常見的水泥品種

1、常見的水泥品種： (1)硅酸鹽水泥 硅酸鹽水泥又稱純熟料水泥，國外稱波特蘭水泥。它是由硅酸鹽水泥熟料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。 生產(chǎn)硅酸鹽系水泥的原料主要是石灰質(zhì)原料和黏土質(zhì)原料。石灰質(zhì)原料(石灰、白堊等)主要提供CaO，黏土質(zhì)原料(黏土、黏土質(zhì)頁巖、黃土等)主要提供SiO2、A12O3及Fe2O3。有時還要加入少量校正原料(硅藻土、黃鐵礦渣等)來調(diào)整這2種原料化學(xué)成分的不足。 在水泥生產(chǎn)過程中，為調(diào)節(jié)水泥的凝結(jié)時間還要加入二水石膏、半水石膏、硬石膏以及它們的混合物或工業(yè)副產(chǎn)石膏等緩凝劑。為改善水泥性能、調(diào)節(jié)水泥標(biāo)號，生產(chǎn)中往往還要加入一些礦物材料，稱為混合材料。水泥的生產(chǎn)工藝主要包

2、括生料制備、煅燒、熟料磨細(xì)、儲存或包裝出廠。 將原料按適當(dāng)比例配合，磨細(xì)混均，制成干料粉、料球或料漿，即為生料。制備生料的方法有干法、濕法和半干法。在立窯或回轉(zhuǎn)窯中對生料煅燒，燒成溫度在1 3001 450之間，此時將發(fā)生一系列物理化學(xué)變化。燒成的物料在窯內(nèi)從1 300冷卻1 000左右，然后離窯冷卻，所得到的顆粒狀物料就是硅酸水泥熟料。熟料中加入w=26%的石膏，將其共同磨細(xì)就得到硅酸鹽水泥。將熟料、石膏和其他混合材料共同磨細(xì)，可生產(chǎn)出摻混材料不同的硅酸鹽水泥，如普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥等。 硅酸鹽水泥的主要礦物成分是：硅酸三鈣(3CaOSiO2，簡寫為C3S)、硅酸二(2

3、CaOSiO2，簡寫為C2S)、鋁酸三鈣(2CaOAl2O3，簡寫為C3A)、鐵鋁酸四鈣(4CaOA12O3Fe2O3，簡寫為C4AF)，還有游離氧化鈣和氧化鎂，是有害成分。 硅酸鹽水泥熟料是多種礦物組分組成的，各組分的比例不同，水泥的性質(zhì)就發(fā)生相應(yīng)變化。如提高3CaOSiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可制得高強(qiáng)水泥；提高3CaOSiO2和3CaOAl2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可制得快硬水泥；降低3CaOSiO2和3CaOAl2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，提高2CaOSiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可制得中、低熱水泥；提高4CaOA12O3Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，降低3CaOAl2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可制得道路水泥。 水泥加水拌和后，立即發(fā)生水化

4、反應(yīng)成為可塑性水泥漿。隨著水化的不斷進(jìn)行，水泥漿逐步變稠失去塑性，但尚不具有強(qiáng)度的過程稱為水泥的凝結(jié)。隨著水化的進(jìn)一步進(jìn)行，水泥漿將產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度并發(fā)展為堅硬的人造石水泥石的過程稱為硬化。水泥的水化是復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，凝結(jié)、硬化實(shí)質(zhì)上是一個連續(xù)、復(fù)雜的物理化學(xué)變化過程，是水化反應(yīng)的外觀表現(xiàn)，其凝結(jié)硬化階段是人為劃分的。 衡量水泥的性質(zhì)和質(zhì)量的指標(biāo)有：密度、容重、細(xì)度、需水性、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度及標(biāo)號、型號、水化熱等。衡量水泥獲得一定稠度所需水量多少的性質(zhì)稱為需水性。凝結(jié)時間是指水泥從和水開始到失去流動性，即從可塑狀態(tài)發(fā)展到固體狀態(tài)所需的時間，又分為初凝時間和終凝時間。初凝時間是水泥從水泥和水

5、到水泥漿開始失去塑性的時間；終凝時間是指水泥和水到水泥漿完全失去塑性的時間。安定性是水泥漿體在硬化后體積變化的穩(wěn)定性。若水泥硬化后體積變化不穩(wěn)定，產(chǎn)生不均勻的變化，即所謂安定性不良，會使混凝土產(chǎn)生膨脹性裂紋，降低工程質(zhì)量。強(qiáng)度是選用水泥的重要技術(shù)指標(biāo)。水泥的硬化是逐漸增長的，因此，水泥標(biāo)號是以不同齡期的抗壓和抗折強(qiáng)度來劃分的。我國規(guī)定，需測定硅酸鹽水泥水化3d、7d、28d的抗壓和抗折強(qiáng)度，根據(jù)28 d的抗壓強(qiáng)度確定水泥標(biāo)號。例如28d抗壓強(qiáng)度為42.5MPa的水泥標(biāo)號為425。 硅酸鹽水泥硬度高，適用于重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程，也適用于制造強(qiáng)度要求高、養(yǎng)護(hù)時間盡量短的水泥制品

6、。 硅酸鹽水泥凝結(jié)硬化快、耐凍性好，適于早期強(qiáng)度高、凝結(jié)快、冬季施工及嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的工程。由于硅酸鹽水泥水化時生成較多的氫氧化鈣，因此耐水及其他腐蝕介質(zhì)的能力差，不適于經(jīng)常與流動的淡水接觸及有水壓作用的工程，也不宜用于受海水、礦物水作用的工程中。耐熱性差，故硅酸鹽水泥不適用于有耐熱要求的工程，更不能作耐熱混凝土。 硅酸鹽水泥放熱量大，故不宜于制作大體積混凝土如堤壩主體、大型基礎(chǔ)及橋墩等構(gòu)筑物。 (2)摻混合材料的硅酸鹽水泥 水泥中加入不同比例的各種混合材料，可以制成多種水泥。如普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。 普通硅酸鹽水泥(普通水泥，代號PO)。它是摻加混合材料較

7、少的硅酸鹽水泥，采用和硅酸鹽水泥相同的熟料、少量混合材料和適量石膏共同磨細(xì)制成?；旌喜牧系募尤肓?，以水泥成品質(zhì)量分?jǐn)?shù)計，如果摻活性混合材料，不得超過15；如果摻填充性混合材料，則總量不得超過15，其中填充性混合材料不超過10。這種水泥由于混合材料加入量較少，混合材料對水泥影響不大，水泥性質(zhì)仍接近硅酸鹽水泥，用途也與其基本相同。 礦渣硅酸鹽水泥(礦渣水泥，代號PS)。采用?；郀t礦渣作混合材料，加入量為水泥質(zhì)量的20%70%，其中可以用火山灰質(zhì)混合材料代替1/3的礦渣(但最多不超過水泥的15%)，這樣制成的膠凝材料稱為礦渣水泥。礦渣水泥具有早期強(qiáng)度低、后期強(qiáng)度高、水化熱低、耐熱性好、耐蝕性強(qiáng)、安

8、定性較好等優(yōu)異特性，但也存在保水性較差、泌水性較大、硬化后的干縮也較大等缺陷。利用耐蝕性及耐水性好的特點(diǎn)，礦渣水泥適用于地下、水中及海水中的工程，以及經(jīng)常有較高水壓的工程。由于耐熱性好，還可用在受熱工程，配制耐熱混凝土。礦渣水泥水化熱較低，適于大體積混凝土使用。但不適用于冬季施工。 火山灰及粉煤灰硅酸鹽水泥(火山灰水泥、粉煤灰水泥，代號分別為PP和PF)?；鹕交宜嗪头勖夯宜喟次覈鴺?biāo)準(zhǔn)劃分是2種品種，但從水泥科學(xué)角度看，它們都屬于火山灰質(zhì)的硅酸鹽水泥。這2種水泥的性質(zhì)大致類似，也有區(qū)別，此處合為一類水泥。火山灰水泥中火山灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%50%，粉煤灰水泥中粉煤灰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%40%，

9、其中都可以用高爐?；V渣來代替l/3的火山灰質(zhì)混合材料。這類水泥早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長加快，28d之后，強(qiáng)度可以超過同標(biāo)號硅酸鹽水泥；水化熱低；耐腐蝕性強(qiáng)；耐熱性差；抗凍性差?？捎糜谥谱鞔篌w積混凝土構(gòu)件，還可用于淡水、硫酸鹽侵蝕的工程，但效果不如礦渣水泥。不適于冬季施工和早期強(qiáng)度要求較高的工程、受高熱作用的工程以及反復(fù)凍融的工程。 (3)專用水泥 這里主要介紹以下3種專用水泥。 砌筑水泥。凡由活性混合材料或具有水硬性的工業(yè)廢料為主要原料，加入少量硅酸鹽水泥熟料和石膏，經(jīng)磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料均稱為砌筑水泥。砌筑水泥對于我國大量的磚混結(jié)構(gòu)有著特殊的意義，它適用于工業(yè)與民用建筑的砌筑砂漿和內(nèi)墻

10、抹面砂漿；不得用于混凝土結(jié)構(gòu)工程；作其他用途時，必須通過試驗(yàn)。 道路水泥。以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分和較多量的鐵鋁酸鹽的硅酸鹽水泥熟料稱為道路硅酸鹽水泥熟料。道路硅酸鹽水泥(道路水泥)就是由道路硅酸鹽水泥熟料、010%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。道路工程對水泥的要求是：耐磨性好、收縮小、抗凍性好、彈性模量低、應(yīng)變性較高、抗沖擊性能好，以及抗折強(qiáng)度高等。 大壩硅酸鹽水泥(大壩水泥)。這種水泥又可稱為低熱水泥，是水化熱較低的一種硅酸鹽水泥，適用于浸蝕環(huán)境中的大體積混凝土工程。實(shí)際生產(chǎn)中主要依靠減小熟料3CaOAl2O3及3CaOSiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來降低

11、水泥水化熱及提高耐蝕力，但為保證水泥的強(qiáng)度，3CaOSiO2也不宜過少。在大壩水泥熟料的基礎(chǔ)上，加入適量礦渣等混合材料，可以進(jìn)一步降低水化熱并提高耐蝕力。因此，我國實(shí)際生產(chǎn)的大壩水泥有3種：硅酸鹽大壩水泥、普通大壩水泥和礦渣大壩水泥。前2種大壩水泥熟料中3CaOSiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)低于6%，礦渣大壩水泥所用熟料中3CaOSiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)允許放寬至8%。性質(zhì)也有一定區(qū)別，硅酸鹽大壩水泥和普通大壩水泥抗凍性、耐磨性較好，早期強(qiáng)度較高，但水化熱仍較大，抗蝕性較差，礦渣大壩水泥正好具有與上述相反的特性。硅酸鹽大壩水泥和普通大壩水泥適用于大壩溢流面的面層和水位變動頻繁處，要求有較高耐磨性及抗凍性的工程

12、，礦渣大壩水泥則適用于大壩或大體積混凝土內(nèi)部及水下工程。 (4)特性水泥 這里主要介紹以下幾種。 快硬硅酸鹽水泥。這種水泥指早期強(qiáng)度增進(jìn)較快的水泥，也稱早強(qiáng)水泥。這種水泥的，制造方法和硅酸鹽水泥的基本相同，主要依靠調(diào)節(jié)礦物組成及控制生產(chǎn)措施，使得水泥的性質(zhì)符合要求。熟料中硬化最快的礦物成分是3CaOAl2O3和3CaOSiO2，為加快硬化，可適當(dāng)增加石膏的摻量(可達(dá) 8)和提高水泥的細(xì)度。快硬水泥的凝結(jié)速度略快于一般水泥的凝結(jié)速度，以3d的抗壓強(qiáng)度來劃定標(biāo)號，有325、375、425三個標(biāo)號?？煊菜嗟钠渌再|(zhì)特點(diǎn)是：水化放熱大，抗蝕力較差，易吸潮變質(zhì)。一般貯存期不應(yīng)超過1個月。主要用于配制早

13、強(qiáng)、高強(qiáng)混凝土，緊急搶修工程，低溫施工工程和高強(qiáng)度混凝土構(gòu)件等。 膨脹水泥和自應(yīng)力水泥。一般硅酸鹽水泥在空氣中凝結(jié)硬化時，通常都表現(xiàn)為收縮。收縮的大小與水泥品種、熟料的礦物組成、水泥的細(xì)度、石膏加入量的多少有關(guān)。由于收縮，水泥混凝土內(nèi)部會出現(xiàn)裂紋，這樣不但影響水泥混凝土的強(qiáng)度，而且也使水泥混凝土的耐久性下降。當(dāng)采用膨脹性水泥時即可克服上述缺點(diǎn)。根據(jù)膨脹值和用途不同，膨脹性水泥可分為膨脹水泥和自應(yīng)力水泥2種。前者膨脹性能較低，限制膨脹時所產(chǎn)生的壓應(yīng)力能大致抵消干縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力，所以有時又稱為不收縮水泥或補(bǔ)償收縮水泥；而后者具有較高的膨脹性能，當(dāng)這種水泥配制鋼筋混凝土?xí)r，由于握裹力的存在，混凝土

14、本身一定受到一個來自鋼筋的壓應(yīng)力，這種壓應(yīng)力實(shí)際上是水泥膨脹導(dǎo)致的，所以稱為自應(yīng)力，這種水泥稱為自應(yīng)力水泥。獲得膨脹水泥有3種方法：一是以硅酸鹽水泥為主要成分，以高鋁水泥和石膏為膨脹劑，共同形成膨脹性水泥；二是以高鋁水泥為主要成分，外加石膏形成膨脹水泥；三是以無水硫鋁酸鈣熟料為主要成分，外加石膏而成。這3種方法的本質(zhì)，都是使水泥在水化硬化時生成水化硫鋁酸鈣，水化硫鋁酸鈣生成過程中體積有較大的膨脹，使水泥具有膨脹性能。膨脹水泥的不透水性比一般水泥顯著提高，抗凍性也較好，由于結(jié)構(gòu)緊密，抗蝕性也有一定程度提高。膨脹水泥適用于補(bǔ)償收縮混凝土結(jié)構(gòu)工程、防滲層及防滲混凝土、構(gòu)件的接縫及管道接頭、結(jié)構(gòu)的加固與修補(bǔ)、固結(jié)機(jī)器底座及地腳螺絲等。自應(yīng)力水泥用于制造自應(yīng)力鋼筋混凝土壓力管及其配件。 白色硅酸鹽水泥(白水泥)。以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得到的以硅酸鈣為主要成分，氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小的熟料，加入適量石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。硅酸鹽水泥的顏色主要取決于氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，當(dāng)Fe