，为电石厂、炼钢厂提供原料。石灰窑分布在几十公里的山沟里。这里常年灰尘满天、一股股刺鼻的的臭味不断地向周围飘散，污染严重。尘土满身的白灰窑民工

白灰窑冒出滚滚浓烟，连成一片，根本看不到蓝天地上落满了厚厚的石灰，一但刮风，石灰漫天飞舞，这个地区变得白茫茫一片

2硅酸盐水泥2.1硅酸盐水泥的生产及矿物组成2.2硅酸盐水泥的水化及凝结硬化2.3硅酸盐水泥的技术性质2.4水泥石的腐蚀与防止掌握水泥的基本概念和性能特点；熟悉水泥的生产工艺和基本矿物组成；熟悉解水泥凝结硬化作用机理；掌握不同品种水泥的性能与工程应用；教学目标与要求：重点：掌握水泥技术性质及应用民用建筑工业建筑海港大坝大桥国防设施公路核电站这些建筑能离开水泥吗？

这些建筑所用水泥一样吗？

水泥是如何生产出来的？有那些品种？如何选择？看图思考

1824年，英国人阿斯普丁(JosephAspdin)发明了一种把石灰石和粘土混合后加以煅烧来制造水泥的方法，并获得了专利权。这种水泥同英国伦敦附近波特兰(Portland)小城盛产的石材颜色相近。

1870年以后，水泥作为一种新型工业在世界许多国家和地区得以发展和应用。我国的水泥工业解放前十分落后，1876年只是在河北唐山成立了启新洋灰公司，以后又相继建立了大连、上海、广州等水泥厂。历史上最高年产量(1942年)只有229万t。我国水泥工业真正的发展是在解放以后。50年代，我国按照前苏联模式，在部分高校中设立了水泥专科和中等专业学校，注重培养水泥方向的专业技术人才，与此同时，国家成立了建材研究机构，一部分专业人员潜心研究水泥技术，并建成了一批水泥厂。经过50年的发展，我国水泥工业在世界上举足轻重，1998年我国水泥产量已达5．36亿t，连续多年居世界第一。在提高水泥产量的同时，水泥质量也不断提高。产品的标准不断更新，并逐步向国际化接轨。90年代以来已开始在水泥行业广泛使用了产品质量国际认证体系。我国水泥的发展

水泥：水泥是与水混合后，经过物理化学反应过程能由可塑性浆体变成坚硬的石状体，并能将散粒状材料胶结成为整体的一种粉末状水硬性胶凝材料。

属水硬性凝胶材料，不仅能在空气中硬化，还能在水中硬化、保持并发展其强度。分类：按组成：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫铝酸盐水泥；按性能和用途：通用水泥、专用水泥和特性水泥。硅酸盐水泥的定义凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主的

水泥熟料，掺入0～5％的石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥(也称波特兰水泥，Portlandcement)。2.1硅酸盐水泥的生产及矿物组成当硅酸盐水泥中不掺混合材料时，称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的，称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅱ。（1）硅酸盐水泥的生产原料：

石灰质原料：主要提供ＣaＯ；黏土质原料：主要提供SiO2、Ａl２O３以及Ｆe２O３。校正原料铁质校正原料：主要补充Ｆe２O３硅质校正原料：主要补充SiO2硅酸盐水泥生产工艺:将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：将生料煅烧使之部分熔融形成熟料；将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。硅酸盐水泥的生产工艺概括起来就是“二磨一烧”，如下图所示：校正原料图水泥生产工艺流程示意图生产过程水泥回转窑

(2)硅酸盐水泥熟料矿物组成硅酸三钙——其矿物组成为3CaO·SiO2(简称C3S)，含量约37-60%；硅酸二钙——其矿物组成为2CaO·SiO2(简称C2S)，含量约15-37%。铝酸三钙

——其矿物组成为3CaO·Al2O3(简称C3A)，含量7%～15%。铁铝酸四钙

——其矿物组成为4CaO·Al2O3·Fe2O3(简称C4AF)，含量10%～18%。⑤其它矿物组成——硅酸盐水泥熟料中还含有少量的游离氧化钙和游离氧化镁及少量的碱(氧化钠和氧化钾)。其总含量一般不超过水泥量的10%。2.2硅酸盐水泥的水化及凝结硬化（1）硅酸盐水泥的水化

硅酸盐水泥熟料与水发生的水解或水化作用统称为水化。水化硅酸钙，C-S-H凝胶；六方晶体硅酸三钙水化硅酸钙，C-S-H凝胶；六方晶体硅酸二钙水化铝酸三钙，立方晶体铝酸三钙水化铝酸三钙，立方晶体；铁铝酸四钙水化铁酸钙，胶体C-F-H加入石膏时（主要为调节凝结时间）：高硫型水化硫铝酸钙，针状晶体，钙矾石在石膏消耗完后，部分钙矾石转化为单硫型水化硫铝酸钙凝胶体

晶体硅酸盐水泥的主要水化产物:水化硅酸钙(C-S-H凝胶70%)水化铁酸钙氢氧化钙(Ca(OH)220%)水化铝酸钙水化硫铝酸钙(7%)电镜下的水泥水化产物图CHCrystal氢氧化钙晶体C-S-H水化硅酸钙凝胶水化硫铝酸钙图各熟料矿物的强度增长硅酸盐水泥主要矿物组成与特性矿物组成硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S铝酸三钙C3A铁铝酸四钙C4AF水化速度快慢最快快水化热多少最多中对强度的作用高早低后高低低提问：（1）由上表可知硅酸盐水泥应有什么特点？（2）如果制备高强水泥、快硬高强水泥或低热水泥，在熟料矿物组成上应分别进行怎样的调节？硅酸盐水泥各矿物组成性能比较

(2)硅酸盐水泥的凝结硬化水泥的凝结：水泥加水拌合后，成为可塑性的水泥浆，水泥浆逐渐变稠失去塑性，但尚不具有强度的过程，成为水泥的“凝结”。初凝：水泥颗粒表面水化物膜层增厚，包有凝胶体的水泥颗粒逐渐接近，以致相互接触凝结成多孔的空间网络，形成凝聚结构，水泥浆开始失去塑性，这种结构在振动作用下开始破坏。终凝：固态水化物不断增多，颗粒间的接触点数目不断增加，结晶体和凝胶体互相贯穿形成的凝聚—结晶网状结构不断增强，结构逐渐紧密。水泥浆体完全失去可塑性。水泥的硬化：水泥浆凝结之后，产生明显的强度并逐渐发展成为坚硬的人造石——水泥石，这一过程成为水泥的“硬化”。水泥进入硬化期后，水化速度逐渐减慢，水化物随时间的增长而逐渐增加，扩展到毛细孔，结构更趋致密，强度相应提高。凝结和硬化实际上是一个连续的复杂的物理化学变化过程。

硬化后的水泥石是由凝胶体、结晶体、未水化的水泥颗粒、水、凝胶孔、毛细孔所组成。其结构如图所示。A－－未水化水泥颗粒B－－凝胶体粒子C－－结晶体粒子D－－毛细孔（毛细孔水）E－－凝胶孔（3）影响水泥凝结硬化的因素影响凝结硬化的因素有：水泥的熟料矿物组成及细度，用水量，养护时间，环境温度和湿度以及石膏的掺量。①水泥的熟料矿物组成及细度

水泥熟料中各种矿物的凝结硬化特点不同，当水泥中各种矿物的相对含量不同时，水泥的凝结硬化特点就不同。

水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，凝结硬化快，早期强度就高。

②用水量当水泥浆中加水较多时，水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢,且空隙多，水泥石的强度降低。③养护时间

水泥加水拌合后的前4周水化速度较快，强度发展也较快。4周之后，只要维持适当的温度与湿度，水泥浆随着时间的延长水化物增多，内部结构就逐渐致密，一般来说，强度不断增长，在几个月、几年、甚至几十年后还会继续增长。④环境温度和湿度

只有处于适当温度下，水泥的水化、凝结和硬化才能进行。通常，温度较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度就较快。当环境温度低于0℃时水泥水化趋于停止，就难以凝结硬化。

水泥水化是水泥与水之间的反应，必须在水泥颗粒表面保持有足够的水分，水泥的水化、凝结硬化才能充分进行，生成的水化物进一步填充毛细孔，促进强度发展。保持环境的温度和湿度，使水泥石强度不断增长的措施，称为水泥的养护。⑤石膏的掺量

在熟料磨细时，掺有适量（3%左右的）会起到良好的缓凝效果。但是石膏掺量过多时，可能危害水泥石的安定性。

2.3硅酸盐水泥的技术性质１.技术性质按照我国现行国家标准《通用硅酸盐水泥》（ＧＢ175一2007）规定，对硅酸盐水泥有9项技术要求。不溶物、烧失量氧化镁、三氧化硫含量细度凝结时间体积安定性强度碱含量等①细度

水泥颗粒粒径一般在7～200μm，颗粒细，则水化较快且完全，强度较高，但在空气中的硬化收缩性大，成本也较高。颗粒过粗不利于水泥活性的发挥，又影响其保水成浆的性能。水泥颗粒＜40μm时，具有较高的活性；水泥颗粒＞100μm时，活性很小。国家规定用筛析法和比表面积法测定水泥的细度。ＧＢ175一2007规定，硅酸盐水泥比表面积不小于300m2/kg，否则为不合格品。负压筛析仪负压筛.rm

标准稠度水泥净浆为使水泥凝结时间和安定性的测定结果具有可比性，在此两项测定时必须采用标准稠度的水泥净浆。我国国标规定，水泥净浆稠度是采用标准维卡仪测定的，以试杆沉入净浆距底板６mm±1mm时的稠度为“标准稠度”，此时的用水量为标准稠度用水量。水泥稠度凝结时间测定仪②凝结时间初凝：水泥加水拌合时起至标准稠度净浆开始失去可塑性所需的时间；

终凝：水泥加水拌和时起至标准稠度净浆完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。为使水泥混凝土和砂浆有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，水泥初凝时间不能过短。当施工完成，则要求尽快硬化，具有强度，故终凝时间不能太长。标准规定：硅酸盐水泥初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h（390min），否则为不合格品。

③安定性体积安定性：水泥浆体硬化以后，体积变化均匀，硬化的浆体能保持一定的形状，不变形、不开裂、不溃散的性质。体积安定性不良：水泥硬化后，产生不均匀的体积变化。会使构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重事故。引起水泥安定性不良的原因有三个：熟料中游离CaO过多：其中部分过烧的CaO在水泥凝结硬化后，会缓慢与水生成Ca(OH)2。该反应体积膨胀97%，使水泥石发生不均匀体积变化。熟料中游离MgO过多：水泥中的氧化镁在水泥凝结硬化后，会与水生成Mg(OH)2。该反应比过烧的CaO与水的反应更加缓慢，且体积膨胀，会在水泥硬化几个月后导致水泥石开裂。石膏掺量过多：水泥硬化后，石膏在有水存在的情况下，还会继续与固态的水化铝酸钙反应生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石），体积约增大1.5倍，引起水泥石开裂。体积安定性检验方法标准规定：用沸煮法检测水泥的体积安定性（饼法和雷氏法）。只能检验氢氧化钙所引起的水泥体积安定性。硅酸盐水泥中，游离氧化镁含量不得超过5.0%、三氧化硫含量不得超过3.5%。

水泥安定性检验不合格，为不合格品。体积安定性不良LD-50雷氏夹测定仪

LJ-175型雷氏夹FZ-31A型水泥雷氏沸煮箱④强度及强度等级

意义：水泥的强度是评定其质量的重要指标，也是划分水泥强度等级的依据。将水泥和标准砂按1：3混合，用0.50的水灰比,并按规定的方法制成试件，在标准温度(20士1℃)的水中养护，分别测定其3d和28d的抗压强度和抗折强度。强度等级：硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六个强度等级。水泥按3d强度又分为普通型和早强型两种类型，其中代号R表示早强型水泥。强度等级抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）3d28d3d28d42.5

42.5R

52.5

52.5R

62.5

62.5R17.0

22.0

23.0

27.0

28.0

32.042.5

42.5

52.5

52.5

62.5

62.53.5

4.0

4.0

5.0

5.0

5.56.5

6.5

7.0

7.0

8.0

8.0表硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-2007）水泥胶砂搅拌机水泥胶砂振实台40×40×160mm水泥抗折试模DKZ—500型电动抗折试验机全自动水泥抗压试验机⑤碱含量和氯离子含量

水泥中碱含量按Na2O＋0.658K2O计算值来表示。若使用活性骨料，碱含量过高将引起碱骨料反应；低碱水泥，水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定。水泥中氯离子含量不得大于0.06%。

⑥水化热

水化热：水泥在水化过程中所放出的热称为水化热。

大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土构筑物，由于水化热积聚在内部不易散失，内外温差所引起的应力，可使混凝土产生裂缝。⑦密度与堆积密度硅酸盐水泥平均可取：3.1g／cm3。堆积密度：1000～1600kg／m3。种类溶出性侵蚀盐类侵蚀酸类侵蚀软水侵蚀一般酸性侵蚀碳酸侵蚀镁盐侵蚀硫酸盐侵蚀2.4水泥石的腐蚀与防止碱类侵蚀氢氧化钠除了上述外因，水泥石产生腐蚀的内因：1水泥石中存在有引起腐蚀的组成成分氢氧化钙和水化铝酸钙；2水泥石本身不密实，有很多毛细孔通道，侵蚀性介质易于进入其内部；3腐蚀与通道的相互作用。

2.腐蚀的防止

在选用水泥及施工中，可考虑以下措施：根据建筑物使用环境特点，合理选用水泥品种；提高水泥石的密实度：采取措施减少水泥石结构的孔隙率，如工程实际中合理设计混凝土的配合比，降低水灰比、掺外加剂以及改善施工方法等。特别是提高表面的密实度，在混凝土或砂浆表面进行碳化或氟硅酸处理生成碳酸钙、氟化钙或硅胶薄膜，阻塞腐蚀介质渗入水泥石的通道；加做保护层：在混凝土及砂浆表面加上耐腐性高且不透水的防护层，如耐酸玻璃、耐酸陶瓷、玻璃、塑料等。2.5硅酸盐水泥的应用与存放硅酸盐水泥的性质与应用1、强度等级高、强度发展快：适用于重要结构的高强度混凝土和预应力混凝土、冬季施工的混凝土等。2、抗冻性好：适用于严寒地区和遭受反复冻融的混凝土工程。3、耐腐蚀性差：不宜用于受流动软水和压力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蚀性介质作用的工程。4、水化热高：不宜用于大体积混凝土工程。硅酸盐水泥的性质与应用5、抗碳化性能好：适用于空气中二氧化碳浓度高的环境。6、耐热性差：不得用于耐热混凝土。7、干缩小：可用于干燥环境下，水化需水量小，且保水能力好。8、耐磨性好：适用于地面和道路工程。（二）硅酸盐水泥的运输与存放

特别注意防潮与防水。不同品种不同标号的水泥要分别存放。散装水泥分库储存，袋装水泥的堆放高度不得超过十袋；做到先到先用，不宜久存，经三个月，水泥强度约降低10～20%。3掺混合材料的硅酸盐水泥3.1水泥混合材料3.2普通硅酸盐水泥3.3矿渣硅酸盐水泥3.4火山灰硅酸盐水泥3.5粉煤灰硅酸盐水泥3.6复合硅酸盐水泥一、混合材料定义分类活性混合材料非活性混合材料3.1水泥混合材料在生产水泥时，为改善水泥性能，调节水泥强度而加入到水泥当中去的天然或人工的矿物材料。分类粒化高炉矿渣火山灰质混合材料粉煤灰（1）活性混合材料磨成细粉，与石灰或与石膏拌合在一起，加水后，在常温下，能生成具有胶凝性的水化产物，既能在空气中，又能在水中硬化的混合材料。它们中都含有大量活性氧化硅（SiO2）与活性氧化铝（Al2O3）。

粒化高炉矿渣形成：炼铁高炉的熔融矿渣，经急速冷却而成的松软颗粒。组成：CaOSiO2Al2O3＞90%(活性成分）(活性成分）厚达近千米的火山灰火山灰形成的云雾火山灰质混合材料形成：火山喷发时，随同熔岩一起喷发的大量碎屑沉积在地面或水中成为松软状物质，称为火山灰。组成：活性SiO2、活性Al2O3粉煤灰辰光电厂粉煤灰溃泻产出：发电厂锅炉以煤粉作燃料，从煤粉炉烟气中收集下来的粉体材料。活性成分：SiO2和Al2O3活性取决于玻璃体含量

2、活性混合材料的作用

活性混合材料与水调和后，本身不会硬化或硬化极为缓慢，强度很低，但在氢氧化钙的溶液就会发生显著的水化，而在饱和的氢氧化钙的溶液中水化更快，水化反应一般认为：

xCa(OH)2+SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·nH2O

x与混合材料的种类、氢氧化钙和活性氧化硅的比例、环境温度等有关，一般认为1或稍大，n值一般为1-2.5。

石膏存在Ca(OH)2+Al2O3

水化铝酸钙水化硫铝酸钙。Ca(OH)2与SiO2作用过程：无定形的硅酸不定成分的吸附系统水化硅酸钙微晶体或结晶不完善的凝胶。吸收钙离子较长时间常用的激发剂碱性激发剂：硫酸盐激发剂：石灰熟料石膏副产品石膏产生Ca(OH)2CaSO4※激发剂：使活性混合材料的活性得以发挥，激发水化，促进凝结硬化的作用。分为碱性激发剂和硫酸盐激发剂。

1、水泥混合材料的类别（2）非活性混合材料

磨细的石英砂、石灰石、慢冷矿渣和各种废渣等属于非活性混合材料。只起提高水泥产量，降低水泥强度，减少水化热、降低成本等作用。定义与水泥成分不起化学作用（即无化学活性）或化学作用很小的人工或天然矿物质材料

3.2普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥（普通水泥）

P.O(ordinaryportlandcement)

由硅酸盐水泥熟料、、6％～20％（按质量百分比计）混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。掺活性材料：＜20%，允许≤5%的窑灰或≤8%非活性混合材代替。

掺非活性混合材：≤10%普通硅酸盐水泥各龄期的强度要求（GB175-2007）强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.0普通硅酸盐水泥包括4个强度等级：42.5、42.5R、52.5和52.5R。普通硅酸盐水泥（普通水泥）P.O性能特点：性能与硅酸盐水泥相近。

1早期强度略低，后期强度高；

2水化热低；

3抗侵蚀、抗腐蚀能力稍好；

4抗冻性、耐磨性稍差。矿渣硅酸盐水泥(矿渣水泥)：P.S(Portlandblastfurnace-slagcement)由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。A性矿渣硅酸盐水泥，代号P.S.A：矿渣含量为20％～50％；B性矿渣硅酸盐水泥，代号P.S.B：矿渣含量为50％～70％3.3矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥（矿渣水泥）P.S性能特点：

1早期强度低，后期强度高(二次水化反应）；

2对温度敏感，适宜于蒸汽养护或压蒸养护；

3水化热低（C3S、C3A含量少）；

4具有抗侵蚀、抗腐蚀能力；5具有较好的耐热性；抗碳化能力弱；6标稠需水量大，因此泌水性大，干缩大，抗渗性和抗冻性不及普通水泥。火山灰质硅酸盐水泥：P.P(portlandPozzolanacement)

由硅酸盐水泥熟料、20％～40％的火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

3.4火山灰质硅酸盐水泥火山灰水泥性能特点：

1早期强度低，后期强度高；

2水化热低，放热速度慢；

3具有抗侵蚀、抗腐蚀能力；

4抗冻性、耐磨性差，抗碳化能力弱。

5干燥收缩大，干条件下会气粉。

6潮湿条件下，吸收石灰产生膨胀胶化作用，密实度高，抗渗性好。粉煤灰硅酸盐水泥(粉煤灰水泥)：

P.F(portlandfly-ashcement)由硅酸盐水泥熟料、20％～40％的粉煤灰和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。3.5粉煤灰硅酸盐水泥粉煤灰水泥性能特点：

1早期强度低，后期强度高；2水化热低，放热速度慢；

3较好的抗侵蚀、抗腐蚀能力；

4抗冻性差、抗碳化能力弱；5干缩性小，抗裂性好，拌制的混凝土和易性好。

矿渣\火山灰\粉煤灰硅酸盐水泥

各龄期的强度要求（GB175-2007)强度等级抗压强度(MPa)抗折强度(MPa)3天28天3天28天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0复合硅酸盐水泥P.C（Compositeportlandcement）

由硅酸盐水泥熟料、20%-50%两种或两种以上规定的混合材料、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。允许用不超过8%的窑灰代替部分混合材料3.6复合硅酸盐水泥(复合水泥)与矿渣、粉煤灰、火山灰质水泥的区别：1、必须掺两种或两种以上的混合材料2、扩大了混合材的品种MgO含量≤6.0%。三氧化硫含量≤3.5%。强度等级：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六级。掺混合材料的硅酸盐水泥共性：1.凝结硬化慢，早期强度低，但后期强度增长较多，甚至可超过同强度等级的硅酸盐水泥或普通水泥。故这三种水泥不宜用于有早强要求的工程．2.耐热性好。氢氧化钙含量低。3.水化放热速度慢，放热量低．宜用大体积混凝土工程．4.抗软水和抗硫酸盐腐蚀的能力较硅酸盐水泥或普通水泥要强,故适用于受软水或硫酸盐腐蚀的水利工程，海港工程及地下工程。5.抗冻性和抗碳化能力差．这三种水泥早期强度低．受冻易损害，且混合材料加入需水量大，又因为保水性差，易在水泥内产生孔隙通道，抗冻性差。6.对温度较为敏感,适合蒸汽养护。掺混合材水泥的特性矿渣硅酸盐水泥：耐热性较好—可用于耐热砼泌水性、干缩性较大，易形成孔隙通道，抗渗性差。火山灰水泥：吸收石灰，产生膨胀胶化作用，结构致密，密实度和抗渗性好，适宜于抗滲砼。耐磨性差，干燥收缩大，干热条件下易起粉，不耐干燥，不宜用于干燥环境。粉煤灰水泥：干缩小，抗裂性好，拌制的混凝土和易性好。水化速度慢，所以强度发展慢。水泥名称代号硅酸盐水泥P·Ⅰ、P·Ⅱ普通硅酸盐水泥P·O矿渣硅酸盐水泥P·S粉煤灰硅酸盐水泥P·F火山灰质硅酸盐水泥P·P复合硅酸盐水泥P·C各种水泥的代号我国广泛使用的六种水泥（通用水泥）：普通硅酸盐水泥：熟料＋(6~20)%混合材＋石膏矿渣硅酸盐水泥：熟料＋(20~70)%矿渣＋石膏火山灰水泥：熟料＋(20~40)%火山灰＋石膏粉煤灰硅酸盐水泥熟料＋(20~40)%粉煤灰＋石膏复合硅酸盐水泥熟料＋(20~50)%混合材料＋石膏掺混合材硅酸盐水泥品种五种常用水泥的主要性能特性品种P.ⅠP.ⅡP.OP.SP.PP.F水化热高低凝结时间快较快较慢，低温下尤甚强度发展早期强度高早期强度较高早期强度低，但后期强度可等于同标号硅酸盐水泥抗硫酸腐蚀较差较强当SiO2多时，抗硫酸盐腐蚀性好，当Al2O3多时，抗硫酸盐腐蚀性差抗冻性好较差干缩性小较大大较小保水性较好差好差蒸养适应性不宜高于60～80℃好五种常见硅酸盐水泥性能及应用4其他水泥4.1白色和彩色硅酸盐水泥4.2快硬水泥4.3膨胀水泥及自应力水泥4.4道路硅酸盐水泥4.1白色水泥和彩色水泥白色硅酸盐水泥(简称“白水泥”)P·W（whiteportlandcement）

《白色硅酸盐水泥》GB/T2015-2005以硅酸钙为主要成分、氧化铁含量很少的白色硅酸盐水泥熟料、适量石膏和标准规定的混合材料，磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥的颜色主要由氧化铁、氧化锰、氧化钴和氧化钛等氧化物引起，所以白色硅酸盐水泥的生产要尽量避免着色物质的混入。石灰质原料应选用纯的石灰石，黏土可选用纯净的高岭土。GB/T2015-2005中规定的白水泥的技术标准强度等级：分为32.5、42.5和52.5三个强度等级；白度（Whiteness）：白度值应不低于87。凝结时间：初凝应不早于45min，终凝应不迟于10h。细度、沸煮安定性、三氧化硫的含量：与普通硅酸水泥相同。

彩色硅酸盐水泥用白色硅酸盐水泥熟料、石膏以及耐碱矿物颜料共同磨细可制得彩色水泥。所用颜料要求对光和大气能耐久，能耐碱而又不对水泥性能起破坏作用。常用的颜料有氧化铁（红、黄、褐、黑）、二氧化锰（黑、褐色）、氧化铬（绿色）、赭石（赭色）、群青（蓝色）和炭黑（黑色）。制造红、褐、黑等较深颜色彩色水泥时，也可用一般硅酸盐水泥熟料加入耐碱矿物原料，不一定用白色硅酸盐水泥。

白色水泥配制白色或彩色砂浆、混凝土和涂料白色和彩色水泥应用：白水泥直塑(牡丹仙子）压花地坪艺术地坪彩色水泥地砖4.2快硬水泥

①快硬硅酸盐水泥

凡以硅酸盐水泥熟料和石膏磨细制成，以3d抗压强度表示强度等级的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。

快硬硅酸盐水泥生产方法与硅酸盐水泥基本相同，只是要求C3S和C3A含量高些，并适当提高水泥的粉磨细度。性能：水化放热速率快，水化热较高，早期强度高。用途：早期强度高的工程、紧急抢修工程、抗冲击及抗震性工程、冬季施工工程等。②铝酸盐水泥凡以铝酸钙为主、氧化铝含量大于50％的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料，称为铝酸盐水泥，又称高铝水泥。主要矿物成分：铝酸一钙CaO·Al2O3及其他铝酸盐。水化产物：水化铝酸一钙和水化铝酸二钙晶体、氢氧化铝凝胶。铝酸盐水泥的特性和应用性能：1）早期强度发展迅速，适用与早期强度要求较高的紧急、抢修工程。2）水化热大，放热快，不适用于大体积混凝土工程。3）耐热性能好，适合做耐热工程。4）抗硫酸盐侵蚀性能好，主要组成为低钙铝酸盐，水化析出的氢氧化钙较少，且水泥石孔隙率小。5）耐碱性差，长期强度会降低。应用：紧急工程、冬季施工的工程；配制耐热和耐硫酸盐混凝土。③快硬硫铝酸盐水泥R·SAC(Rapidhardeningsulphoaluminatecement)

凡以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料和少量石灰石，加入适量石膏磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥。主要矿物为无水硫铝酸钙（3(CaO·Al2O3)·CaSO4）和β-C2S;水化产物：钙矾石、氢氧化铝凝胶和C-S-H凝胶。特点：快凝、早强、不收缩，抗渗和抗硫酸盐侵蚀。用途：冬季施工、紧急抢修、堵漏等；不足：碱度低，使用时应注意钢筋锈蚀问题；耐热性较差。4.3膨胀和自应力水泥

膨胀水泥和自应力水泥

凝结硬化过程中不仅不收缩，而且有不同程度的膨胀。膨胀过程中受到限制，水泥石本身会受到压应力。自应力值小于2MPa的水泥属于膨胀水泥，自应力值不小于2MPa的水泥属于自应力水泥。硅酸盐型：硅酸盐水泥、高铝水泥、石膏

凝结较慢铝酸盐型：高铝水泥、石膏凝结较快膨胀机理：钙矾石的生成。膨胀水泥及自应力水泥的应用

膨胀水泥适用于补偿收缩混凝土、用作防渗混凝土；填灌混凝土结构或构件的接缝及管道接头，