关于水泥

Question

越多越好

Answer 1

水泥又叫混凝土
混凝土基础知识

混凝土是以胶凝材料与骨料按适当比例配合，经搅拌、成型、硬化而成的一种人造石材。按所用胶凝材料分为水泥混凝土、石膏混凝土、水玻璃混凝土等，本章主要介绍广为应用的水泥混凝土。本章是全书的重点。

第一节 普通混凝土的组成及基本要求

一、 混凝土的组成

混凝土是由水泥、水、砂和石子组成。水和水泥成为水泥浆，砂和石子为混凝土的骨料。在混凝土的组成中，骨料一般占总体积的70%-80%；水泥石约占20%-30%，其余是少量的空气。

二、 混凝土的基本要求

1、 混凝土拌合物的和易性：混凝土拌合物必须具有与施工条件相适应的和易性。

2、 强度：混凝土经养护至规定天数，应达到设计要求的强度。

3、 耐久性

4、 经济性

第二节 普通混凝土的组成材料

一、 水泥

水泥标号的选择，根据混凝土的强度要求确定，使水泥标号与混凝土强度相适应。水泥的强度约为混凝土强度的1.5-2.0倍为好。

二、 细骨料

粒径为5㎜以下的骨料称为细骨料，一般采用天然砂。混凝土用砂的质量要求，主要有以下几项：

1、 砂的粗细程度及颗粒级配

粒径越小，总表面积越大。在混凝土中，砂的表面由水泥浆包裹，砂的总表面积越大，需要的水泥浆越多。当混凝土拌合物的流动性要求一定时，显然用粗砂比用细砂所需水泥浆为省，且硬化后水泥石含量少，可提高混凝土的密实性，但砂粒过粗，又使混凝土拌合物容易产生离析、泌水现象，影响混凝土的均匀性，所以，拌制混凝土的砂，不宜过细，也不宜过粗。

评定砂的粗细，通常用筛分析法。该法是用一套孔径为5.00、2.50、1.25、0.630、0.315、0.160㎜的标准筛，将预先通过孔径为10.0㎜筛的干砂试样500克由粗到细依次过筛，然后称量各筛上余留砂样的质量，计算出各筛上的“分计筛余百分率”和“累计筛余百分率”，计算如下：

筛孔尺寸/㎜
分计筛余（克）
分计筛余百分率（%）
累计筛余百分率（%）

5.00
m1
a1=m1/m
ß1=a1

2.50
m2
a2=m2/m
ß2=a1+a2

1.25
m3
a3=m3/m
ß3=a1+a3+a3

0.630
m4
a4=m4/m
ß4=a1+a2+a3+a4

0.315
m5
a5=m5/m
ß5=a1+a2+a3+a4+a5

0.160
m6
a6=m6/m
ß6=a1+a2+a3+a4+a5+a6

砂的粗细程度，，工程上常用细度模数μf表示，其定义为：

μf=（ß2+ß3+ß4+ß5+ß6）-5ß1/100-ß1

细度模数越大，表示砂越粗。细度模数在3.7-3.1为粗砂，在3.0-2.3为中砂，在2.2-1.6为细砂。普通混凝土用砂的细度模数范围在3.7-1.6，以中砂为宜。在配制混凝土时，除了考虑砂的粗细程度外，还要考虑它的颗粒级配。砂为什么要有良好的颗粒级配呢？

砂的颗粒级配是指粒径大小不同的砂相互搭配的情况。级配好的砂应该是粗砂空隙被细砂所填充，使砂的空隙达到尽可能小。这样不仅可以减少水泥浆量，即节约水泥，而且水泥石含量少，混凝土密实度提高，强度和耐久性加强。可见，要想减少砂粒间的空隙，就必须有良好的级配。

2、 泥、泥块及有害物质

（1）泥及泥块

泥黏附在骨料的表面，防碍水泥石与骨料的黏结，降低混凝土强度，还会加大混凝土的干缩，降低混凝土的抗渗性和抗冻性。泥块在搅拌时不宜散开，对混凝土性质的影响更为严重。

（2）有害物质

砂中的有害物质主要包括硫化物、硫酸盐、有机物及云母等，能降低混凝土的强度和耐久性。

3、 坚固性

必须选坚固性好的砂，不用已风化的砂。

三、 粗骨料

最大粒径的大小表示粗骨料的粗细程度。粗骨料最大粒径增大时，骨料总表面积减少，可减少水泥浆用量，节约水泥，且有助于提高混凝土密实度，因此，当配制中等强度以下的混凝土时，尽量采用粒径大的粗骨料。但粗骨料的最大粒径，不得大于结构截面最小尺寸的1/4，并不得大于钢筋最小净距的3/4；对混凝土实心板，最大粒径不得大于板厚的1/2，并不得超过50㎜。

四、 混凝土拌合及养护用水

凡能饮用的自来水及清洁的天然水都能用来养护和拌制混凝土。污水、酸性水、含硫酸盐超过1%的水均不得使用。海水一般不用来拌制混凝土。

第三节 普通混凝土拌合物的性质

混凝土的主要性质是和易性。

一、和易性

和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。主要表现为：是否易于搅拌和卸

出；运输过程中是否分层、泌水；浇灌时是否离析；振捣时是否易于填满模型。可见，和易性是一项综合性能，包括流动性、粘聚性和保水性。

1、流动性

指混凝土能够均匀密实的填满模型的性能。混凝土拌合物必须有好的流动性。

2、粘聚性

为什么要有好的粘聚性呢？粘聚性差的拌合物中的石子容易与砂浆分离，并出现分层现

象，振实后的混凝土表面还会出现蜂窝、空洞等缺陷。

3、保水性

保水性差，泌水倾向加大，振捣后拌合物中的水分泌出、上浮，使水分流经的地方形成毛

细孔隙，成为渗水通道；上浮到表面的水分，形成疏松层，如上面继续浇灌混凝土，则新旧混凝土之间形成薄弱的夹层；上浮过程中积聚在石字和钢筋下面的水分，形成水隙，影响水泥浆与石字和钢筋的黏结。

二、和易性的测定

通常是测定拌合物的流动性，粘聚性和保水性一般靠目测。

坍落度法：

测定时，将混凝土拌合物按规定方法装入坍落筒内，然后将筒垂直提起，由于自重会产生

坍落现象，坍落的高度称为坍落度。坍落度越大，说明流动性越好。

粘聚性的检查方法，是用捣棒在已坍落的拌合物一测轻敲，如果轻敲后拌合物保持整体，渐渐下沉，表明粘聚性好；如果拌合物突然倒塌，部分离析，表明粘聚性差。

保水性的检查方法，是当坍落筒提起后如有较多稀浆从底部析出而拌合物因失浆骨料外露，说明保水性差；如无浆或有少量的稀浆析出，拌合物含浆饱满，则保水性好。

三、影响和易性的因素

1用水量

用水量是决定混凝土拌合物流动性的主要因素。分布在水泥浆中的水量，决定了拌合物的

流动性。拌合物中，水泥浆应填充骨料颗粒间的空隙，并在骨料颗粒表面形成润滑层以降低摩擦，由此可见，为了获得要求的流动性，必须有足够的水泥浆。

实验表明，当混凝土所用粗、细骨料一定时，即使水泥用量有所变动，为获得要求的流动性，所用水量基本是一定的。流动性与用水量的这一关系称为恒定用水量法则。这给混凝土配合比设计带来很大方便。

注意：增加用水量虽然可以提高流动性，但用水量过大，又使拌合物的粘聚性和保水性变差，影响混凝土的强度和耐久性。因此，必须在保持水灰比即水与水泥的质量比不变的条件下，在增加用水量的同时，增加水泥的用量。

2水灰比

水灰比决定着水泥浆的稀稠。为获得密实的混凝土，所用的水灰比不宜过小；为保证拌合物有良好的粘聚性和保水性，所用的水灰比又不能过大。水灰比一般在0.5-0.8。在此范围内，当混凝土中用水量一定时，水灰比的变化对流动性影响不大。

3砂率

砂率是指混凝土中砂的用量占砂、石总量的质量百分率。当砂率过大时，由于骨料的空隙率与总表面积增大，在水泥浆用量一定的条件下，包覆骨料的水泥浆层减薄，流动性变差；若砂率过小，砂的体积不足以填满石子的空隙，要用部分水泥浆填充，使起润滑作用的水泥浆层减薄，混凝土变的粗涩，和易性变差，出现离析、溃散现象。而在合理砂率下，在水泥浆量一定的情况下，使混凝土拌合物有良好的和易性。或者说，当采用合理砂率时，在混凝土拌合物有良好的和易性条件下，使水泥用量最少。可见合理砂率，就是保持混凝土拌合物有良好粘聚性和保水性的最小砂率。

4其他影响因素

影响和易性的其他因素有：水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等

四、坍落度的选择

坍落度的选择原则是：在满足施工要求的前提下，尽可能采用较小的坍落度。

第四节 普通混凝土结构和性质

一、 混凝土强度

（一）混凝土的抗压强度和强度等级

混凝土强度包括抗压、抗拉、抗弯和抗剪，其中以抗压强度为最高，所以混凝土主要用来

抗压。混凝土的抗压强度是一项最重要的性能指标。

按照国家规定，以边长为150㎜的立方体试块，在标准养护条件下（温度为20度左右，相对湿度大于90%）养护28天，测得的抗压强度值，称为立方抗压强度fcu.

混凝土按强度分成若干强度等级，混凝土的强度等级是按立方体抗压强度标准值fcu,k划分的。立方体抗压强度标准值是立方抗压强度总体分布中的一个值，强度低于该值得百分率不超过5%，即有95%的保证率。混凝土的强度分为C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60等十二个等级。

（二）普通混凝土受压破坏特点

混凝土受压破坏主要发生在水泥石与骨料的界面上。混凝土受荷载之前，粗骨料与水泥石

界面上实际已存在细小裂缝。随着荷载的增加，裂缝的长度、宽度和数量也不断增加，若荷载是继续的，随时间延长即发生破坏.决定混凝土强度的应该是水泥石与粗骨料界面的黏结强度。

（三）影响混凝土强度的因素

1水泥强度和水灰比

从普通混凝土受压破坏特点得知，混凝土强度主要决定于水泥石与粗骨料界面的黏结强

度。而黏结强度又取决于水泥石强度。水泥石强度愈高，水泥石与粗骨料界面强度也愈高。至于水泥石强度，则取决于水泥强度和水灰比。这是因为：水泥强度愈高，水泥石强度愈高，黏结力愈强，混凝土强度愈高。在水泥强度相同的情况下，混凝土强度则随水灰比的增大有规律的降低。但水灰比也不是愈小愈好，当水灰比过小时，水泥浆过于干稠，混凝土不易被振密实，反而导致混凝土强度降低。我国通过实验求得的这种线性关系式为：

fcu=Afc(C/W-B)

式中：fcu——混凝土28天龄期的抗压强度；

C/W——灰水比；

fc——水泥实际强度；

A、B——经验系数。碎石混凝土A=0.48,B=0.52

卵石混凝土A=0.50,B=0.61

式中的水泥实际强度是经实验测定的强度值。在无法取得水泥实际强度值时，对新出厂的水泥可按下式计算：

Fc=Kcfcb

式中：fbc——水泥标号；

kc——水泥标号富余系数。（应按实际资料确定，在无统计资料时可取1.13）

注意：混凝土强度与水灰比关系的计算式只适用于塑性拌合物的混凝土，不适用于干性拌

合物的混凝土。采用的灰水比宜在1.25-2.5范围内。利用此式可以初步解决以下两个问题：（1）当所采用的水泥强度已定，欲配制某种强度的混凝土时，可以估计出应采用的灰水比值。（2）当已知所采用的水泥强度与灰水比值，可以估计出混凝土28天可能达到的强度。

2龄期

混凝土在正常情况下，强度随着龄期的增加而增长，最初的7-14天内较快，以后增长逐渐缓慢，28天后强度增长更慢，但可持续几十年。

3养护温度和湿度

混凝土浇捣后，必须保持适当的温度和足够的湿度，使水泥充分水化，以保证混凝土强度的不断发展。一般规定，在自然养护时，对硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥配制的混凝土，浇水保湿养护日期不少于7天；火山灰水泥、粉煤灰水泥、掺有缓凝型外加剂或有抗渗性要求的混凝土，则不得少于14天。

4施工质量

施工质量是影响混凝土强度的基本因素。若发生计量不准，搅拌不均匀，运输方式不当造成离析，振捣不密实等现象时，均会降低混凝土强度。因此必须严把施工质量关。

（四）高混凝土强度的措施

1采用高标号水泥

2采用干硬性混凝土拌合物

3采用湿热处理：分为蒸汽养护和蒸压养护。蒸汽养护是在温度低于100度的常压蒸汽中

进行。一般混凝土经16-20小时的蒸汽养护后，强度可达正常养护条件下28天强度的70%-80%。蒸压养护是在175度的温度、8个大气压的蒸压釜内进行。在高温高压的条件下，提高混凝土强度。

4改进施工工艺

加强搅拌和振捣，采用混凝土拌合用水磁化、混凝土裹石搅拌法等新技术。

5加入外加剂：如加入减水剂和早强剂等，可提高混凝土强度。

二、 普通混凝土的变形性质

混凝土在硬化后和使用过程中，受各种因素影响而产生变形，主要有化学收缩、干湿变形、温度变形和荷载作用下的变形等，这些都是使混凝土产生裂缝的重要原因，直接影响混凝土的强度和耐久性。

（一）化学收缩

混凝土在硬化过程中，水泥水化后的体积小于水化前的体积，致使混凝土产生收缩，这种

收缩叫化学收缩。

（二）干湿变形

当混凝土在水中硬化时，会引起微小膨胀，当在干燥空气中硬化时，会引起干缩。干缩变

形对混凝土危害较大，它可使混凝土表面开裂，是混凝土的耐久性严重降低。

影响干湿变形的因素主要有：用水量（水灰比一定的条件下，用水量越多，干缩越大）、水灰比（水灰比大，干缩大）、水泥品种及细度（火山灰干缩大、粉煤灰干缩小；水泥细，干缩大）、养护条件（采用湿热处理，可减小干缩）。

（三）温度变形

温度缩降1度，每米胀缩0.01毫米。温度变形对大体积混凝土极为不利。在混凝土硬化

初期，放出较多的水化热，当混凝土较厚时，散热缓慢，致使内外温差较大，因而变形较大。

（四）荷载作用下的变形

混凝土的变形分为弹性变形和塑性变形。

徐变：混凝土在持续荷载作用下，随时间增长的变形称为徐变。徐变变形初期增长较快，

然后逐渐减慢，，一般持续2-3年才逐渐趋于稳定。

徐变的作用：徐变可消除钢筋混凝土内的应力集中，.使应力较均匀的重新分布，对大体

积混凝土能消除一部分由于温度变形所产生的破坏应力。但在预应力混凝土结构中，徐变将使混凝土的预加应力受到损失。

影响徐变的因素：水灰比较大时，徐变较大；水灰比相同，用水量较大时，徐变较大；骨料级配好，最大粒径较大，弹性模量较大时，混凝土徐变较小；当混凝土在较早龄期受荷时，产生的徐变较大。

三、 普通混凝土的耐久性

抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性、抗炭化性、以及防止碱-骨料反应等，统称为混凝土的耐久性。

提高耐久性的主要措施：1选用适当品种的水泥；2严格控制水灰比并保证足够的水泥用量；3选用质量好的砂、石，严格控制骨料中的泥及有害杂质的含量。采用级配好的骨料。4适当掺用减水剂和引气剂。5在混凝土施工中，应搅拌均匀，振捣密实，加强养护等，以增强混凝土的密实性。

第六节 普通混凝土配合比设计

混凝土配合比是指混凝土中各组成材料（水泥、水、砂、石）之间的比例关系。有两种表示方法：一种是以1立方米混凝土中各种材料用量，如水泥300千克，水180千克，砂690千克，石子1260千克；另一种是用单位质量的水泥与各种材料用量的比值及混凝土的水灰比来表示，例如前例可写成：C:S:G=1:2.3:4.2,W/C=0.6。

一、 混凝土配合比基本参数的确定

混凝土配合比设计，实质上就是确定四项材料用量之间的三个比例关系，即水与水泥之间的比例关系用水灰比表示；砂与石子之间的比例关系用砂率表示；水泥浆与骨料之间的比例关系，可用1立方米混凝土的用水量来反映。当这三个比例关系确定，混凝土的配合比就确定了。

（一）水灰比的确定

满足强度要求的水灰比，可根据确定出的配制强度，按混凝土强度公式算出。

满足耐久性要求的水灰比，根据最大水灰比和最小水泥用量的规定查表。

根据强度和耐久性要求确定的水灰比有时是不相同的，应选取其中较小的水灰比。

（二）确定用水量

用水量参照混凝土用水量参考表进行初步估计。然后按估计的用水量试拌混凝土拌合物，

测其坍落度，坍落度若不符合要求，应保持水灰比不变的情况下调整用水量，再做试验，直到符合要求为止。

（三）砂率的确定

通常确定砂率的方法，可先凭经验或经验图表进行估算，然后按初步估计的砂率拌制混凝

土，进行和易性试验，通过调整确定。

二、 混凝土配合比设计的方法和步骤

配合比设计工作，一般均在实验室进行。选用干燥状态的骨料，在标准条件下制作试件和养护，这样获得的配合比称为实验室配合比。在施工现场，骨料多在露天堆放，含有水分，在这种条件下使用的配合比叫做施工配合比。

设计混凝土时，先设计实验室配合比，在根据施工现场的实际情况换算成施工配合比。

（一）初步估算配合比

1确定配制强度fcu

fcu=fcu,k+1.645σ

式中：fcu,k——设计要求的混凝土强度等级

σ——混凝土强度标准差

-1.645——强度保证率为95%的t值

2确定水灰比w/c

fcu=Afc(C/W-B)

则 W/C=Afc/(fcu+A Bfc)

式中：fc——水泥实际强度

A、B——经验系数。如不通过试验，可选取以下数值：碎石：A=0.46，B=0.52；卵石：A=0.48，B=0.61

注意：为保证混凝土的耐久性，由上式计算出的水灰比应小于规范中规定的最大水灰比值。如果计算出的水灰比大于规范规定的最大水灰比，则取规定的最大水灰比值。

3确定用水量

按施工要求的坍落度指标，凭经验选用，或根据骨料的种类和规格查表。

4计算水泥用量

由以求得的水灰比和用水量，可计算出水泥用量。

注意：计算出的水泥用量应大于规范规定的最小水泥用量。当计算的水泥用量小于规范规定时，则选用规范规定的最小水泥用量。

5确定合理砂率

可通过试验或凭经验选取，或者根据骨料的种类和规格，及所选用的水灰比，由表查得。

6计算砂石用量

（1） 体积法：基于新浇筑的混凝土体积等于各组成材料绝对体积与所含空气体积之和，则：C/ρC+W/ρW+S/ρS’+G/ρG’+10a=1000

式中：C、W、S、G——分别为1立方米混凝土中水泥、水、砂和石子的质量；

ρC、ρW——水泥及水的密度；

ρS‘、ρG‘——砂及石子的表观密度；

a——混凝土中含气量百分率。无含气型外加剂时，取1。

（2） 假定体积密度法：基于新浇筑的1立方米混凝土中各项材料质量之和等于混凝土体积密度假定值，则：C+W+S+Go=ρoh 1m3

式中：ρoh——混凝土体积密度假定值，在2400-2450千克/立方米之间。

此两种计算方法，与合理砂率的计算公式SP=S/S+G联立，均可求出初步配合比。

（二）试验调整，确定试验室配合比

上述的初步配合比，是利用图表和经验公式初步估算的，与实际情况有出入，必须

进行试验和校核。

1检验和易性，确定基准配合比

按初步配合比，称取15-30升混凝土拌合物进行试拌，检验和易性。若流动性大于要求值，可保持砂率不变，适当增加砂、石用量；若流动性小于要求值，可保持水灰比不变，适当增加水和水泥用量；若粘聚性和保水性差，可适当增加砂率。和易性调整合格时，实测混凝土拌合物的体积密度ρoh，并确定调整后各项材料的用量(水泥Cb，水Wb,砂Sb,石子Gb)，则试拌后的质量Qb为：

Qb=Cb+Wb+Sb+Gb

由此得出和易性合格后的配合比为：

CJ=Cb/Qb ρoh 1m3;WJ=Wb/Qb ρoh 1m3;SJ=Sb/Qbρoh 1m3;GJ=Gb/Qbρoh 1m3;此配合比称为基准配合比。

2检验强度，确定实验室配合比

基准配合比虽然和易性满足施工要求，但水灰比不一定满足强度要求，还要加以检验。检验的方法是：至少采用三个不同的配合比，其中一个为基准配合比，另外两个配合比的水灰比值，较基准配合比分别增加和减少0.05，其用水量与基准配合比相同，但砂率值可作调整。

每种配合比至少做一组（3块）试件，在标准条件下养护28天，测定强度。由强度试验结果得出各水灰比的强度值，然后用作图法（绘制强度与水灰比关系的直线）或计算法，求出与混凝土配制强度相对应的灰水比。至此，即可初步确定出试验室配合比，各项材料用量为：

用水量：取基准配合比的用水量；

水泥用量：由用水量和与配制强度相对应的灰水比值确定；

粗、细骨料用量：取基准配合比的粗细骨料用量，并按确定出的水灰比值做适当调整。

以上定出的混凝土配合比，还应根据实测的混凝土体积密度再做必要的校正，其步骤为：

（1）算出混凝土的计算体积密度(即C+W+S+G)

（2）将混凝土的实测体积密度除以计算体积密度得出校正系数K

（3）定出的混凝土配合比中每项材料用量乘以系数K即为最终定出的试验室配合比

（三）换算施工配合比

经测定，工地上砂的含水率为WS，石子的含水率为WG，则施工配合比为：

水泥用量 C’=C

砂用量S’=S(1+WS)

石子用量G’=G(1+WG)

用水量W’=W-S WS-G WG

第七节 混凝土外加剂

在混凝土拌合物中，掺入能改善混凝土性质的材料，称为外加剂。外加剂的掺入量一般不大于水泥质量的5%。

混凝土外加剂按其功能可分为：

1改善混凝土拌合物和易性的外加剂

2调节混凝土凝结时间和硬化性能的外加剂

3改善混凝土耐久性的外加剂

4提高混凝土特殊性能的外加剂

一减水剂

按使用条件不同，掺用减水剂可获得如下效果：

（1）在配合比不变的条件下，可提高混凝土流动性，且不降低强度。

（2）在保持流动性和强度不变的条件下，可减少水泥用量。

（3）在保持流动性和水泥用量不变的条件下，强度提高。

二早强剂

它能提高混凝土的早期强度，并对后期强度无影响。

三引气剂

能在混凝土拌合物中引入一定量的微小气泡，并均匀分布在混凝土拌合物中。

在混凝土拌合物中形成大量气泡，使水泥浆的体积增加，可提高流动性。若保持流动性不变，可减水10%左右。这些气泡能隔断混凝土中毛细孔的渗水通道，使混凝土的抗渗性和抗冻性提高

第八节 轻混凝土

一、 轻骨料混凝土

它是用轻的粗、细骨料和水泥配制成的混凝土。由于自重轻，弹性模量低，因而抗震性能

好。与普通烧结砖相比，不仅强度高、整体性好，而且保温性能好。由于结构自重小，特别适合高层和大跨度结构。

水泥品种分类

(1)硅酸盐水泥：以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏磨细而成。家庭装修常用的是硅酸盐水泥。

(2)普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏及混合材料磨细而成。

(3)矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，混入适量粒化高炉矿渣及石膏磨细而成。

(4)火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成。

(5)粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加适量石膏混合后磨细而成。

(6)白色硅酸盐水泥(装饰水泥)：以硅酸钙为主要成分，加少量铁质熟料及适量石膏磨细而成。

(7)彩色硅酸盐水泥(装饰水泥)：以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏，掺入颜料、外加剂共同磨细而成。常用的彩色掺加颜料有氧化铁(红、黄、褐、黑)，二氧化锰(褐、黑)，氧化铬(绿)，钴蓝(蓝)，群青蓝(靛蓝)，孔雀蓝(海蓝)、炭黑(黑)等。

常用水泥标号

225号、275号、325号、425号、525号、625号等多种，其抗拉强度因品种不同，标号不同，mpa值在2.8-4.5和3.4-8.0之间。

装饰水泥品种

装饰水泥常用于装饰建筑物的表层，施工简单，造型方便，容易维修，价格便宜。装饰水泥与硅酸盐水泥相似，施工及养护相同，但比较容易污染，器械工具必须干净。

水泥砂浆

在家庭装修中，地砖、墙砖粘贴以及砌筑等都要用到水泥砂浆，它不仅可以增强面材与基层的吸附能力，而且还能保护内部结构，同时可以作为建筑毛面的找平层，所以在装修工程中，水泥砂浆是必不可少的材料。

许多业主认为，水泥占整个砂浆的比例越大，其粘接性就越强，因此往往在水泥使用的多少上与装修公司产生分歧。其实不然，以粘贴瓷砖为例，如果水泥标号过大，当水泥砂浆凝结时，水泥大量吸收水分，这时面层的瓷砖水分被过分吸收就容易拉裂，缩短使用寿命。水泥砂浆一般应按水泥：砂=1：2(体积比)的比例来搅拌。

为了保证水泥砂浆的质量，水泥在选购时一定要注意是否大厂生产的425#硅酸盐水泥。砂应选中砂，中砂的颗粒粗细程度十分宜于用在水泥砂浆中。许多业主以为砂越细砂浆越好，其实是个误区。太细的砂吸附能力不强，不能产生较大摩擦而粘牢瓷砖。

Answer 2

水泥的主要成分：主要成分是硅酸盐。水泥的种类较多，其组成有所区别。
普通水泥主要成分的名称：硅酸三钙 、硅酸二钙 、铝酸三钙：
化学式：3CaO•SiO2,2CaO•SiO2,3CaO•Al2O3 。
水泥是一种细磨材料，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地粘结在一起，形成坚固的石状体的水硬性胶凝材料。水泥是无机非金属材料中使用量最大的一种建筑材料和工程材料，广泛用于建筑、水利、道路、石油、化工以及军事工程中。近年来，工业发达国家的水泥产量因需要量基本达到饱和，水泥年产量已趋于平稳或下降，而中国等发展中国家的水泥产量则增长较快,例如:1983年世界水泥产量为900Mt，中国的水泥产量则为100Mt。

沿革 大约2000年前，希腊和古罗马人在建筑工程中使用了一种石灰和火山灰的混合物，它们在水中缓慢反应生成坚硬的固体，这是最早应用的水泥。19世纪初，英、法等国将粘士化的石灰（或泥灰岩）经烧结成为水硬性材料，当其中氧化铝和氧化硅含量之和达到20％～35％时，称为天然水泥。这种水泥的烧成温度低，不控制成分。1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石和粘土的人工混合物烧成一种水硬性的胶凝材料，它在凝结硬固后的颜色、外观和当时英国用于建筑的优质波特兰石头相似，故称之为波特兰水泥。他为此取得了专利，1825年，在英国建厂生产。但阿斯普丁所得产物。因烧成温度低而质量不够好。真正类似于现在的波特兰水泥是1850年英国人I.C.约翰孙制造的。从此开始了波特兰水泥工业。一百多年来，硅酸盐水泥的生产工艺和性能不断得到改进，同时又研制了为数众多的新品种,迄今已发展到100多种水泥。
中国在1889年于唐山建立了第一座水泥厂，1906年在唐山成立启新洋灰股份有限公司（见启新水泥厂），开创了中国的水泥工业。1949年的水泥产量为660kt,到1984年已达 120Mt，水泥品种也从单一的硅酸盐水泥发展至60多个品种。

分类 水泥的分类方法有多种：
1.根据生产的原料性质分为天然水泥、有熟料水泥（用石灰石和粘土按所需成分配合，在较高温度下煅烧得到的产物称为熟料）和无熟料水泥（利用粉煤灰、高炉矿渣等工业废料或天然火山灰与石灰、水玻璃等碱性激发剂以及石膏按比例磨细,不经煅烧而制得的水泥）。
2.根据水泥的性能,可分为快硬水泥(早强水泥)、低热水泥、膨胀水泥、耐酸水泥、耐火水泥等。
3.根据用途，可分为油井水泥、大坝水泥、喷射水泥、海工水泥等。
4.根据水泥中主要化学成分，分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(高铝水泥)、磷酸盐水泥等，后者应用较少。虽然水泥的品种繁多，但95％以上属硅酸盐水泥类，只是根据工程的要求改变其中化学组成，或在使用时加入某些调节性能的物质而已。

硅酸盐水泥 一类以高碱性硅酸盐为主要化合物的水硬性水泥的总称（在西方国家通称波特兰水泥）。它是将钙质（石灰石等）和铝硅酸质（粘土等）原料按一定比例混合,磨细后在水泥窑内经高温（约1720K）煅烧，得到水泥熟料，再与适量的石膏共同研磨至一定细度而制得的。

性能 硅酸盐水泥的相对密度为3.1～3.2。水泥与水接触会放出热量，经过一定时间便凝结（不同品种的水泥有不同的凝结时间）。为保证水泥有合适的凝结时间，常加入适量的石膏，化肥工业副产品磷石膏、氟石膏也可作代用品。石膏的加入量主要决定于水泥熟料中铝酸盐的含量,加入量以三氧化硫计不能超过3.5％。水泥应有良好的体积安定性。凝结后的水泥在空气中和水中很快硬固并具有机械强度（抗压和抗折强度）。一般以水泥：砂=1:2.5的砂浆试样在水中养护3天、7天和28天的抗压和抗折强度，均符合国家标准作为水泥的强度指标，以kg/cm2计，并以28天的抗压强度的数值称为水泥的标号。硅酸盐水泥常用标号有325、425、525和625。一些高强和超高强水泥的标号，甚至可达1000以上。水泥熟料中各矿物与水接触时发生水化反应(即水合)，同时生成氢氧化钙、水化硅酸钙凝胶、水化铝酸钙和水化铁酸钙等。当有石膏时，后两种水化物分别生成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙。水泥浆体在干燥条件下会收缩，在潮湿环境下会膨胀。氢氧化钙和水化铝酸钙将受海水中硫酸盐的侵蚀作用，因此对海港等所用水泥要限制水泥中铝酸钙的含量。若水泥中碱含量过高，而制成混凝土的集料又含有活性氧化硅时，还会发生碱－集料反应，体积膨胀，水泥石和混凝土将会毁坏。熟料中过多的游离氧化钙和方镁石在水化反应时，也产生体积膨胀，造成水泥体积安定性不良，这种水泥就不合格。

品种 硅酸盐水泥根据其中矿物组成的变化和外加混合材料的不同而有不同的品种。熟料中只加石膏而制得的水泥称纯硅酸盐水泥，如在其中加入高炉矿渣、粉煤灰或火山灰等混合材料，则分别称为矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和火山灰硅酸盐水泥。如果上述混合材料的加入量不超过15％，则称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）。上述五种水泥的生产量最大，常称为五大品种水泥。根据工程要求，在生产过程中可以改变水泥熟料的化学成分，从而生成的各种矿物的含量有差别，如对于高温油井水泥要求硅酸二钙含量增多；大坝用水泥则要求铝酸钙和硅酸三钙的含量低；白色硅酸盐水泥要求氧化铁的含量小于 0.5％；快硬水泥应使硅酸三钙的含量高等。从节约能源和开拓资源出发，生产硅酸盐水泥时，组分中有时还加入石膏和萤石，提高氧化铁含量，降低氧化钙含量，生成以硅酸二钙、铁铝酸钙和无水硫铝酸钙为主要矿物的水泥熟料。有的水泥中并含有少量的氟铝酸钙。

原料 硅酸盐水泥熟料中的主要化学组成是氧化钙、氧化硅、氧化铝和氧化铁。氧化钙主要来源于石灰质原料，如石灰石、白垩、泥灰岩等；氧化铝和氧化硅则来源于含硅酸铝的物质，如粘土、高炉矿渣、粉煤灰等；氧化铁则利用硫酸生产中的硫铁矿渣。用于生产硅酸盐水泥的石灰质原料中的氧化钙含量一般在52％左右；粘土质原料中的氧化硅含量达57％左右，氧化铝的含量则小于20％。为了降低煅烧温度，并在煅烧过程中生成一部分熔融物，常加少量氧化铁原料。对原料还要控制其中碱和氧化镁的含量，即在水泥熟料中氧化镁的含量应小于5％，总碱量(Na2O+K2O)对于一般水泥应小于1.2％，对低碱水泥则应小于0.6％。

生产工艺 硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成（粉磨）和包装等过程。

1.生料制备
包括从原料破碎开始至成分调配到合乎要求的生料过程。生料制备有干法和湿法两种方法。在干法制备过程中,石灰石等大块硬质原料，按传统工艺是先经过一次破碎至大小在100mm左右的块料,或再经第二次破碎至小于25mm的块料（近年来已发展一次即破碎至小于25mm的块料工艺）。粘土等含水原料则应经烘干再与石灰石、铁矿石等按比例送入磨机内，研磨成细的生料粉，输入搅拌库，在库中用压缩空气搅拌,并调整成分至合格的生料粉。湿法制备生料过程与干法的主要区别，在于粘土是先用水淘洗成泥浆，与石灰石和铁矿石共同研磨至含水分约为35％的生料浆。干法制备生料的主要优点是在煅烧水泥熟料时的热耗比湿法低,每千克熟料的热耗只需要3.6～4.6MJ，而湿法需要 5.2～6.3MJ。但湿法制备的生料成分较易均匀。一些先进干法生产水泥厂，近年来采用原料预均化和生料成分自动控制等措施，以保证生料粉成分的均匀。

生料的研磨在不同类型的磨机中进行，主要有球磨、管磨、立式磨和烘干与研磨同时进行的中间卸料磨等。为节约研磨过程的电能、提高磨机效率，生产中常采用闭路（圈流）式粉磨，即将出磨机物料先经过一个颗粒分级设备——选粉机，选出细颗粒部分作为产品，粗颗粒部分返回磨机内继续研磨。闭路系统粉磨比开路粉磨(不经过选粉机分级)的产量约可提高15％～25％，并减少了过粉碎现象。缺点是设备投资大、操作和管理较复杂。近年来，又采用一种新型的带选粉机的立式辊轮磨,将破碎、研磨、干燥和分级在同一个装置内完成。目前,最大的立式磨每小时产量可达400t。

2.熟料煅烧
已制备好的生料在不同型式的窑内煅烧成水泥熟料。一般生料粉或生料浆在回转窑内煅烧，中国大多数小型水泥厂均采用立窑煅烧，用立窑煅烧时生料粉中混入需要的煤粉，并加适量水混合制成直径为10～30mm的生料球。立窑煅烧的水泥熟料质量略差，但煅烧温度低，耗煤量较小。为了节约能耗、提高回转窑的生产能力，自70年代开始发展了窑尾带预热器和分解炉的窑外分解技术。

水泥生料在窑内受热过程中发生一系列物理和化学变化，如游离水的蒸发、粘土脱去结晶水、碳酸钙分解成氧化钙。后者与粘土中的氧化硅和氧化铝及铁矿石间发生固相反应生成化合物，它们的存在形式主要有四种，即硅酸三钙(3CaO•SiO2，简写C3S)、硅酸二钙（2CaO•SiO2，简写C2S）,铝酸三钙(3CaO•AI2O3，简写C2A)和铁铝酸四钙(4CaO•Al2O3•Fe2O3,简写C4AF)。还有少量未化合的氧化钙和方镁石 (MgO)。有时还有硫酸盐、钛酸盐等,但数量更少。由于熟料中还含有其他氧化物,上述各化合物并不是以纯的状态存在，往往固溶有其他各种氧化物。故又将它们按照矿物相(即晶相)来命名，如硅酸三钙称阿利特，它在熟料中占50％以上；硅酸二钙称贝利特,约含有25％；铝酸三钙为铝酸盐;铁铝四钙称才利特。从反光显微镜下观察到的水泥熟料结构可见到六方晶体是阿利特,圆粒晶体是贝利特。晶体间的物质系由于物料在1450℃左右温度下有约30％熔融经冷却后形成，称中间相，其中亮的部分是才利特,又称白色中间相（即无定形的非晶相）,暗色的是铝酸盐,又称黑色中间相。水泥熟料化学成分(％)有一定范围要求，氧化钙62～67，氧化硅20～24，氧化铝4～7，氧化铁3～5。

3.水泥制成和包装
从窑内出来的水泥熟料经冷却后加入适量石膏(控制水泥中SO3≤3.5％)，在磨机内研细，制成硅酸盐水泥。水泥研磨的细度对水泥质量影响较大，提高细度，可提高水泥的强度，但相应的电耗也增大。细度一般控制在0.08mm方孔筛上的筛余量不大于10％,或者比表面积在3000cm2/g左右。水泥研磨过程中的粉尘较大，因此在设备进出口、输送过程及包装处均应安装收尘设备，如沉降室、旋风收尘器、袋收尘器等。一些先进的工厂中均装有电除尘器。在中国还利用含K2O高的粘土或钾长石代替粘土原料，在煅烧过程中使氧化物挥发至尘埃中，收集含K2O较高的粉尘,可以作钾肥使用。水泥粉常用纸袋包装，但近年来已大量改用散装船、散装车输送，提高了装运效率，降低了成本。

用途 广泛用于民用和工业用的建筑工程，例如油田和气田的固井、水利工程中的大体积坝体、军事抢修工程,还可用于作耐酸、耐火材料,坑道中喷射封顶以代替坑木。水泥还可以代替木材和钢材用于多种场合，如电线杆、铁路枕轨、输油和输汽管道、贮原油和贮气罐等。

高铝水泥 又称矾土水泥，它是以低碱性铝酸盐为主要矿物的水硬性材料。生产高铝水泥的原料是石灰石和矾土,有烧结法和熔融法。中国以烧结法生产为主。其主要化学成分(％)：氧化钙32～34,氧化铝50～60,氧化硅4～8，氧化铁1～3,氧化亚铁0～1,氧化钛1～3。烧成后的矿物有：铝酸一钙(CaO•Al2O3,简写CA)、二铝酸一钙（CaO•2Al2O3，简写CA2）、七铝酸十二钙（12CaO•7Al2O3，简写 C12A7）、硅酸二钙、铝硅酸二钙(2CaO•Al2O3•SiO2简写C2AS)和少量钛酸钙（CaO•TiO2，简写CT）。中国生产的高铝水泥的主要的矿物组成(％)范围是:CA40～50，CA220～35，C2AS20～30。CA是水硬性很高的矿物,凝结速度不快,但硬化迅速,早期强度高。CA2水硬性较低，C2AS在结晶状态下不具水硬性。

高铝水泥的早期强度发展很快，24小时即达极限强度值的80％，并以3天抗压强度值作为它的标号（包括1天、3天的抗压和抗折强度），标号有425、525、625和725。 高铝水泥具有良好的抗硫酸盐性和一定的耐高温性，它在900℃和1300℃尚可分别保留原有强度的 70％和53％。它主要用于抢修工程，早期强度要求高、抗硫酸盐腐蚀和抗冻等的工程。它适于冬季施工，但不适于作为永久性结构材料。它还可以与耐火集料配合制成耐火混凝土，用作工业窑炉的内衬。高铝水泥亦可配制成不同的品种，有铝酸盐自应力水泥、铝酸盐膨胀水泥和耐火度不低于1580℃的耐热混凝土等。中国于1955年开始生产高铝水泥，并首次采用回转窑烧结法生产。

一、水泥的定义

凡细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中继续硬化，并能将砂、石等材料胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。

二、水泥的分类

水泥按其用途和性能可分为三类：

1、通用水泥：用于一般土木建筑工程的水泥。

通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。包括：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、石灰石硅酸盐水泥等。

2、专用水泥：专门用途的水泥。

专用水泥以其用途命名，并可冠以不同型号。例如A级油井水泥、砌筑水泥等。

3、特性水泥：某种性能比较突出的水泥。

特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型号或混合材料名称。如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等。

三、水泥生产工艺简述

水泥的生产过程通常概括为二磨一烧，分为三个阶段：石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、磨细并调配为成分合适、质量均匀的生料，称为生料制备；生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得到的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的过程，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏、混合材料或外加剂共同磨细为水泥，并包装或散装出厂，称为水泥粉磨及出厂。

四、水泥产品的选购和使用

1、用户选购水泥依据

用户在购买水泥前，应了解各水泥品种的特性、技术要求和适用范围，根据工程的实际需要选择适当的水泥品种，进一步掌握该品种水泥的性能和使用方法。确定所购标号时，应在保证混凝土强度的前提下，提高经济效益，避免浪费。可从以下几方面考察生产厂家的产品质量、管理水平和检测能力：

一 产品的实物质量

① 出厂水泥各项指标应达到国家标准和《水泥企业质量管理规程》的要求，近期无不合格水泥出厂。出厂水泥28天抗压强度应留足富裕强度，切忌品质指标擦边球。

② 产品的均匀性和稳定程度。主要用变异系数和保证系数来衡量。变异系数越小，且保证系数大于3%时，说明该厂产品质量均匀、可靠，无大起大落的现象。

③ 袋重、包装物质量及包装标志。水泥20袋总重不得少于1000公斤，包装袋必须符合GB9774-2002《水泥包装袋》要求，以降低破包损失，提高防潮性能。包装标志清晰、完整，纸袋上应标明生产企业名称、商标、生产许可证编号、水泥品种、标号、编号、包装日期等。

二 质量管理水平

企业应建立质量管理制度，有专职出厂水泥管理员，用科学方法检测28天强度，接受上级质量管理部门的监督检查，化验室能够提供所有质量数据。

三 检测能力

企业化验室应有上级质量管理部门颁发的合格证，检验人员持证上岗。定期与上级质量检验机构进行品质指标对比，且对比情况较好。实验室检验设备齐全，环境符合规定要求。

四 当工程需要使用外加剂时，应查询水泥对外加剂的适用性等方面的情况。

2、为什么有的水泥施工后出现“起砂”现象？如何防止？
水泥施工后出现“起砂”现象，一般见于矿渣水泥、火山灰质水泥和无熟料水泥。因为这些水泥中的熟料成分较少或没有熟料成分，因而在水化时其液相中的氢氧化钙浓度比硅酸盐水泥或普通水泥低，这些水泥浇制的混凝土和砂浆表面层的氢氧化钙浓度甚至低到在碱性激发作用后不能使表层硬化，在构件硬化后就会引起构件表面“起砂”，严重时还会导致构件“脱皮”；水泥水化时空气中的二氧化碳与凝胶中的氢氧化钙作用生成碳酸钙，从而使混凝土和砂浆表面碱度降低，是水泥不能很好地硬化；此外，混凝土和砂浆用水量过多而发生泌水现象，加之养护不当，成型后过早浇水也会引起“起砂”现象。已硬化的砂浆和混凝土经常受到风吹日晒、干湿循环和碳化作用等也会造成“起砂”。

为了避免或减轻表面“起砂现象”，除合理选择好水泥品种以外，应严格控制施工工艺，注意加强养护并在凝结前后进行二次压面以提高其表面密实度。

3、水泥起霜的原因和预防措施

水泥，特别是双掺水泥（在硅酸盐水泥熟料中加入一定量的矿渣、石灰石和石膏制成的水泥）常常出现起霜现象。即这种水泥凝结时间正常，主要力学性能符合国家标准，但使用它制成的混凝土表面、抹平的地面或墙壁，常常出现一层白色物质（白霜）。除去这层白霜后，出现许多针尖大小的微孔，表面不光滑，影响建筑物的美观，降低混凝土的抗腐蚀性能和使用寿命。

水泥起霜的主要原因是水泥产物氢氧化钙与大气中的二氧化碳反应，生成碳酸钙沉积在混凝土制品表面上；或是：水化产物氢氧化钙溶液中，当水蒸发后，氢氧化钙在混凝土缝隙中析晶并聚集在它的表面上。另外，石灰石或建房用砂中，含有一定量的可溶含碱的有机物，由它们形成的氢氧化物、碳酸盐或其他碱盐溶液比较容易地、迅速地在混凝土表面渗出“霜盐”而结霜。

预防起霜的措施：凡是能够降低水泥化产物氢氧化钙浓度的物质，就应该可以降低起霜程度。粉煤灰做混合材有一定效果。外掺一定防霜剂效果也不错。

4、施工时，对水泥混凝土泌水性可采取哪些相应措施？

针对水泥泌水性，无论采取什么措施，其总的目标是：提高混凝土的密实度，改善孔径分布。为此，必须正确设计混凝土的配合比，保证足够用水量，适当降低水灰比，仔细选择集料级配，提高施工质量。具体方法有：使用木质素磺酸钙、WF减水剂、建1减水剂等减水剂，可降低混凝土孔隙孔径，使其形成大量分散极细的气孔；相应采取尽快排除泌出水分的措施，如吸水模板、真空作业或离心成型等工艺；在泌水过程临近结束时，使用二次捣实的办法，则可使实际的水灰比降低，相应提高强度，而且混凝土的密实性、均匀性也将得到改善。

5、建筑工程对配置混凝土的材料质量有何要求？

施工过程中，混凝土的搅拌、成型、养护等工艺因素影响混凝土的质量，但其主要作用的是组成材料的品质及其配合比。

① 集料：应洁净，质地较密，具有足够的强度，表面粗糙，有棱角的较好。

② 砂：应清洗干净，粗细程度和颗粒级配应恰当。通过试验，找出最佳砂率。

③ 水：PH值不得低于4，含有油类、糖、酸或其它污蚀物质的水，会影响水泥的正常凝结与硬化，不能使用。海水含有大量的氯化物和硫酸盐，不得使用。

④ 浇筑混凝土时，必须限制物料高度和速度，使之均匀落入，避免分离现象，然后均匀捣实。

Answer 3

水泥

cement

粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中或水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

cement一词由拉丁文caementum发展而来，是碎石及片石的意思。水泥的历史可追溯到古罗马人在建筑工程中使用的石灰和火山灰的混合物 。1796年英国人J.帕克用泥灰岩烧制一种棕色水泥，称罗马水泥或天然水泥。1824年英国人J.阿斯普丁用石灰石和粘土烧制成水泥，硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥，并取得了专利权。20世纪初，随着人民生活水平的提高，对建筑工程的要求日益提高，在不断改进波特兰水泥的同时，研制成功一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥，特种水泥等，水泥品种已发展到100多种。

水泥的生产工艺，以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏（有时还掺加混合材料或外加剂）磨细而成。按用途及性能分为三大类：①通用水泥。用于一般土木建筑工程，如硅酸盐水泥（以硅酸钙为主要矿物组成的水泥的统称，国际上统称为波特兰水泥，包括普通硅酸盐水泥，矿渣、火山灰质、粉煤灰、混合硅酸盐水泥等）。②专用水泥。用于某种专用工程，如油井水泥、型砂水泥等。③特种水泥。用于对混凝土某些性能有特殊要求的工程，如快硬水泥、水工水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥等。水泥的性能必须符合国家标准规定的细度、凝结时间、安定性、强度、比重、水化热、抗渗性、抗冻性、胀缩性、耐热性和耐蚀性等指标。

水泥分类

水泥按用途及性能分为

1、通用水泥， 一般土木建筑工程通常采用的水泥。通用水泥主要是指：GB175—1999、GB1344—1999和GB12958—1999规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

2、专用水泥，专门用途的水泥。如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。

3、特性水泥，某种性能比较突出的水泥。如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。

水泥按其主要水硬性物质名称分为

（1） 硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；铝酸盐水泥；（3） 硫铝酸盐水泥；（4） 铁铝酸盐水泥；（5） 氟铝酸盐水泥；（6） 以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。

水泥按需要在水泥命名中标明的主要技术特性分为：

（1） 快硬性：分为快硬和特快硬两类；

（2） 水化热：分为中热和低热两类；

（3） 抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；

（4） 膨胀性：分为膨胀和自应力两类；

（5） 耐高温性：铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。 四、水泥命名的一般原则：

水泥的命名按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性进行，并力求简明准确，名称过长时，允许有简称。

通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。

专用水泥以其专门用途命名，并可冠以不同型号。

特性水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型号或混合材料名称。

以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥是以主要组分的名称冠以活性材料的名称进行命名，也可再冠以特性名称，如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等。

主要水泥产品的定义

1、 水泥：加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等材料既能在空气中硬化又能在水中硬化的粉末状水硬性胶凝材料。

2、 硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%~5%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，分P.I和P.II,即国外通称的波特兰水泥。

3、 普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥）,代号：P.O。

4、 矿渣硅酸盐水泥：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, 称为 矿渣硅酸盐水泥，代号：P.S。

5、 火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。称为火山灰质硅酸盐水泥，代号：P.P。

6、 粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号：P.F。

7、 复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P.C。

8、 中热硅酸盐水泥：以适当成分的硅酸盐水泥熟料、加入适量石膏磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。

9、 低热矿渣硅酸盐水泥：以适当成分的硅酸盐水泥熟料、加入适量石膏磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。

10、 快硬硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成早强度高的以3天抗压强度表示标号的水泥。

11、 抗硫酸盐硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏磨细制成的抗硫酸盐腐蚀性能良好的水泥。

12、 白色硅酸盐水泥：由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成的白色水泥。

13、 道路硅酸盐水泥：由道路硅酸盐水泥熟练，0%~10%活性混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为道路硅酸盐水泥，（简称道路水泥）。

14、 砌筑水泥：由活性混合材料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成主要用于砌筑砂浆的低标号水泥。

15、 油井水泥：由适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料等磨细制成的适用于一定井温条件下油、气井固井工程用的水泥。

16、 石膏矿渣水泥：以粒化高炉矿渣为主要组分材料，加入适量石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰磨细制成的水泥。

水泥窑的类型和作用

水泥窑目前主要有两大类，一类是窑筒体卧置（略带斜度），并能作回转运动的称为回转窑（也称旋窑）；另一类窑筒体是立置不转动的称为立窑。 水泥回转窑的类型即特点：

水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同，又可分为不同类型的窑。回转窑的分类大致如下：

1、 湿法回转窑的类型：

用于湿法生产中的水泥窑称湿法窑，湿法生产是将生料制成含水为32%~40%的料浆。由于制备成具有流动性的泥浆，所以各原料之间混合好，生料成分均匀，使烧成的熟料质量高，这是湿法生产的主要优点。

2、 干法回转窑的类型：

干法回转窑与湿法回转窑相比优缺点正好相反。干法将生料制成生料干粉，水分一般小于1%，因此它比湿法减少了蒸发水分所需的热量。中空式窑由于废气温度高，所以热耗不低。干法生产将生料制成干粉，其流动性比泥浆差。所以原料混合不好，成分不均匀。

水泥立窑的类型即特点

我国目前使用的立窑有两种类型：普通立窑和机械立窑。

普通立窑是人工加料和人工卸料或机械加料，人工卸料；机械立窑是机械加料和机械卸料。机械立窑是连续操作的，它的产、质量及劳动生产率都比普通立窑高。 根据建材技术政策要求，小型水泥厂应用机械化立窑，逐步取代普通立窑。

水泥生产中的质量控制及标准

水泥生产质量管理主要有二个方面：一方面是控制主机设备—窑、磨在指标控制范围内

的正常运转；另一方面是管理好各种库，原料、煤、生料、熟料、水泥各库内物料的数量与质量，掌握进库与出库，保证生产的正常运转。确定质量控制点和控制指标是一项非常重要的工作，一定要从本厂工艺流程和设备的具体情况出发，制定合理的、可行的方案，才能更好地指导生产。

我国水泥标准制、修订的主要内容

我国水泥新标准与老标准相比主要有两个方面的变化：一是采用GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》代替现行GB177—85《水泥胶砂强度检验方法》；二是以ISO强度为基础修订了我国六大通用水泥标准。

（一） GB/T 17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》标准制订

GB/T 17671—1999是我国等同采用国际标准ISO 679—1989制定的，于1999年2月8日发布，1999年5月1日起生效。

GB/T 17671—1999与GB177—85同属检验水泥胶砂强度的“软练法”，即采用塑胶砂，4X4X160m棱柱试体，将试体先进行抗折强度试验，折断后的两个半截试体再进行抗压强度试验。两者的核心差别在于胶砂组成不同，ISO方法采用的水灰比适中，灰砂比适中，特别是采用了级配标准砂，因而ISO方法检验得到的强度数值比GB-177方法更接近于水泥在砼中的使用效果。

（二）六大水泥标准修订的主要内容

1． 水泥胶砂强度检验方法改为GB/T 17671—1999方法

六大水泥产品标准均引用GB/T 17671—1999方法作为水泥胶砂的强度检验方法，不再采用GB 177—85方法。因此GB/T 17671—1999方法上升为强制性方法，而GB 177—85方法下降为推荐性方法。

2． 水泥标号改为强度等级

六大水泥老标准实行以Kgf/cm2表示的水泥标号，如32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。

六大水泥新标准实行以Mpa表示的强度等级，如32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等，使强度等级的数值与水泥28天抗压强度指标的最低值相同。

新标准还统一规划了我国水泥的强度等级，硅酸盐水泥分为三个等级6个类型，42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R，其他五大水泥也分3个等级6个类型即32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R

3． 强度龄期与各龄期强度指标设置

六大水泥新标准规定的水泥强度龄期均为3天、28天两个龄期，每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。

水泥的选购

水泥的主要技术性能指标：

（1）比重与容重：普通水泥比重为3：1，容重通常采用1300公斤/立方米。

（2）细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，硬化得越快，早期强度也越高。

（3）凝结时间：水泥加水搅拌到开始凝结所需的时间称初凝时间。从加水搅拌到凝结完成所需的时间称终凝时间。硅酸盐水泥初凝时间不早于45分钟，终凝时间不迟于12小时。

（4）强度：水泥强度应符合国家标准。

（5）体积安定性：指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性能。水泥中含杂质较多，会产生不均匀变形。

（6）水化热：水泥与水作用会产生放热反应，在水泥硬化过程中，不断放出的热量称为水化热。

常用的水泥品种：

（1）硅酸盐水泥：以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏磨细而成。

（2）普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，添加适量石膏及混合材料磨细而成。

（3）矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料，混入适量粒化高炉矿渣及石膏磨细而成。

（4）火山灰质硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成。

（5）粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加适量石膏混合后磨细而成。

常用水泥标号：

225号、275号、325号、425号、525号、625号等多种，其抗拉强度因品种不同，标号不同，MPa值在2.8-4.5和3.4-8.0之间。

装饰水泥品种

装饰水泥常用于装饰建筑物的表层，施工简单，造型方便，容易维修，价格便宜。品种有如下几种：

（1）白色硅酸盐水泥：以硅酸钙为主要成分，加少量铁质熟料及适量石膏磨细而成。

（2）彩色硅酸盐水泥：以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏，掺入颜料、外加剂共同磨细而成。常用的彩色掺加颜料有氧化铁（红、黄、褐、黑），二氧化锰（褐、黑），氧化铬（绿），钴蓝（蓝），群青蓝（靛蓝），孔雀蓝（海蓝）、炭黑（黑）等。

装饰水泥与硅酸盐水泥相似，施工及养护相同，但比较容易污染，器械工具必须干净。

水泥砂浆的运用与选购

在家庭装修中，地砖、墙砖粘贴以及砌筑等都要用到水泥砂浆，它不仅可以增强面材与基层的吸附能力，而且还能保护内部结构，同时可以作为建筑毛面的找平层，所以在装修工程中，水泥砂浆是必不可少的材料。

许多客户认为，水泥占整个砂浆的比例越大，其粘接性就越强，因此往往在水泥使用的多少上与装修公司产生分歧。其实不然，以粘贴瓷砖为例，如果水泥标号过大，当水泥砂浆凝结时，水泥大量吸收水分，这时面层的瓷砖水分被过分吸收就容易拉裂，缩短使用寿命。水泥砂浆一般应按水泥：砂=1：2（体积比）的比例来搅拌。

目前市场上水泥的品种很多，有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等等，家庭装修常用的是硅酸盐水泥。

水泥与砂的选购原则

■ 为了保证水泥砂浆的质量，水泥在选购时一定要注意是否大厂生产的425#硅酸盐水泥。

■ 砂应选中砂，中砂的颗粒粗细程度十分宜于用在水泥砂浆中。许多客户以为砂越细砂浆越好，其实是个误区。太细的砂吸附能力不强，不能产生较大摩擦而粘牢瓷砖。

水泥生产工艺流程举例

原料和燃料进厂后，由化验室采样分析检验，同时按质量进行搭配均化，存放于原料堆棚。 粘土、煤、硫铁矿粉由烘干机烘干水分至工艺指标值，通过提升机提升到相应原料贮库中。 石灰石、萤石、石膏经过两级破碎后，由提升机送入各自贮库。化验室根 据石灰石、粘土、无烟煤、萤石、硫铁矿粉的质量情况，计算工艺配方，通过生料微机配料系统进行全黑生料的配料，由生料磨机进行粉磨，每小时采样化验一次生料的氧化钙、三氧 化二铁和细度的百分含量，及时进行调整，使各项数据符合工艺配方要求。磨出的黑生料经过斗式提升机提入生料库，化验室依据出磨生料质量情况，通过多库搭配和机械倒库方法进行生料的均化，经提升机提入两个生料均化库，生料经两个均化库进行搭配，将料提至成球盘料仓，由设在立窑面上的预加水成球控制装置进行料、水的配比，通过成球盘进行生料的成球。所成之球由立窑布料器将生料球布于窑内不同位置进行煅烧，烧出的熟料经卸料管、鳞板机送至熟料破碎机进行破碎，由化验室每小时采样一次进行熟料的化学、物理分析。根据熟料质量情况由提升机放入相应的熟料库，同时根据生产经营要求及建材市场情况，化验室将熟料、石膏、矿渣通过熟料微机配料系统进行水泥配比，由水泥磨机分别进行425号、525号普通硅酸盐水泥的粉磨，每小时采样一次进行分析检验。磨出的水泥经斗式提升机提入3个水泥库，化验室依据出磨水泥质量情况，通过多库搭配和机械倒库方法进行水泥的均化。经提升机送入2个水泥均化库，再经两个水泥均化库搭配，由微机控制包装机进行水泥的包装，包装出来的袋装水泥存放于成品仓库，再经化验采样检验合格后签发水泥出厂通知单。

· 使用水泥的八忌

一、忌受潮结硬
受潮结硬的水泥会降低甚至丧失原有强度，所以规范规定，出厂超过3个月的水泥应复查试验，按试验结果使用。 对已受潮成团或结硬的水泥，须过筛后使用，筛出的团块搓细或碾细后一般用于次要工程的砌筑砂浆或抹灰砂浆。对一触或一捏即粉的水泥团块，可适当降低强度等级使用。

二、忌曝晒速干
混凝土或抹灰如操作后便遭曝晒，随着水分的迅速蒸发，其强度会有所降低，甚至完全丧失。因此，施工前必须严格清扫并充分湿润基层；施工后应严加覆盖，并按规范规定浇水养护。

三、忌负温受冻
混凝土或砂浆拌成后，如果受冻，其水泥不能进行水化，兼之水分结冰膨胀，则混凝土或砂浆就会遭到由表及里逐渐加深的粉酥破坏，因此应严格遵照《建筑工程冬期施工规程》（JGJ104—97）进行施工。

四、忌高温酷热
凝固后的砂浆层或混凝土构件，如经常处于高温酷热条件下，会有强度损失，这是由于高温条件下，水泥石中的氢氧化钙会分解；另外，某些骨料在高温条件下也会分解或体积膨胀。
对于长期处于较高温度的场合，可以使用耐火砖对普通砂浆或混凝土进行隔离防护。遇到更高的温度，应采用特制的耐热混凝土浇筑，也可在不泥中掺入一定数量的磨细耐热材料。

五、忌基层脏软
水泥能与坚硬、洁净的基层牢固地粘结或握裹在一起，但其粘结握裹强度与基层面部的光洁程度有关。在光滑的基层上施工，必须预先凿毛砸麻刷净，方能使水泥与基层牢固粘结。
基层上的尘垢、油腻、酸碱等物质，都会起隔离作用，必须认真清除洗净，之后先刷一道素水泥浆，再抹砂浆或浇筑混凝土。
水泥在凝固过程中要产生收缩，且在干湿、冷热变化过程中，它与松散、软弱基层的体积变化极不适应，必然发生空鼓或出现裂缝，从而难以牢固粘结。因此，木材、炉渣垫层和灰土垫层等都不能与砂浆或混凝土牢固粘结。
六、忌骨料不纯
作为混凝土或水泥砂浆骨料的砂石，如果有尘土、粘土或其他有机杂质，都会影响水泥与砂、石之间的粘结握裹强度，因而最终会降低抗压强度。所以，如果杂质含量超过标准规定，必须经过清洗耳恭听后方可使用。

七、忌水多灰稠
人们常常忽视用水量对混凝土强度的影响，施工中为便于浇捣，有时不认真执行配合比，而把混凝土拌得很稀。由于水化所需要的水分仅为水泥重量的20%左右，多余的水分蒸发后便会在混凝土中留下很多孔隙，这些孔隙会使混凝土强度降低。因此在保障浇筑密实的前提下，应最大限度地减少拌合用水。
许多人认为抹灰所用的水泥，其用量越多抹灰层就越坚固。其实，水泥用量越多，砂浆越稠，抹灰层体积的收缩量就越大，从而产生的裂缝就越多。一般情况下，抹灰时应先用1：（3—5）的粗砂浆抹找平层，再用1：（1.5—2.5）的水泥砂浆抹很薄的面层，切忌使用过多的水泥。

八、忌受酸腐蚀
酸性物质与水泥中的氢氧化钙会发生中和反应，生成物体积松散、膨胀，遇水后极易水解粉化。致使混凝土或抹灰层逐渐被腐蚀解体，所以水泥忌受酸腐蚀。
在接触酸性物质的场合或容器中，应使用耐酸砂浆和耐酸混凝土。矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥均有较好耐酸性能，应优先选用这三种水泥配制耐酸砂浆和混凝土。严格要求耐酸腐蚀的工程不允许使用普通水泥。