建筑材料之水泥講義

建筑材料本章內(nèi)容4.1水泥概述4.1.1水泥的定義和分類4.1.2我國水泥工業(yè)開展現(xiàn)狀4.2硅酸鹽水泥

4.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和根本組成

4.2.2硅酸鹽水泥的水化硬化

4.2.3硅酸鹽水泥的技術(shù)要求

4.3其它通用水泥4.3.1水泥混合材料

4.3.2幾種通用水泥的組成與技術(shù)要求

4.3.3幾種通用水泥的性能特點及應(yīng)用

4.4特性水泥和專用水泥4.4.1高鋁水泥

4.4.2中熱水泥和低熱礦渣水泥

4.4.3道路水泥

4.4.4其它水泥

課堂練習(xí)復(fù)習(xí)思考題

⑴熟悉硅酸鹽水泥的礦物組成，了解其硬化機(jī)理；⑵熟練掌握硅酸鹽水泥等幾種通用水泥的性能特點，相應(yīng)的檢測方法及選用原則；⑶了解特性水泥和專用水泥的主要性能及使用特點。教學(xué)目標(biāo)4.1水泥概述4.1.2我國水泥工業(yè)開展現(xiàn)狀一般土木建筑工程通常采用的如硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥通用水泥適應(yīng)專門用途的水泥專用水泥如中、低熱水泥道路水泥、砌筑水泥具有某種性能比較突出的水泥特性水泥如快硬硅酸鹽水泥抗硫酸鹽水泥4.1.1水泥的定義和分類水泥是能與水發(fā)生物理化學(xué)作用，使其由可塑性漿體硬化成堅硬的人造石材的一種粉末狀水硬性膠凝材料。它是重要的建筑材料。水泥按其用途和性能分

作為主要的建筑材料，水泥產(chǎn)量變化客觀反映了建筑業(yè)的開展。在過去的100年中，中國的建筑業(yè)以驚人的速度開展，特別是近二十年來更是盛況空前，從表1中水泥產(chǎn)量的變化中可以得到充分證明。4.1.2我國水泥工業(yè)開展現(xiàn)狀年19081949196219781990200320052006產(chǎn)量0.010.666.0065.2421082310691236我國水泥產(chǎn)量(106t)達(dá)到世界水泥總量的50％新型干法產(chǎn)量所占比例超過50％4.2硅酸鹽水泥4.2.1硅酸鹽水泥的生產(chǎn)和根本組成硅酸鹽水泥的定義與分類凡以適當(dāng)成分的生料燒至局部熔融，所得以硅酸鈣為主的水泥熟料，摻入適量石膏、0～5％的石灰石或粒化高爐礦渣磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，就是硅酸鹽水泥(也稱波特蘭水泥)。當(dāng)硅酸鹽水泥中不摻混合材料時，稱為Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號P.Ⅰ。當(dāng)硅酸鹽水泥中混合材料摻量不超過5%時，稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P.Ⅱ。

(2)硅酸鹽水泥的生產(chǎn)概述

生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料主要有：石灰質(zhì)原料（如石灰石、白堊等，主要提供氧化鈣）和黏土質(zhì)原料（如黏土、頁巖等，主要提供氧化硅及氧化鋁與氧化鐵），還有少量輔助原料，如鐵礦石。煅燒所得的熟料還要參加作緩凝劑用的石膏磨制水泥。

硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝概括起來就是“二磨一燒”：水泥生產(chǎn)工藝流程示意圖

⑶硅酸鹽水泥熟料礦物組成①硅酸三鈣(簡稱C3S)——其礦物組成為3CaO·SiO2，含量約50%左右。②硅酸二鈣(簡稱C2S)——其礦物組成為2CaO·SiO2，含量約20%左右。③鋁酸三鈣(簡稱C3A)——其礦物組成為3CaO·Al2O3，含量7%～15%。④鐵鋁酸四鈣(簡稱C4AF)——其礦物組成為4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量10%～18%。⑤其它礦物組成——硅酸鹽水泥熟料中還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿(氧化鈉和氧化鉀)。它們可能對水泥的質(zhì)量及應(yīng)用帶來不利影響。熟料礦物組成對早期強(qiáng)度及水化熱的影響以下是A、B兩種硅酸鹽水泥熟料礦物組成百分比含量，請分析A、B兩種硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度及水化熱的差異。案例分析分析答案礦物組成C3S/％C2S/％C3A/％C4AF/％A水泥6015169B水泥47281015

分析：硅酸鹽水泥熟料礦物各具特性。

C3S在最初四個星期內(nèi)強(qiáng)度開展迅速，它實際上決定著硅酸鹽水泥四個星期以內(nèi)的強(qiáng)度；C3S的水化熱較多，其含量也最多，故它放出的熱量最多；但其耐腐蝕性較差。

C2S的硬化速度慢，在大約4個星期后才發(fā)揮其強(qiáng)度作用，約一年左右到達(dá)C3S四個星期的發(fā)揮程度；而其水化熱少；耐腐蝕性好。

C3A硬化速度最快，但強(qiáng)度低，其對硅酸鹽水泥在1～3d或稍長的時間內(nèi)的強(qiáng)度起到一定作用；C3A的水化熱多；耐腐蝕性最差。

C4AF的硬化速度也較快，但強(qiáng)度低，其對硅酸鹽水泥的強(qiáng)度奉獻(xiàn)??；其水化熱和耐腐蝕性均屬中等。

A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期強(qiáng)度及水化熱都較高，故A硅酸鹽水泥的早期強(qiáng)度與水化熱高于B水泥。

某大體積的混凝土工程，澆注兩周后拆模，發(fā)現(xiàn)擋墻有多道貫穿型的縱向裂縫。該工程使用某立窯水泥廠生產(chǎn)42.5Ⅱ型硅酸鹽水泥，其熟料礦物組成如下：

C3S61％C2S14％C3A14％C4AF11％案例分析分析答案

分析：由于該工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，導(dǎo)致該水泥的水化熱高，且在澆注混凝土中，混凝土的整體溫度高，以后混凝土溫度隨環(huán)境溫度下降，混凝土產(chǎn)生冷縮，造成混凝土貫穿型的縱向裂縫。

防治措施：首先，對大體積的混凝土工程宜選用低水化熱，即C3A和C3S的含量較低的水泥。其次，水泥用量及水灰比也需適當(dāng)控制。4.2.2硅酸鹽水泥的水化硬化硅酸鹽水泥熟料礦物的水化

硅酸鹽水泥拌合水后，四種主要熟料礦物與水反響。①硅酸三鈣水化硅酸三鈣在常溫下的水化反響生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠和氫氧化鈣。

3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2②硅酸二鈣的水化β-C2S的水化與C3S相似，只不過水化速度慢而已。

2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。③鋁酸三鈣的水化

鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)受液相CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩(wěn)狀態(tài)的水化鋁酸鈣，最終轉(zhuǎn)化為水石榴石（C3AH6）。

在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與起石膏摻入量有關(guān)。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡稱鈣礬石，常用AFt表示。假設(shè)石膏在C3A完全水化前耗盡，則鈣礬石與C3A作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。④鐵相固溶體的水化

水泥熟料中鐵相固溶體可用C4AF作為代表。它的水化速率比C3A略慢，水化熱較低，即使單獨水化也不會引起快凝。其水化反響及其產(chǎn)物與C3A很相似。(2)硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化

硅酸鹽水泥水化初期，水化產(chǎn)物的數(shù)量較少，水泥漿還具有良好的可塑性。隨后水化產(chǎn)物的數(shù)量不斷增加，自由水分不斷減少，水化產(chǎn)物顆粒間逐漸接近，局部顆粒黏結(jié)在一起形成了一定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體失去可塑性，產(chǎn)生凝結(jié)。石膏對硅酸鹽水泥水化起緩凝劑作用。

隨著水化的進(jìn)一步進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷生成并填充水泥顆粒的空隙。更多的水化產(chǎn)物顆粒間產(chǎn)生黏結(jié)作用使所形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加密實，此時水泥漿體逐步產(chǎn)生強(qiáng)度進(jìn)入硬化階段。影響凝結(jié)硬化的因素①水泥的熟料礦物組成及細(xì)度

水泥熟料中各種礦物的凝結(jié)硬化特點不同，當(dāng)水泥中個礦物的相對含量不同時，水泥的凝結(jié)硬化特點就不同。

水泥磨得愈細(xì)，水泥顆粒平均粒徑小，比外表積大，水化時與水的接觸面大，水化速度快，凝結(jié)硬化快，早期強(qiáng)度就高。②水泥漿的水灰比

水泥漿的水灰比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量之比。當(dāng)水泥漿中加水較多時，水灰比較大，此時水泥的初期水化反響得以充分進(jìn)行；但是水泥顆粒間原來被水隔開的距離較遠(yuǎn)，顆粒間相互連接形成骨架結(jié)構(gòu)所需的凝結(jié)時間長，所以水泥漿凝結(jié)較慢,且空隙多，降低水泥石的強(qiáng)度。

③石膏的摻量

硅酸鹽水泥中參加適量的石膏會起到良好的緩凝效果，且由于鈣礬石的生成，還能提高水泥石的強(qiáng)度。但是石膏摻量過多時，可能危害水泥石的安定性。④環(huán)境溫度和濕度

水泥水化反響的速度與環(huán)境的溫度有關(guān)，只有處于適當(dāng)溫度下，水泥的水化、凝結(jié)和硬化才能進(jìn)行。通常，溫度較高時，水泥的水化、凝結(jié)和硬化速度就較快。當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時水泥水化趨于停止，就難以凝結(jié)硬化。

水泥水化是水泥與水之間的反響，必須在水泥顆粒外表保持有足夠的水分，水泥的水化、凝結(jié)硬化才能充分進(jìn)行。保持水泥漿溫度和濕度的措施，稱水泥的養(yǎng)護(hù)。⑤齡期

水泥漿隨著時間的延長水化物增多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就逐漸致密，一般來說，強(qiáng)度不斷增長。

熟料礦物組成對水泥性能的影響礦物簡稱礦物特性強(qiáng)度開展水化熱耐化學(xué)腐蝕能力干縮凝結(jié)快慢早期后期C3S大大中中中快C2S小大小稍大小慢C3A大小大小大快C4AF小中小大小中4.2.3硅酸鹽水泥的技術(shù)要求國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》對硅酸鹽水泥的不溶物、燒失量、氧化鎂、三氧化硫、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、強(qiáng)度和堿9個方面提出了技術(shù)要求。⑴不溶物

Ⅰ型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過0.75%；Ⅱ型硅酸鹽水泥中不溶物不得超過1.50%。

不溶物是指經(jīng)鹽酸處理后的殘渣，再以氫氧化鈉溶液處理，經(jīng)鹽酸中和過濾后所得的殘渣經(jīng)高溫灼燒所剩的物質(zhì)。不溶物含量高對水泥質(zhì)量有不良影響。⑵燒失量

Ⅰ型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過3.0%，Ⅱ型硅酸鹽水泥中燒失量不得超過3.5%。燒失量是用來限制石膏和混合材中雜質(zhì)的，以保證水泥質(zhì)量。⑶氧化鎂

水泥中氧化鎂的含量不宜超過5.0%。如果水泥經(jīng)壓蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6.0%。

因氧化鎂水化生成氫氧化鎂，體積膨脹，而其水化速度慢，須以壓蒸的方法加快其水化，方可判斷其安定性。⑷三氧化硫

水泥中三氧化硫的含量不得超過3.5%。

水泥中過量的三氧化硫會與鋁酸三鈣形成較多的鈣礬石，體積膨脹，危害安定性。⑸細(xì)度

硅酸鹽水泥比外表積大于300m2/kg。

水泥顆粒過粗既不利于水泥活性的發(fā)揮，又影響了其保水成漿的性能。⑹凝結(jié)時間

硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6h30min。

初凝為水泥加水拌合時起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間；終凝為水泥加水拌和時起至標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時間。為使水泥混凝土和砂漿有充分的時間進(jìn)行攪拌、運(yùn)輸、澆搗和砌筑，水泥初凝時間不能過短。當(dāng)施工完成，則要求盡快硬化，具有強(qiáng)度，故終凝時間不能太長。PLAY

稠度和凝結(jié)時間的測定⑺安定性

用沸煮法檢驗必須合格。

安定性是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。當(dāng)水泥漿體硬化過程發(fā)生了不均勻的體積變化，會導(dǎo)致水泥石膨脹開裂、翹曲，即安定性不良。安定性不良的水泥會降低建筑物質(zhì)量，甚至引起嚴(yán)重事故。引起水泥安定性不良的原因有三個：

①熟料中游離氧化鎂過多。水泥中的氧化鎂（MgO）在水泥凝結(jié)硬化后，會與水生成Mg(OH)2。該反響比過燒的氧化鈣與水的反響更加緩慢，且體積膨脹，會在水泥硬化幾個月后導(dǎo)致水泥石開裂。

②石膏摻量過多。當(dāng)石膏摻量過多時，水泥硬化后，在有水存在的情況下，它還會繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反響生成高硫型水化硫鋁酸鈣（俗稱鈣礬石，簡寫成AFt），體積約增大1.5倍，引起水泥石開裂。

③熟料中游離氧化鈣過多。水泥熟料中含有游離氧化鈣，其中局部過燒的氧化鈣CaO在水泥凝結(jié)硬化后，會緩慢與水生成Ca(OH)2。該反響體積膨脹，使水泥石發(fā)生不均勻體積變化。因為氧化鎂和三氧化硫已作定量限制，而游離氧化鈣對安定性的影響不僅與其含量有關(guān)，還與水泥的煅燒溫度有關(guān)，故難以定量。沸煮可加速氧化鈣的熟化，故需用沸煮法檢驗水泥的體積安定性，測試方法可以用試餅法也可用雷氏法。PLAY

雷氏法測水泥案定性⑻強(qiáng)度

水泥等級按規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來劃分，按水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法（ISO法）測定其強(qiáng)度，各強(qiáng)度等級水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于表中數(shù)值。

強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)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帶R的為早強(qiáng)型硅酸鹽水泥各齡期的強(qiáng)度要求⑼堿

水泥中堿含量按Na2O＋0.653K2O計算值來表示。假設(shè)使用活性骨料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。

國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》還規(guī)定：凡氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中任一項不符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定時，均為廢品。凡細(xì)度、終凝時間中的任一項不符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或混合材料摻加量超過最大限量和強(qiáng)度低于商品強(qiáng)度等級的指標(biāo)時為不合格品。水泥包裝標(biāo)志中水泥品種、強(qiáng)度等級、生產(chǎn)者名稱和出廠編號不全的也屬于不合格品。某工地使用某廠生產(chǎn)的硅酸鹽水泥，加水拌和后，水泥漿體在短時間內(nèi)迅速凝結(jié)。后經(jīng)劇烈攪拌，水泥漿體又恢復(fù)塑性，隨后過三小時才凝結(jié)。請討論形成這種現(xiàn)象的原因。案例分析分析答案

分析：此為水泥假凝現(xiàn)象。假凝是指水泥的一種不正常的早期固化或過早變硬現(xiàn)象。假凝與快凝不同，前者放熱量甚微，且經(jīng)劇烈攪拌后漿體可恢復(fù)塑性，并到達(dá)正常凝結(jié)，對強(qiáng)度無不利影響。

假凝現(xiàn)象與很多因素有關(guān)，一般認(rèn)為主要是由于水泥粉磨時磨內(nèi)溫度較高，使二水石膏脫水成半水石膏的緣故。當(dāng)水泥拌水后，半水石膏迅速水化為二水石膏，形成針狀結(jié)晶網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而引起漿體固化。另外，某些含堿較高的水泥，硫酸鉀與二水石膏生成鉀石膏迅速長大，也會造成假凝。某立窯水泥廠生產(chǎn)的普通水泥游離氧化鈣含量較高，加水拌和后初凝時間僅40min，本屬于廢品。但后放置1個月，凝結(jié)時間又恢復(fù)正常，而強(qiáng)度下降，請分析原因。案例分析分析答案

分析：①該立窯水泥廠的普通硅酸鹽水泥泥游離氧化鈣含量較高，該氧化鈣相當(dāng)局部的煅燒溫度較低。加水拌和后，水與氧化鈣迅速反響生成氫氧化鈣，并放出水化熱，使?jié){體的溫度升高，加速了其它熟料礦物的水化速度。從而產(chǎn)生了較多的水化產(chǎn)物，形成了凝聚－結(jié)晶網(wǎng)結(jié)構(gòu)，所以短時間凝結(jié)。

②水泥放置一段時間后，吸收了空氣中的水汽，大局部氧化鈣生成氫氧化鈣，或進(jìn)一步與空氣中的二氧化碳反響，生成碳酸鈣。故此時參加拌和水后，不會再出現(xiàn)原來的水泥漿體溫度升高、水化速度過快、凝結(jié)時間過短的現(xiàn)象。但其它水泥熟料礦物也會和空氣中的水汽反響，局部產(chǎn)生結(jié)團(tuán)、結(jié)塊，使強(qiáng)度下降。

4.3其它通用水泥4.3.1水泥混合材料在生產(chǎn)水泥時，為改善水泥性能，調(diào)節(jié)水泥強(qiáng)度等級而加到水泥中去的人工的和天然的礦物材料，稱為水泥混合材料。水泥混合材料包括非活性混合材料、活性混合材料和窯灰。

⑴活性混合材

活性混合材是具有火山灰性或潛在水硬性，以及兼有火山灰性和水硬性的礦物質(zhì)材料。粒化高爐礦渣、火山灰質(zhì)混合材料和粉煤灰都屬于活性混合材料，它們中都含有大量活性氧化硅（SiO2）與活性氧化鋁（Al2O3）。與水調(diào)和后，它們本身不會硬化或硬化極為緩慢，強(qiáng)度很低。但在氫氧化鈣溶液中，就會發(fā)生顯著的水化，特別是在飽和的氫氧化鈣溶液中及有石膏存在的條件下水化更快。

①?；郀t礦渣：凡在高爐冶煉生鐵時，所得以硅酸鹽與硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)淬冷成粒后，即為粒化高爐礦渣，簡稱礦渣。

②粉煤灰：從煤粉爐煙道氣體中收集的粉末稱為粉煤灰。

③火山灰質(zhì)混合材料：凡天然的或人工的以氧化硅、氧化鋁為主要成分的礦物質(zhì)材料，本身磨細(xì)加水拌和并不硬化，但與氣硬性的石灰混合后，再加水拌和，則不單能在空氣中硬化，而且能在水中繼續(xù)硬化的，稱為火山灰混合材料。

⑵非活性混合材

活性指標(biāo)低于GB1596、GB2847和GB203標(biāo)準(zhǔn)要求的粉煤灰，火山灰質(zhì)混合材料和?；郀t礦渣以及石灰石和砂巖。石灰石中的三氧化二鋁含量不得超過2.5%。

它們與水泥成分起的化學(xué)作用很小，非活性混合材料摻入硅酸鹽水泥中起提高水泥產(chǎn)量和降低水泥強(qiáng)度等級，減少水化熱等作用，并起到降低本錢及改善砂漿或混凝土和易性的作用。⑶窯灰

從水泥回轉(zhuǎn)窯窯尾廢氣中收集的粉塵。4.3.2幾種通用水泥的組成與技術(shù)要求通用水泥是指用于一般土木建筑工程的水泥，如硅酸鹽水泥。除硅酸鹽水泥外，其它通用水泥為普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥等。⑴普通硅酸鹽水泥

以硅酸鹽水泥熟料為主，參加6％～15％的混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡稱普通水泥)，代號P.O。⑵礦渣硅酸鹽水泥

由硅酸鹽水泥熟料和20％～70％的?；郀t礦渣及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥(簡稱礦渣水泥)，代號P.S。

⑶火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥

由硅酸鹽水泥熟料和20％～50％的火山灰質(zhì)混合材料及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥(簡稱火山灰水泥)，代號P.P。⑷粉煤灰硅酸鹽水泥

由硅酸鹽水泥熟料和20％～40％的粉煤灰及適量石膏混合磨細(xì)而成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥(簡稱粉煤灰水泥)，代號P.F。⑸復(fù)合硅酸鹽水泥

由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量的石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥(簡稱復(fù)合水泥)，代號P.C。幾種通用水泥的技術(shù)要求

要求指標(biāo)硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥P.O礦渣硅酸鹽水泥P·S

火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥P·P

粉煤灰硅酸鹽水泥P·PP·ⅠP·Ⅱ不溶物含量≤0.75％≤1.50％－燒失量≤3％≤3.5％≤5％－細(xì)度比外表積>300m2/kg80μm方孔篩的篩余量<10％終凝時間<390min<10h初凝時間>45minMgO含量水泥中MgO含量不宜超過5.0％；假設(shè)水泥經(jīng)蒸壓安定性試驗合格，MgO含量可放寬至6.0％以下。熟料中MgO含量不宜超過5.0％；假設(shè)水泥經(jīng)蒸壓安定性試驗合格，熟料中MgO含量可放寬至6.0％以下。SO3含量≤3.5％≤3.5％(礦渣水泥可放寬到≤4.0％)安定性沸煮法合格強(qiáng)度水泥強(qiáng)度等級按規(guī)定齡期的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度來劃分，各強(qiáng)度等級水泥的各齡期強(qiáng)度不得低于一定的數(shù)值。堿含量水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值來表示。假設(shè)使用活性集料，用戶要求提供低堿水泥時，水泥中堿含量不得大于0.60％或由供需雙方商定。硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥的各齡期強(qiáng)度品種強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度3d28d3d28d硅酸鹽水泥42.517.042.53.56.542.5R22.042.54.06.552.523.052.54.07.052.5R27.052.55.07.062.528.062.55.08.062.5R32.062.55.58.0普通水泥32.511.032.52.55.532.5R16.032.53.55.542.516.042.53.56.542.5R21.042.54.06.552.522.052.54.07.052.5R26.052.55.07.0礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥的各齡期強(qiáng)度強(qiáng)度等級抗壓強(qiáng)度抗折強(qiáng)度3d28d3d28d32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.04.3.3幾種通用水泥的性能特點及應(yīng)用

硅酸鹽水泥普通水泥礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥特性早期強(qiáng)度高；水化熱較大；抗凍性較好；耐蝕性差；干縮較小與硅酸鹽水泥根本相同早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低；耐熱性好；耐蝕性較強(qiáng)；抗凍性差；干縮性較大；泌水較多早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度增長較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；抗抗?jié)B性好；抗凍性差；干縮性大早期強(qiáng)度較低，后期強(qiáng)度才長較快；水化熱較低；耐蝕性較強(qiáng)；干縮性較??；抗裂性較高；抗凍性差適用范圍一般土建工程中鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；受反復(fù)冰凍作用的結(jié)構(gòu)；配制高強(qiáng)混凝土與硅酸鹽水泥根本相同高溫車間和有耐熱耐火要求的混凝土結(jié)構(gòu)；大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程地下、水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)和有抗?jié)B要求的混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；有杭硫酸鹽侵蝕要求的工程地上、地下及水中大體積混凝土結(jié)構(gòu)；蒸汽養(yǎng)護(hù)的構(gòu)件；抗裂性要求較高的構(gòu)件；有抗硫酸鹽侵蝕要求的工程不適用范圍大體積混凝土結(jié)構(gòu)；受化學(xué)及海水侵蝕的工程與硅酸鹽水泥根本相同早期強(qiáng)度要求高的工程；有抗凍要求的混凝土工程處在枯燥環(huán)境中的混凝土工程；其他同礦渣水泥有抗碳化要求的工程；其他同礦渣水泥4.4特性水泥和專用水泥

水泥按用途與性能劃分為通用水泥、專用水泥及特性水泥三類。其中專用水泥是指專門用途的水泥，如道路硅酸鹽水泥；特性水泥是指某種性能比較突出的水泥，如快硬硅酸鹽水泥。4.4.1高鋁水泥高鋁水泥生產(chǎn)所用的原料為礬土和石灰石。國外多采用熔融法生產(chǎn)高鋁水泥。原料不需磨細(xì)，可用低品位礬土。但燒成熱耗高，熟料硬度高，粉磨電耗大。我國廣泛采用回轉(zhuǎn)窯燒成法，燒成熱耗及粉磨電耗較低，可用生產(chǎn)硅酸鹽水泥的設(shè)備。CA是高鋁水泥的主要礦物，有很高的水硬活性，凝結(jié)時間正常，水化硬化迅速；CA2水化硬化慢，后期強(qiáng)度高，但早期強(qiáng)度卻較低，具有較好的耐高溫性能。高鋁水泥的特點是強(qiáng)度開展非常迅速，24h內(nèi)幾乎可到達(dá)最高強(qiáng)度，標(biāo)號以3d抗壓強(qiáng)度來表示。該水泥分425、525、625、725四個標(biāo)號。其28d強(qiáng)度不得低于3d強(qiáng)度指標(biāo)。另一特點是在低溫（5～10℃）也能很好硬化，而在高溫（>30℃）養(yǎng)護(hù)時強(qiáng)度劇烈下降。因此高鋁水泥使用溫度不得超過30℃，更不宜采用蒸汽養(yǎng)護(hù)。高鋁水泥抗硫酸鹽性能好，對碳酸和稀酸（pH不小于4）也有很好的穩(wěn)定性，但對濃酸和濃堿的耐蝕性不好。高鋁水泥有一定耐高溫性，在高溫下仍能保持較高強(qiáng)度，特別是低鈣鋁酸鹽水泥，可作各種高溫爐內(nèi)襯。目前高鋁水泥主要用于配制膨脹水泥、自應(yīng)力水泥和耐熱混凝土。4.4.2中熱水泥和低熱礦渣水泥中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥的主要特點為水化熱低，適用于大壩和大體積混凝土工程。

中熱硅酸鹽水泥是由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料參加適量石膏磨細(xì)而成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱中熱水泥。

低熱礦渣硅酸鹽水泥是由適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料參加礦渣和適量石膏磨細(xì)而成具有低水化熱的水硬性膠凝材料，簡稱低熱礦渣水泥。其礦渣摻量為水泥質(zhì)量的20％～60％，允許用不超過混合材總量50％的磷渣或粉煤灰代替礦渣。由較高鐵鋁酸鈣含量的硅酸鹽道路水泥熟料，0％～10％活性混合材和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路硅酸鹽水泥（簡稱道路水泥）。對道路水泥（Portlandcementforroad）的性能要求是：耐磨性好、收縮小、抗凍性好、抗沖擊性好，有高的抗折強(qiáng)度和良好的耐久性。道路水泥的上述特性，主要依靠改變水泥熟料的礦物組成、粉磨細(xì)度、石膏參加量及外加劑來到達(dá)。4.4.3道路硅酸鹽水泥⑴快硬水泥

①快硬硅酸鹽水泥

凡以硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細(xì)制成，以3d抗壓強(qiáng)度表示標(biāo)號的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥）。

快硬硅酸鹽水泥生產(chǎn)方法與硅酸鹽水泥根本相同，只是要求C3S和C3A含量高些。

快硬硅酸鹽水泥水化放熱速率快，水化熱較高，早期強(qiáng)度高，但干縮率較大。主要用于搶修工程、事工程、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件，適用于配制干硬混凝土，水灰比可控制在0.40以下。②快硬硫鋁酸鹽水泥

凡以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物，參加適量石膏磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥。

快硬硫鋁酸鹽水泥的主要礦物為無水硫鋁酸鈣和β-C2S。4.4.4其他水泥⑵抗硫酸鹽水泥按抗硫酸鹽侵蝕程度，分為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥和高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥兩類。以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，參加適量石膏磨細(xì)制成的具有抵抗中等濃度硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱中抗硫水泥。代號P.MSR。以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，參加適量石膏，磨細(xì)制成的具有抵抗較高濃度硫酸根離子鋟蝕的水硬性凝材料，稱為高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱高抗硫水泥，代號P·HSR?？沽蛩猁}水泥適用于一般受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、隧涵、道路和橋梁根底等工程設(shè)施。⑶膨脹和自應(yīng)力水泥

使水泥產(chǎn)生膨脹的反響主要有三種：Ca0水化生成Ca(OH)2、MgO水化生成Mg(OH)2以及形成鈣礬石，因為前兩種反響產(chǎn)生的膨脹不易控制，目前廣泛使用的是以鈣礬石為膨脹組分的各種膨脹水泥。⑷油井水泥

油井水泥（Oilwellcement）專用于油井、氣井地固井工程，又稱堵塞水泥。它的主要作用是將套管與周圍的巖層膠結(jié)封固，封隔地層內(nèi)油、氣、水泥，防止互相竄擾，以便在井內(nèi)形成一條從油層流向地面。隔絕良好的油流通道。⑸白色水泥和彩色水泥

裝飾水泥指白色水泥（Whit