水泥

　　水泥：粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌后成漿體，能在空氣中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。

　　早期石灰與火山灰的混合物與現代的石灰火山灰水泥很相似，用它膠結碎石制成的混凝土，硬化后不但強度較高，而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。長期以來，它作為一種重要的膠凝材料，廣泛應用于土木建筑、水利、國防等工程。

水泥按用途及性能分為：

　　(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規定的六大類水泥，即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。

　　(2)特種水泥：具有特殊性能或用途的水泥，如G級油井水泥、快硬硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥等等。

水泥按其主要水硬性物質名稱分為：

　　(1)硅酸鹽水泥，即國外通稱的波特蘭水泥(Portland cement);

　　(2)鋁酸鹽水泥;

　　(3)硫鋁酸鹽水泥;

　　(4)鐵鋁酸鹽水泥;

　　(5)氟鋁酸鹽水泥;

　　(6)磷酸鹽水泥;

　　(7) 以火山灰或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。

水泥按主要技術特性分為：

　　(1) 快硬性(水硬性)：分為快硬和特快硬兩類;

　　(2)水化熱：分為中熱和低熱兩類;

　　(3) 抗硫酸鹽性：分中抗硫酸鹽腐蝕和高抗硫酸鹽腐蝕兩類;

　　(4) 膨脹性：分為膨脹和自應力兩類;

　　(5) 耐高溫性：鋁酸鹽水泥的耐高溫性以水泥中氧化鋁含量分級。

水泥命名的

　　水泥的命名按不同類別分別以水泥的主要水硬性礦物、混合材料、用途和主要特性進行，并力求簡明準確，名稱過長時，允許有簡稱。

　　通用水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以混合材料名稱或其他適當名稱命名。

　　專用水泥以其專門用途命名，并可冠以不同型號。

　　特性水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型號或混合材料名稱。

　　以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥是以主要組成成分的名稱冠以活性材料的名稱進行命名，也可再冠以特性名稱，如石膏礦渣水泥、石灰火山灰水泥等。

水泥類型的定義

　　(1)水泥：加水拌和成塑性漿體，能膠結砂、石等材料既能在空氣中硬化又能在水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。

　　(2)硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、0%～5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分P.I和P.II，即國外通稱的波特蘭水泥。

　　(3)普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%～20%混合材料，適量石膏磨細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。

　　(4)礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～70%粒化高爐礦渣和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣硅酸鹽水泥，代號：P.S。

　　(5)火山灰質硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～40%火山灰質混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為火山灰質硅酸鹽水泥，代號：P.P。

　　(6)粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～40%粉煤灰和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號：P.F。

　　(7)復合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、20%～50%兩種或兩種以上規定的混合材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為復合硅酸鹽水泥(簡稱復合水泥)，代號P.C。

　　(8)中熱硅酸鹽水泥：以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。

　　(9)低熱礦渣硅酸鹽水泥：以適當成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。

　　(10)快硬硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細制成早強度高的以3天抗壓強度表示標號的水泥。

　　(11)抗硫酸鹽硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細制成的抗硫酸鹽腐蝕性能良好的水泥。

　　(12)白色硅酸鹽水泥：由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細制成的白色水泥。

　　(13)道路硅酸鹽水泥：由道路硅酸鹽水泥熟料，0%～10%活性混合材料和適量石膏磨細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)。

　　(14)砌筑水泥：由活性混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，磨細制成主要用于砌筑砂漿的低標號水泥。

　　(15)油井水泥：由適當礦物組成的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料等磨細制成的適用于一定井溫條件下油、氣井固井工程用的水泥。

　　(16)石膏礦渣水泥：以粒化高爐礦渣為主要組分材料，加入適量石膏、硅酸鹽水泥熟料或石灰磨細制成的水泥。

　　硅酸鹽類水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、配料、磨細制成生料，然后喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏(有時還摻加混合材料或外加劑)磨細而成。

　　水泥生產隨生料制備方法不同，可分為干法(包括半干法)與濕法(包括半濕法)兩種。

　　①干法生產。將原料同時烘干并粉磨，或先烘干經粉磨成生料粉后喂入干法窯內煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水制成生料球，送入立波爾窯內煅燒成熟料的方法，稱之為半干法，仍屬干法生產之一種。

　　新型干法水泥

　　新型干法水泥生產線指采用窯外分解新工藝生產的水泥。其生產以懸浮預熱器和窯外分解技術為核心，采用新型原料、燃料均化和節能粉磨技術及裝備，全線采用計算機集散控制，實現水泥生產過程自動化和高效、優質、低耗、環保。

　　新型干法水泥生產技術是20世紀50年代發展起來，日本德國等發達國家，以懸浮預熱和預分解為核心的新型干法水泥熟料生產設備率占95%，中國第一套懸浮預熱和預分解窯1976年投產。該技術優點：傳熱迅速，熱效率高，單位容積較濕法水泥產量大，熱耗低。

　　②濕法生產。將原料加水粉磨成生料漿后，喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產之一種。

　　干法生產的主要優點是熱耗低(如帶有預熱器的干法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克)，缺點是生料成分不易均勻，車間揚塵大，電耗較高。濕法生產具有操作簡單，生料成分容易控制，產品質量好，料漿輸送方便，車間揚塵少等優點，缺點是熱耗高(熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克)。

兩磨一燒

　　水泥的生產，一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個工序，整個生產過程可概括為“”。

　　生料粉磨

　　水泥工藝流程

　　分干法和濕法兩種。干法一般采用閉路操作系統，即原料經磨機磨細后，進入選粉機分選，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多數采用物料在磨機內同時烘干并粉磨的工藝，所用設備有管磨、中卸磨及輥式磨等。濕法通常采用管磨、棒球磨等一次通過磨機不再回流的開路系統，但也有采用帶分級機或弧形篩的閉路系統的。

　　裝飾水泥品種

　　裝飾水泥常用于裝飾建筑物的表層，施工簡單，造型方便，容易維修，價格便宜。品種有如下幾種：

　　彩色硅酸鹽水泥

　　(1)白色硅酸鹽水泥：以硅酸鈣為主要成分，加少量鐵質熟料及適量石膏磨細而成。

　　(2)彩色硅酸鹽水泥：以白色硅酸鹽水泥熟料和優質白色石膏，摻入顏料、外加劑共同磨細而成。常用的彩色摻加顏料有氧化鐵(紅、黃、褐、黑)，二氧化錳(褐、黑)，氧化鉻(綠)，鈷藍(藍)，群青藍(靛藍)，孔雀藍(海藍)，炭黑(黑)等。裝飾水泥與硅酸鹽水泥相似，施工及養護相同，但比較容易污染，器械工具必須干凈。

　　運用與選購

　　在家庭裝修中，地磚、墻磚粘貼以及砌筑等都要用到水泥砂漿進行粘合，它不僅可以增強面材與基層的吸附能力，而且還能保護內部結構，同時可以作為建筑毛面的找平層，所以在裝修工程中，水泥砂漿是必不可少的材料。

　　許多客戶認為，水泥占整個砂漿的比例越大，其粘接性就越強，因此往往在水泥使用的多少上與裝修公司產生分歧。其實不然，以粘貼瓷磚為例，如果水泥標號過大，當水泥砂漿凝結時，水泥大量吸收水分，這時面層的瓷磚水分被過分吸收就容易拉裂，縮短使用壽命。水泥砂漿一般應按水泥：砂=1：2(體積比)的比例來攪拌。

　　市場上水泥的品種很多，有硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥等等，家庭裝修常用的是普通硅酸鹽水泥或復合硅酸鹽水泥。

　　水泥產品的最新標準為《通用硅酸鹽水泥》(GB 175-2007 )，下面是該標準的主要內容。

　　1　范圍

　　本標準規定了通用硅酸鹽水泥的定義與分類、組分與材料、強度等級、技術要求、試驗方法、檢驗規則和包裝、標志、運輸與貯存等。

　　本標準適用于通用硅酸鹽水泥。

　　2　規范性引用文件

　　下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。

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

　　GB/T203 用于水泥中的粒化高爐礦渣

　　GB/T750 水泥壓蒸安定性試驗方法

　　GB/T1345水泥細度檢驗方法(篩析法)

　　GB/T1346水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法(GB/T1346-2001，eqv ISO9597:1989)

　　GB/T1596 用于水泥和混凝土中的粉煤灰

　　GB/T2419水泥膠砂流動度測定方法

　　GB/T2847 用于水泥中的火山灰質混合材料

　　GB/T5483 石膏和硬石膏

　　GB/T8074 水泥比表面積測定方法(勃氏法)

　　GB9774 水泥包裝袋

　　GB12573 水泥取樣方法

　　GB/T12960 水泥組分的定量測定

　　GB/T17671 水泥膠砂強度檢驗方法(ISO法)(GB/T17671-1999，idt ISO679:1989)

　　GB/T18046 用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉

　　JC/T420 水泥原料中氯離子的化學分析方法

　　JC/T667水泥助磨劑

　　JC/T742 摻入水泥中的回轉窯窯灰

　　3　定義與分類

　　下列術語和定義適用于本標準。

　　通用硅酸鹽水泥 Common Portland Cement

　　以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規定的混合材料制成的水硬性膠凝材料。

　　5　組分與材料

　　5.1 組分

　　通用硅酸鹽水泥的組分應符合表1的規定。

　　表1 %

　　品種 代號

　　組 分

　　熟料+石膏 粒化高爐

　　礦渣 火山灰質

　　混合材料 粉煤灰 石灰石

　　硅酸鹽水泥 P·I 100 - - - -

　　P·Ⅱ ≥95 ≤5 - - -

　　≥95 - - - ≤5

　　普通硅酸鹽水泥 P·O ≥80且<95 >5且≤20a -

　　礦渣硅酸鹽水泥 P·S·A ≥50且<80 >20且≤50b - - -

　　P·S·B ≥30且<50 >50且≤70b - - -

　　火山灰質硅酸鹽

　　水泥 P·P ≥60且<80 - >20且≤40c - -

　　粉煤灰硅酸鹽水泥 P·F ≥60且<80 - - >20且≤40d -

　　復合硅酸鹽水泥 P·C ≥50且<80 >20且≤50e

　　a本組分材料為符合本標準5.2.3的活性混合材料，其中允許用不超過水泥質量8%且符合本標準5.2.4的非活性混合材料或不超過水泥質量5%且符合本標準5.2.5的窯灰代替。

　　b本組分材料為符合GB/T203或GB/T18046的活性混合材料，其中允許用不超過水泥質量8%且符合本標準第5.2.3條的活性混合材料或符合本標準第5.2.4條的非活性混合材料或符合本標準第5.2.5條的窯灰中的任一種材料代替。

　　c本組分材料為符合GB/T2847的活性混合材料。

　　d本組分材料為符合GB/T1596的活性混合材料。

　　e本組分材料為由兩種(含)以上符合本標準第5.2.3條的活性混合材料或/和符合本標準第5.2.4條的非活性混合材料組成，其中允許用不超過水泥質量8%且符合本標準第5.2.5條的窯灰代替。摻礦渣時混合材料摻量不得與礦渣硅酸鹽水泥重復。

　　5.2 材料

　　5.2.1 硅酸鹽水泥熟料

　　由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當比例磨成細粉燒至部分熔融所得以硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質。其中硅酸鈣礦物不小于66%，氧化鈣和氧化硅質量比不小于2.0。

　　5.2.2 石膏

　　5.2.1.1 天然石膏：應符合GB/T 5483中規定的G類或M類二級(含)以上的石膏或混合石膏。

　　5.2.1.2 工業副產石膏：以硫酸鈣為主要成分的工業副產物。采用前應經過試驗證明對水泥性能無害。

　　5.2.3 活性混合材料

　　符合GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847標準要求的粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰質混合材料。

　　5.2.4 非活性混合材料

　　活性指標分別低于GB/T203、GB/T18046、GB/T1596、GB/T2847標準要求的粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰質混合材料;石灰石和砂巖，其中石灰石中的三氧化二鋁含量應不大于2.5%。

　　5.2.5窯灰

　　符合JC/T742的規定。

　　5.2.6 助磨劑

　　水泥粉磨時允許加入助磨劑，其加入量應不大于水泥質量的0.5%，助磨劑應符合JC/T667的規定。

　　6　強度等級

　　6.1 硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個等級，R表示早強型水泥。

　　6.2 普通硅酸鹽水泥的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個等級。

　　6.3 礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、復合硅酸鹽水泥的強度等級分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個等級。

　　注：R——早強型(主要是3d強度較同強度等級水泥高

　　7　技術要求

　　7.1 化學指標

　　化學指標應符合表2規定。

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