水泥

　　水泥：粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

　　早期石灰与火山灰的混合物与现代的石灰火山灰水泥很相似，用它胶结碎石制成的混凝土，硬化后不但强度较高，而且还能抵抗淡水或含盐水的侵蚀。长期以来，它作为一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

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—2007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)特种水泥：具有特殊性能或用途的水泥，如G级油井水泥、快硬硅酸盐水泥、道路硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等等。

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(Portland cement);

　　(2)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)磷酸盐水泥;

　　(7) 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。

水泥按主要技术特性分为：

　　(1) 快硬性(水硬性)：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。

水泥命名的

　　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成成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。

水泥类型的定义

　　(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%～20%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、20%～70%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、20%～40%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、20%～40%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、20%～50%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料，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。

　　硅酸盐类水泥的生产工艺在水泥生产中具有代表性，是以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料，然后喂入水泥窑中煅烧成熟料，再将熟料加适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。

　　水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法(包括半干法)与湿法(包括半湿法)两种。

　　①干法生产。将原料同时烘干并粉磨，或先烘干经粉磨成生料粉后喂入干法窑内煅烧成熟料的方法。但也有将生料粉加入适量水制成生料球，送入立波尔窑内煅烧成熟料的方法，称之为半干法，仍属干法生产之一种。

　　新型干法水泥

　　新型干法水泥生产线指采用窑外分解新工艺生产的水泥。其生产以悬浮预热器和窑外分解技术为核心，采用新型原料、燃料均化和节能粉磨技术及装备，全线采用计算机集散控制，实现水泥生产过程自动化和高效、优质、低耗、环保。

　　新型干法水泥生产技术是20世纪50年代发展起来，日本德国等发达国家，以悬浮预热和预分解为核心的新型干法水泥熟料生产设备率占95%，中国第一套悬浮预热和预分解窑1976年投产。该技术优点：传热迅速，热效率高，单位容积较湿法水泥产量大，热耗低。

　　②湿法生产。将原料加水粉磨成生料浆后，喂入湿法窑煅烧成熟料的方法。也有将湿法制备的生料浆脱水后，制成生料块入窑煅烧成熟料的方法，称为半湿法，仍属湿法生产之一种。

　　干法生产的主要优点是热耗低(如带有预热器的干法窑熟料热耗为3140～3768焦/千克)，缺点是生料成分不易均匀，车间扬尘大，电耗较高。湿法生产具有操作简单，生料成分容易控制，产品质量好，料浆输送方便，车间扬尘少等优点，缺点是热耗高(熟料热耗通常为5234～6490焦/千克)。

两磨一烧

　　水泥的生产，一般可分生料制备、熟料煅烧和水泥制成等三个工序，整个生产过程可概括为“”。

　　生料粉磨

　　水泥工艺流程

　　分干法和湿法两种。干法一般采用闭路操作系统，即原料经磨机磨细后，进入选粉机分选，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多数采用物料在磨机内同时烘干并粉磨的工艺，所用设备有管磨、中卸磨及辊式磨等。湿法通常采用管磨、棒球磨等一次通过磨机不再回流的开路系统，但也有采用带分级机或弧形筛的闭路系统的。

　　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：

　　彩色硅酸盐水泥

　　(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。

　　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进行粘合，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。

　　市场上水泥的品种很多，有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等等，家庭装修常用的是普通硅酸盐水泥或复合硅酸盐水泥。

　　水泥产品的最新标准为《通用硅酸盐水泥》(GB 175-2007 )，下面是该标准的主要内容。

　　1　范围

　　本标准规定了通用硅酸盐水泥的定义与分类、组分与材料、强度等级、技术要求、试验方法、检验规则和包装、标志、运输与贮存等。

　　本标准适用于通用硅酸盐水泥。

　　2　规范性引用文件

　　下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

　　GB/T176水泥化学分析方法(GB/T176-1996，eqv ISO680:1990)

　　GB/T203 用于水泥中的粒化高炉矿渣

　　GB/T750 水泥压蒸安定性试验方法

　　GB/T1345水泥细度检验方法(筛析法)

　　GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(GB/T1346-2001，eqv ISO9597:1989)

　　GB/T1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰

　　GB/T2419水泥胶砂流动度测定方法

　　GB/T2847 用于水泥中的火山灰质混合材料

　　GB/T5483 石膏和硬石膏

　　GB/T8074 水泥比表面积测定方法(勃氏法)

　　GB9774 水泥包装袋

　　GB12573 水泥取样方法

　　GB/T12960 水泥组分的定量测定

　　GB/T17671 水泥胶砂强度检验方法(ISO法)(GB/T17671-1999，idt ISO679:1989)

　　GB/T18046 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉

　　JC/T420 水泥原料中氯离子的化学分析方法

　　JC/T667水泥助磨剂

　　JC/T742 掺入水泥中的回转窑窑灰

　　3　定义与分类

　　下列术语和定义适用于本标准。

　　通用硅酸盐水泥 Common Portland Cement

　　以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏、及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

　　5　组分与材料

　　5.1 组分

　　通用硅酸盐水泥的组分应符合表1的规定。

　　表1 %

　　品种 代号

　　组 分

　　熟料+石膏 粒化高炉

　　矿渣 火山灰质

　　混合材料 粉煤灰 石灰石

　　硅酸盐水泥 P·I 100 - - - -

　　P·Ⅱ ≥95 ≤5 - - -

　　≥95 - - - ≤5

　　普通硅酸盐水泥 P·O ≥80且<95 >5且≤20a -

　　矿渣硅酸盐水泥 P·S·A ≥50且<80 >20且≤50b - - -

　　P·S·B ≥30且<50 >50且≤70b - - -

　　火山灰质硅酸盐

　　水泥 P·P ≥60且<80 - >20且≤40c - -

　　粉煤灰硅酸盐水泥 P·F ≥60且<80 - - >20且≤40d -

　　复合硅酸盐水泥 P·C ≥50且<80 >20且≤50e

　　a本组分材料为符合本标准5.2.3的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准5.2.4的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合本标准5.2.5的窑灰代替。

　　b本组分材料为符合GB/T203或GB/T18046的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料或符合本标准第5.2.5条的窑灰中的任一种材料代替。

　　c本组分材料为符合GB/T2847的活性混合材料。

　　d本组分材料为符合GB/T1596的活性混合材料。

　　e本组分材料为由两种(含)以上符合本标准第5.2.3条的活性混合材料或/和符合本标准第5.2.4条的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥质量8%且符合本标准第5.2.5条的窑灰代替。掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。

　　5.2 材料

　　5.2.1 硅酸盐水泥熟料

　　由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按适当比例磨成细粉烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶凝物质。其中硅酸钙矿物不小于66%，氧化钙和氧化硅质量比不小于2.0。

　　5.2.2 石膏

　　5.2.1.1 天然石膏：应符合GB/T 5483中规定的G类或M类二级(含)以上的石膏或混合石膏。

　　5.2.1.2 工业副产石膏：以硫酸钙为主要成分的工业副产物。采用前应经过试验证明对水泥性能无害。

　　5.2.3 活性混合材料

　　符合GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料。

　　5.2.4 非活性混合材料

　　活性指标分别低于GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847标准要求的粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉、粉煤灰、火山灰质混合材料;石灰石和砂岩，其中石灰石中的三氧化二铝含量应不大于2.5%。

　　5.2.5窑灰

　　符合JC/T742的规定。

　　5.2.6 助磨剂

　　水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入量应不大于水泥质量的0.5%，助磨剂应符合JC/T667的规定。

　　6　强度等级

　　6.1 硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六个等级，R表示早强型水泥。

　　6.2 普通硅酸盐水泥的强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R四个等级。

　　6.3 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥的强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六个等级。

　　注：R——早强型(主要是3d强度较同强度等级水泥高

　　7　技术要求

　　7.1 化学指标

　　化学指标应符合表2规定。

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