水泥

出处：按学科分类—工业技术 南京大学出版社《工程师实用手册》第908页（3455字）

(一)水泥的主要性质

水泥属于水硬性矿物胶结材料，当其与水或适当的盐类溶液混合后，在常温下经过一定的物理和化学变化过程，能由浆状或可塑状逐渐凝结，进而硬化具有一定的强度，并将松散材料胶结为整体。水泥除能在空气中硬化和保持强度外，还能在水中继续硬化，并长期地保持和继续提高强度。兹将水泥性质的主要内容介绍于下：

(1)比重与容量：普通水泥的比重为3．0～3．15，通常采用3．1；容量为1000～1600kg／m3，通常采用1300kg／m3。

(2)细度：细度是指水泥颗粒的粗细程度。颗粒愈细的水泥硬化愈快，早期强度愈高，但在空气中硬化时，有较大的收缩。

(3)凝结时间：水泥的凝结时间对施工有重要意义。水泥从加水(调成标准稠度)到开始凝结所需的时间为初凝时间；水泥从加水到凝结完成所需的时间称为终凝时间。已经终凝的水泥才初步具有强度。

(4)标号与强度：水泥标号与水泥强度是密切相关的，但二者概念并不相同。标号是根据国家标准强度检验方法测得的28天的抗压强度确定的。例如试验得到28天抗压强度为325kg／cm2或虽高于325kg／cm2，但确不足425kg／cm2，就定为325号。

(5)体积安定性：体积安定性简称安定性，是指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性。事实上，水泥遇水后，在凝结硬化的过程中，体积必然要发生变化，但变化不能太大并应保持均匀。水泥中如果含较多的游离石灰、氧化镁或三氧化硫，就能使水泥结构产生不均匀的变形，甚至崩溃。

(6)水化热：水泥与水的作用为放热反应，随着硬化过程的进行，不断放出热量，这种热量称为水化热。水泥水化热的大小与放热的快慢，除了决定于水泥的成分外，还与水泥的细度有关，细度大的水泥，早期放热量较多。

水泥的水化热对施工应用有很大影响。对于小断面、小体积的混凝土构件的低温施工，水化热可加快其硬化速度。对于水坝、大型基础等大体积混凝土工程，则由于水化热积聚在内部，不易散发，内部温度上升过高，致使混凝土产生内应力而开裂或破坏。故在大体积混凝土工程中，宜采用低热水泥、外掺粉煤灰等掺合料或采用特殊的冷却方法，使内部温度不致上升过高。

(二)一般水泥(表17－173，17－174)

表17－173 一般水泥的标号、特性及使用范围

表17－174 一般水泥的品质指标(摘自GB175－77，GB1344－77)

注：①熟料中氧化镁含量为5～6%时，凡矿渣掺加量大于40%或火山灰质混合材料、粉煤灰掺加量大于30%制成的水泥，可不作压蒸试验。

②水泥厂应在水泥发出的11天内，寄发水泥品质试验报告。试验中应包括28天强度外的全部试验结果。28天强度数值在水泥发出起32天内补报。

一般水泥有：①硅酸盐水泥；②普通硅酸盐水泥；③火山灰质硅酸盐水泥；④矿渣硅酸盐水泥；⑤粉煤灰硅酸盐水泥等五种。

(三)特种水泥

在各类工程施工中，大量使用的是一般水泥，但由于有些工程及施工条件的特殊需求，还需要一些能适应特殊条件、特殊性能的水泥，如具有快硬高强、耐酸碱浸蚀以及耐火防水和耐水压等用途的水泥。限于篇幅，这里仅作简述，其具体性能和使用方法请参考中国建筑工业出版社出版的《建筑材料手册》(陕西省建筑设计院编)。

(1)高级水泥。凡以适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，在合理的粉磨细度下获得的快硬高强度水硬性胶凝材料，称为高级水泥。可配制1000号特高强混凝土。

(2)快硬硅酸盐水泥。简称快硬水泥。以适当成分(硅酸三钙和硅酸二钙含量较高)的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏，磨细制成具有早期强度增长率较高的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥。主要用于早期强度高，紧急抢修，冬季施工。

(3)特快硬硅酸盐水泥。凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的熟料，加入适量优质石膏，经过细磨，制成的一种强度发挥极快的水硬性胶凝材料，称为特快硬水泥。标号有特快硬、^#200、^#300。主要用于早期强度要求极高的紧急工程抢修和国防工程等。

(4)高铝水泥。又称矾土水泥。以石灰石和矾土为主要原料，配制适当成分的生料，经熔融或烧结。所得以钙铝一钙为主要矿物，其氧化铝含量约50%的熟料，再经磨细而成的水硬性胶凝材料，称为高铝水泥。其标号从^#400。主要用于早强、冬季施工、抵抗硫酸盐浸蚀及冻融交替及耐热和耐膨胀等性能。

(5)浇筑水泥。浇筑水泥是一种无收缩或微膨胀的硅酸盐水泥。在高标号硅酸盐水泥熟料中加适量燃烧石灰和石膏，再经磨细而成。它具有快硬与高强的性能，特别是抗压强度较高，达到高级水泥的要求。

(6)硫铝酸盐超早强水泥。硫铝酸盐超早强水泥具有快硬和早强、微膨胀、耐硫酸盐侵蚀等性能。

(7)抗硫酸盐硅酸盐水泥。凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分矿物组成的熟料，加入适量石膏，磨细成粉，制成的一种具有较高抗硫酸盐性能的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐水泥，主要用于受硫酸盐侵蚀，冻融和干湿作用的海港工程，水利及地下工程。

(8)防潮硅酸盐水泥。凡在粉磨硅酸盐水泥熟料和石膏中，加入少量的防潮剂共同磨细制得的具有吸湿性低、可塑性好的水硬性胶凝材料，称为防潮硅酸盐水泥、简称防潮水泥。

(9)水玻璃型耐酸盐水泥。凡将耐酸填料(一般采用石英岩、熔融辉绿岩或陶瓷碎片)和硬化剂(一般采用氟硅酸钠)按适当配比共同粉磨，或分别粉磨后再混合均匀而制得的一种粉状物料，这种在使用时，用适量的水玻璃溶液拌匀后，能在空气中结硬，并具有抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀能力的物料，称为水玻璃型耐酸水泥。适用于化工、冶金、造纸、制糖和纺织等工业部门的一般耐酸工程。

(10)膨胀水泥。凡以适当成分的硅酸盐水泥熟料、膨胀剂和石膏，按一定比例混合粉磨而制得的水硬性胶凝材料，称为硅盐膨胀水泥。

(11)低钙铝酸耐火水泥。凡以优质铝矾土和优质石灰石为原料，按一定比例配合成适当成分的生料，经过烧结，所得以低钙铝酸盐为主要成分的熟料，磨成细粉，制成的一种具有耐火性的水硬性胶凝材料，称为低钙铝酸盐耐火水泥，简称耐火水泥。

(12)白色硅酸盐水泥。凡以氧化铁含量低的石灰石、白泥、硅石为主要原料，经烧结得到以硅酸钙为主要矿物组成的熟料，再经淬冷处理，加入适量石膏，在用石膏衬板和石质研磨体的磨机内共同磨细而成的水硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥(简称白水泥)。

(13)彩色硅酸盐水泥。凡以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏在粉磨过程中掺入颜料、外加剂(防水剂、保水剂、增塑剂、保硬剂等)共同粉磨而成的一种水硬性彩色胶凝材料，称为彩色硅酸盐水泥，简称彩色水泥。颜色有深红、硅红、桃红、樱黄、孔雀蓝、浅蓝、深绿、灰绿、银灰、黑色、咖啡等。