建筑材料第二章水泥水泥是一種粉狀水硬性膠凝材料。加水拌合后，塑性漿體，能膠結砂、石等材料，并能在空氣和水中硬化。水硬性膠凝材料：材料磨成細粉并加水拌合成漿后，既能在空氣中硬化，也能在水中硬化并發展其強度的材料。氣硬性膠凝材料：材料磨成細粉并加水拌合成漿后，只能在干燥空氣中凝結硬化，而不能在水中硬化。水泥按主要熟料礦物成分可分為：硅酸鹽系水泥鋁酸鹽系水泥鐵鋁酸鹽系水泥硫鋁酸鹽系水泥等在各類工程中應用最多的是硅酸鹽系水泥硅酸鹽系水泥按其性能及用途可分為：

通用硅酸鹽水泥專用硅酸鹽水泥特性硅酸鹽水泥

硅酸鹽系水泥按其性能及用途分類

類別

簡稱混合材摻量（%）通用硅酸鹽水泥

硅酸鹽水泥0～5

普通硅酸鹽水泥

普通水泥6～15

礦渣硅酸鹽水泥

礦渣水泥20～70火山灰質硅酸鹽泥

火山灰水泥20～50粉煤灰硅酸鹽水泥

粉煤灰水泥20～40

復合硅酸鹽水泥

復合水泥15～50專用硅酸鹽水泥專門用于某些工程的水泥，如中、低熱硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥、砌筑水泥等特性硅酸鹽水泥用于對混凝土某些性能有特殊較要求的水泥，如快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等第一節

硅酸鹽系水泥主要原料硅酸鹽系水泥是指以硅酸鈣為主要成分的各種水泥總稱。硅酸鹽系水泥主要由硅酸鹽系水泥熟料(簡稱水泥熟料)、適量石膏和混合材料等配制而成。水泥熟料按用途和特性分為：通用水泥熟料、低堿水泥熟料、中抗硫酸水泥熟料、高抗硫酸水泥熟料、中熱水泥熟料和低熱水泥熟料等。一、通用硅酸鹽水泥熟料通用硅酸鹽水泥熟料：是一種主要含有CaO（如石灰石）、SiO2、Al2O3及Fe2O3（如黏土、鐵粉等）的原料（即生料）按適當比例配合，磨細，經燃燒至部分熔融，所得硅酸鈣為主要礦物成分的水硬性膠凝物質。1.硅酸鹽水泥熟料的礦物組成

主要成分：主要由四種礦物化學組成

組成礦物名稱分子式簡稱含量（%）硅酸鹽礦物硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S36~60硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S15~37

熔劑礦物鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A7~15鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10~18

次要成分游離氧化鈣CaO

游離氧化鎂MgO

含堿礦物及玻璃體

水泥的生產過程兩磨一燒：生料的配制和磨細、熟料的燃燒和熟料的粉磨

制備生料（一磨）

煅燒熟料（一燒）粉磨水泥（二磨）石灰石粘土按比例混合—生料進窯————熟料輔助原料石膏磨細

水泥成品2.水化物

水泥加水后，熟料與水發生水化反應，生成一系列新的化合物，并放出熱量，其放出的熱量稱為水化熱。主要的水化產物有：水化硅酸鈣水化鐵酸鈣凝膠氫氧化鈣水化鋁酸鈣）水化硫鋁酸鈣晶體3、水泥石

隨著水泥水化的不斷進行，水泥漿結構內部孔隙不斷被新生水化物填充和加固的過程，稱為水泥的“凝結”。隨后產生明顯的強度并逐漸變成堅硬的人造石——水泥石，這一過程稱為水泥的“硬化”。實際上，水泥的水化過程很慢，較粗水泥顆粒的內部很難完全水化。因此，硬化后的水泥石是由晶體、膠體、未完全水化顆粒、游離水及氣孔等組成的不均質體

水泥石的結構A-未水化水泥顆粒；B-水泥凝膠；C-晶體粒子（Ca(OH)2等）;D-毛細孔（毛細孔水）；E-凝膠孔4、影響水泥凝結硬化的因素

⑴溫度、濕度水泥的水化與硬化過程的快慢除與熟料礦物成分、含量及各成分特性有關外，還與溫度、濕度有關。在保證濕度的前提下，在一定范圍內，溫度越高，水化速度越快，強度也越快，反之則慢。如水泥石在完全干燥的情況下，水化就無法進行，此時硬化停止，強度也不再增長。當溫度低于0℃，水泥的水化基本停止。因此，冬季施工需采取保溫措施，以保證水泥凝結硬化正常進行。⑵齡期(時間)水泥的凝結硬化是隨時間延長而漸進的過程，是從顆粒表面逐漸深入到內層的。只要溫度、濕度適宜，水泥強度的增長可持續若干年。開始快，以后由于顆粒表面形成了凝膠膜，水分滲入越來越困難，所以水化作用就越來越慢。一般水泥在開始的3～7d內，水化速度快，強度增長較快。28天基本上可以完成水泥水化的基本部分，以后顯著減緩，強度增長也極為緩慢。二、石膏

⑴為什么要摻入石膏？在水泥生產過程中，為了調節水泥的凝結時間，在水泥中加入適量的石膏作為緩凝劑。⑵石膏起緩凝作用的機理：

水泥水化時，石膏能很快與鋁酸三鈣作用生成水化硫鋁酸鈣（鈣礬石），鈣礬石很難溶解于水，它沉淀在水泥顆粒表面上形成保護膜，從而阻礙了鋁酸三鈣的水化反應，控制了水泥的水化反應速度，延緩了凝結時間。⑶石膏的分類天然二水石膏（G）硬石膏（A）混合石膏（M）每一類又按產品的含量分為五個級別，分別是特級、一級、二級、三級、四級在水泥生產的過程中，為改善水泥性能，調節水泥強度等級，而加到水泥中去的人工的和天然的礦物質材料。三、混合材料混合材料分類化學活性舉例在水泥中作用非活性混合材料與水泥成分不起化學作用或化學作用很小石英砂、石灰石、慢冷礦渣、各種廢渣填充、提高水泥產量、降低水泥強度等級、減少水化熱活性混合材料常溫下，細粉與石灰（或石灰和石膏）加水拌合能生成具有膠凝性的水化產物，在空氣和水中硬化。粒化高爐礦渣、火山灰質混合材料、粉煤灰上述＋活性效應常用品種有：1.粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉高爐冶煉生鐵所得以硅酸鈣與鋁硅酸鈣為主要成分的熔融物，經淬冷成粒后的產品，又稱水淬高爐礦渣。將符合要求的粒化高爐礦渣經干燥、粉磨，達到相當細度且符合活性指數的粉體，稱為粒化高爐礦渣粉，簡稱礦渣粉。2.

火山灰質混合材料

火山灰是火山噴發的熔巖急冷形成。具有火山灰性的天然的（如火山灰、凝灰巖、浮石等）或人工的（如煤渣、燒黏土等）礦物質材料，稱為火山灰質混合材料。

火山灰性：是指磨細的活性混合材料在與水拌合后，不會發生水化反應，不具有水硬性，但當在常溫下與石灰和水接觸后，會產生明顯的水化反應，形成具有水硬性的化合物。3.粉煤灰、高鈣粉煤灰粉煤灰是從發電廠煤粉燃燒的煙氣中收集的灰渣，又稱飛灰，成分主要是活性氧化硅和活性氧化鋁，含少量的氧化鈣，具有火山灰性。當氧化鈣含量在10%以上，就稱為高鈣粉煤灰。粉煤灰

四、助磨劑水泥粉磨時允許不大于水泥質量0.5%助磨劑，其技術要求應符合相應標準。第二節通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥是以通用硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏，及規定的混合材料的水硬性膠凝材料。一、分類

1.按混合材料的品種和摻量，通用硅酸鹽水泥包括：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。

2、按抗壓、抗折強度分為如下強度等級：

⑴硅酸鹽水泥:分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5六個等級。⑵普通硅酸鹽水泥:分為42.5、42.5R、52.5、52.5R四個強度等級。⑶礦水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和復合水泥：分為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六個強度等級。二、組分通用硅酸鹽水泥的組分應符合表下表規定：品種代號組分%熟料＋石膏粒化高爐礦渣火山灰質摻合料粉煤灰石灰石硅酸鹽水泥P·Ⅰ100--------P·Ⅱ≥95≤5------≥95≤5普通水泥P·O≥80且＜95＞5且≤20礦渣水泥P·S·A≥50且＜80＞20且≤50------P·S·B≥30且＜50＞50且≤70------火山灰水泥P·P≥60且＜80--＞20且≤40----粉煤灰水泥P·F≥60且＜80----＞20且≤40--復合水泥P·C≥50且＜80＞20且≤50通用硅酸鹽水泥的組分三、技術要求1.化學指標化學指標包括:不溶物、燒失量、三氧化鎂、氧化鎂和氯離子應符合標準規定。見P182.堿含量（選擇性指標）水泥中的堿含量按Na2O+0.658K2O計算值表示。3.物理指標

⑴凝結時間：水泥加水開始到失去流動性，即從可塑狀態發展到固體狀態所需的時間。分為初凝時間和終凝時間。

初凝時間:是從水泥加水拌合起至水泥漿開始失去可塑性所需的時間。不宜過早，以便施工時有足夠的時間終凝時間:從加水拌合至水泥漿完全失去塑性的時間。不宜過遲，以免影響水泥硬化后的性質而拖延工期。⑵體積安定性：是指水泥漿體硬化后，體積變化的穩定性。水泥安定性不良，會使結構產生膨脹裂縫，甚至破壞。安定性不良的水泥，嚴禁使用，是廢品水泥。⑶細度：是指水泥顆粒的粗細程度。以標準篩的篩余百分率表示。應合理控制細度：因為同樣成分同樣質量的水泥，顆粒越細總表面越大，水化速度快，水化充分，會使水泥早期強度提高。但是顆粒過細，硬化時收縮較大，易產生裂縫。同時粉磨過程中能耗大，會使水泥的成本提高。⑷強度不同品種不同強度等級的通用硅酸鹽水泥，強度應符合相應標準規定。P20四、特性和適用范圍P20第三節專用硅酸水泥與特性硅酸鹽水泥一、砌筑水泥由一種或一種以上的混合材料，加入適量的硅酸鹽水泥熟料和石膏，經磨細制成的工作性較好的水硬性膠凝材料。代號M。分為12.5和22.5二個強度等級。

1.技術要求強度（7d和28d)、三氧化硫、細度、凝結時間、安定性、保水率等應符合相關的標準規定。

2.特性和適用范圍

砌筑水泥主要特性和適用范圍主要特點適用范圍不適用范圍1.強度低、硬化快2.和易性好3.保水性好1.適用于砌筑和抹灰砂漿2.墊層混凝土等3.生產砌塊和壓瓦不應用于結構混凝土二、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及混合材料（石灰石或窯灰），磨細制成的水硬性膠凝材料，簡稱白水泥，代號P·W。分為32.5、42.5、52.5三個強度等級。1.技術要求強度（3d和28d）、白度、三氧化硫、細度、凝結時間、安定性等應符合相應的標準規定。2.特性和適用范圍白水泥主要特性及適用范圍主要特性適用范圍1.早強2.水化熱較高適用于白色和彩色灰漿、砂漿及混凝土三、明礬石膨脹水泥凡以硅酸鹽水泥熟料為主，鋁質熟料、石膏和粒化高爐礦渣（或粉煤灰），按適當比例磨細的，具有膨脹性能的水硬性膠凝材料，代號A·EC。分32.5、42.5、52.5三個強度等級。1、技術指標強度（3d、7d、28d抗壓和抗折強度）、三氧化硫、細度、凝結時間、限制膨脹率、不透水性和堿含量應符合相關標準的規定。2、特性和適用范圍明礬石膨脹水泥主要特性和適用范圍

主要特性適用范圍1.補償收縮2.提高混凝土抗裂性1.補償收縮混凝土結構工程；2.防滲抗裂混凝土工程；3.補強和防滲抹面；4.現澆混凝土工程的后澆帶；5.預制混凝土構件的接縫；6.梁柱和管道接頭第四節硫鋁酸鹽系水泥和鐵鋁酸鹽系水泥統稱為：第三系列水泥，包括快硬水泥、膨脹水泥、自應力水泥和低堿水泥。一、快硬硫鋁酸鹽水泥以適當成分的生料，經燃燒所得以無水硫鋁酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和少量的石灰石，磨細具有早期強度高的水硬性膠凝材料，代號R·SAC。二、快硬鐵鋁酸鹽水泥以適當成分的生料，經燃燒所得以無水硫鋁酸鈣、鐵鋁酸四鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和少量的石灰石，磨細具有早期強度高的水硬性膠凝材料，代號R·FAC以上二種水泥，均分為42.5、52.5、62.5和72.5四個強度等級。1.技術指標⑴強度：以上二種水泥的強度等級均以3d抗壓強度劃分。有1d、3d、28d的抗壓和抗折強度。符合相關標準規定。⑵細度：比表面積≥350m2/kg⑶凝結時間限值：初凝≤25min，終凝≥180min。2.特性和適用范圍

快硬硫鋁酸鹽水泥和快硬鐵鋁酸鹽水泥的主要特性及適用范圍主要特性適用范圍不適用范圍1.早強2.抗滲性好3.抗凍性好4.抗腐蝕性好5.干縮性好1.配制早強、抗凍、抗滲和抗硫酸鹽侵犯混凝土2.冬期（負溫）施工3.搶修、堵漏等工程

不適用于溫度經常處于100℃以上的混凝土工程三、低堿度硫鋁酸鹽水泥由適當成分的硫鋁酸鹽水泥熟料和較多量石灰石，適量石膏共同磨細制成，具有堿度低的水硬性膠凝材料，代號L·SAC。15%≥石灰石≤35%

1.技術要求⑴強度：以7天抗壓強度來劃分強度等級（有1d和7d的抗壓和抗折強度）。分為32.5、42.5和52.5三個強度等級。⑵細度:比表面積≥400m2/kg。⑶凝結時間：初凝≤25min；終凝≥3h。⑷堿度pH值：≤10.5。⑸自由膨脹度：28d自由膨脹率0.00%～0.15%。

2.特性及適用范圍低堿度硫鋁酸鹽水泥主要特性和適用范圍主要特性適用范圍1.堿度低2.自由膨脹率小3.凝結時間類似快硬硫鋁酸鹽水泥4.早強主要用于玻璃纖維增強水泥復合材料，用以生產新型墻板。如:GRC輕質多孔隔墻板、GRC復合外墻板、纖維增強低堿度水泥建筑平板等第五節水泥質量評定及驗收保管一、質量評定1.檢驗批確定水泥進入施工現場的質量檢驗，應根據相應產品技術標準和試驗方法標準進行。試樣的采集上應按規定進行：⑴對同一水泥廠同期出廠的同品種、同強度等級（或標號）、同一出廠編號的為一批。散裝水泥一批的總量≤200t.⑵試樣應具有代表性。對散裝水泥，隨機從不少于3個車罐中，各取對等量水泥；對于袋裝水泥，應隨機從不少于20袋中，各取等量水泥。將所取水泥混拌均勻后，再從中稱取不小于20kg水泥作為檢驗試樣。

2.檢驗項目對于常用的硅酸鹽系水泥的檢驗項目主要有：①化學指標②凝結時間③安定性④抗折強度⑤抗壓強度3.檢驗結果評定2⑴合格水泥評定求凡化學指標、凝結時間、安定性、強度符合相關標準技術要求的為合格品。⑵不合格水泥的評定凡化學指標、凝結時間、安定性、強度中任一項不符合相關標準技術要求的為不合格品。二、質量控制水泥的檢驗結果如不符合標準規定時，應停止使用。及時向水泥供應廠家查明情況，確定處理方案。對進場的每批水泥，視存放情況（如存放期3個月以上），應重新采集試樣復驗，檢驗安定性和強度。若有要求時，尚應檢驗其他性能。三、驗收水泥進場后，應進行驗收工作。主要內容如下：1.檢查、核對水泥生產廠的質量證明書。2.檢驗報告：廠家應及時提供7天、28天檢驗報告。3.若安定性需仲裁檢驗時，應在取樣之日起10天以內完成。4.水泥品種、強度等級和數量應符合“銷售合同”的要求。5.檢驗水泥外觀質量⑴水泥品種鑒別通過觀察水泥的顏色來區分水泥品種⑵水泥包裝檢驗應注意核對包裝袋上的執行標準、工廠名稱、生產許可證標志及編號、出廠編號、包裝日期、凈含量、水泥品種、代號、強度等級等內容。水泥品種顏色硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥灰綠色粉煤灰水泥灰黑色火山灰水泥淡紅或淡綠色

常用水泥包裝標志6.散裝水泥發運時應提供與袋裝標志相同內容的卡片。7.水泥數量檢驗一般袋裝水泥，每袋凈重50kg，且不得少于標志質量的98%。隨機抽取20袋，總質量不得少于1000kg。8.質量檢驗（同前質量評定）水泥品種包裝標志硅酸鹽水泥普通水泥包裝袋兩面印有水泥名稱、強度等級等，印刷顏色為紅色礦渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥復合水泥包裝袋兩面印有水泥名稱、強度等級等。礦渣水泥顏色為綠色，火山灰、粉煤灰和復合水泥的印刷顏色為黑色或藍色9.水泥受潮程度的鑒別與處理⑴水泥受潮水泥中的活性礦物質與空氣中的水分、二氧化碳發生水化反應，使水泥變質的現象，稱為水泥受潮（也稱水泥風化）。潮后的水泥，凝結遲緩、強度也逐漸降低，會影響正常使用。⑵水泥受潮程度與處理水泥受潮程度的鑒別