第二章無機膠凝材料1氣硬性膠凝材料2硅酸鹽水泥3摻混合材料的硅酸鹽水泥4其他水泥⑴熟悉石膏、石灰等氣硬性膠凝材料的硬化機理、性質及使用要點，掌握其主要用途；⑵熟悉硅酸鹽水泥的礦物組成，了解其硬化機理，熟練掌握硅酸鹽水泥等幾種通用水泥的性能特點，相應的檢測方法及選用原則；⑶了解特性水泥和專用水泥的主要性能及使用特點。本章知識點及重點難點本章的難點是硅酸鹽水泥的組成、技術要求。重點是幾種通用水泥的性能特點和選用原則。水泥品種繁多，建議學習中以硅酸鹽水泥為點，搞清楚此點后拓展至其它通用水泥，再拓展至其它特性水泥和專用水泥，采用點面結合、對比的學習方法。土木工程材料中，凡是經過一系列物理、化學作用，能將散粒狀或塊狀材料粘結成整體的材料，統稱為膠凝材料。膠凝材料膠凝材料有機膠凝材料（瀝青、樹脂等）無機膠凝材料水硬性膠凝材料（水泥）氣硬性膠凝材料（石灰、石膏）二者有何區別？？？膠凝材料的分類氣硬性膠凝材料與水硬性膠凝材料的區別

只能在空氣中硬化、保持或繼續發展強度的膠凝材料稱為氣硬性凝膠材料。不僅能在空氣中，而且能更好地在水中硬化、保持或繼續發展強度的膠凝材料稱為水硬性膠凝材料。判斷題：氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結硬化，而水硬性膠凝材料只能在水中凝結硬化。1氣硬性膠凝材料1.1石膏1.2石灰1.3水玻璃石膏應用的歷史9000年前，敘利亞和土耳其的小亞細亞就有古跡；5000年前，埃及人就在敞開的火爐中煅燒石膏，然后破碎磨成粉末，再與水拌和制得用于金字塔建造中石塊的粘結材料——灰漿；古羅馬人用石膏澆注了成千上萬座古希臘的雕塑。十七世紀，法國巴黎的木質房的所有墻壁均用石膏灰漿（plaster）覆蓋，以提高防火性能，因而，法國巴黎有“石膏的首都（capitalofplaster）之稱。

plasterofparis1.1石膏石膏凝膠材料的生產天然二水石膏原材料化工石膏ＣaSO4·2H2O磷石膏和氟石膏石膏是以CaSO4為主要成分的氣硬性膠凝材料。天然無水石膏：ＣaSO4，結晶緊密，結構比天然二水石膏致密，質地較硬，難溶于水，又稱天然硬石膏，只可用于生產無水石膏水泥。天然二水石膏雪花石膏一般是雪白色，半透明，并能人工染色；通過熱處理它可變成不透明，外貌類似大理石

纖維石膏

由帶有絲光色澤，按規律分布的線狀結晶復合而成的纖維石膏(透石膏）石膏的生產：破碎加熱磨細CaSO4·2H2O非封閉窯爐中過飽和水蒸汽或某些鹽溶液建筑石膏高強石膏（1）建筑石膏（β-石膏）——晶體細，調制成一定稠度漿體時，需水量大，因而強度低（干燥狀態下脫水而成）（2）高強石膏——晶粒較粗，因而硬化后密實度大，強度高（在有蒸汽壓力的條件下脫水而成）材料晶粒特點標稠需水量凝結硬化抗壓強度/MPa比表面積/m2·g-1β-石膏細小片狀0.70-0.80快7-1047α-石膏粗大完整連接0.40-0.45慢24-4019.3兩種半水石膏的特點（3）可溶性硬石膏—加熱溫度為170～200℃時，石膏繼續脫水，生成可溶性硬石膏；溫度升高到200～250℃，石膏中殘留很少的水分，但遇水后還能生成半水石膏直至二水石膏。（4）不溶性硬石膏—加熱溫度高于400℃時，石膏完全失去水分，形成不溶性硬石膏。（5）高溫煅燒石膏—加熱溫度高于800℃時，部分石膏分解出CaO，得到高溫煅燒石膏。

建筑石膏的凝結與硬化

建筑石膏的凝結硬化：建筑石膏與適量水拌合后，能形成可塑性良好的漿體，但很快就失去塑性并產生強度，逐漸發展成為堅硬的固體。反應式：

溶解析晶理論（溶解沉淀理論）：半水和二水石膏在20℃水中的溶解度：8.16g/L和2.05g/L在半水石膏的飽和溶液中，隨著漿體中水分的水化和蒸發，此反應總體表現為向右進行。二水石膏以膠體微粒自水中析出并自發地形成和長大，相互交叉連生而形成網絡結構，使石膏漿體凝結硬化并具有強度。

這一過程中，漿體中的水分因水化和蒸發而逐漸減小，二水石膏膠體微粒數量不斷增加，漿體的稠度逐漸增大，可塑性逐漸減小，表現為石膏的“凝結”；其后，漿體逐漸變稠，膠體微粒逐漸凝聚成為晶體，晶體逐漸長大、共生和相互交錯，使漿體產生強度并不斷增長，表現為石膏的“硬化”。石膏漿體的凝結和硬化，實際上是交叉進行的。凝結硬化的物理化學過程

石膏漿體半水石膏顆粒二水石膏晶體石膏膠體石膏硬化體水孔隙水化初期：二水石膏晶體較少隨著水化反應進行二水石膏晶體量石膏硬化體中晶體堆積體建筑石膏的技術性質建筑石膏：白色粉末，密度為2.60～2.75g/cm3,堆積密度為800～1000kg/m3。包括天然建筑石膏、脫硫建筑石膏和磷建筑石膏。建筑石膏有強度、細度、凝結時間等方面的技術要求，見下表（GB9776-2008）：等級細度（0.2方孔篩篩余）/%凝結時間2h強度/MPa初凝終凝抗折抗壓3.0≤10%≥3≤30≥3.0≥6.02.0≥2.0≥4.01.0≥1.6≥3.0建筑石膏的技術指標（GB9776-2008）

①凝結硬化快。建筑石膏水化迅速，常溫下完全水化所需時間僅為7～12min。初凝時間極短，終凝時間也不超過30min。在室內自然干燥的條件下，一星期左右完全硬化，所以施工時根據實際需要，往往加入適量的緩凝劑。②硬化后孔隙率大、強度較低。由于半水石膏完全水化的理論需水量是18.6％，而實際用水量遠大于此，因此，未參與水化的多余水分蒸發后在石膏硬化體內會留下大量的孔隙，建筑石膏孔隙率可高達50％～60％。從而使其密實度和強度都大大降低。通常其強度只有7.0~10.0MPa。③具有一定保溫、吸聲性能以及調濕作用。由于石膏制品內部孔隙率大，因而導熱系數小、具有保溫性能；表面大量空隙對聲音的傳導和反射都不好；大量毛細孔隙對空氣中水分具有較強的吸附能力，在干燥時又可釋放水分，可調節濕度。④凝固時體積略膨脹，裝飾性好；加工性好。石膏潔白、細膩，凝固時體積略有膨脹，膨脹率約為1%，所以制品飽滿。⑤耐水性和耐凍性差。硬化后石膏吸濕性強，導致強度下降，若長期浸泡在水中還會因二水石膏晶體溶解而引起潰散破壞；若吸水后受凍，還會因孔隙中水分結冰膨脹而引起破壞。因此，石膏的耐水性、抗凍性都較差。⑥防火性能良好。在于火災或高溫時，結晶水蒸發在石膏表面形成蒸汽幕，并且不會有有害氣體產生，但不宜長期用于靠近65℃以上高溫的部分。建筑石膏的貯存：

建筑石膏貯存3個月應重新進行質量檢驗。一般3個月后，強度將降低30%左右。建筑石膏的應用

石膏在建筑中應用十分廣泛。如石膏抹灰材料、各種墻體材料和裝飾石膏板等。⑴粉刷石膏

粉刷石膏粘接力高、不裂、不起鼓、表面光潔、防火、保溫，并且施工方便，可實現機械化施工，是一種高檔抹灰材料，可用于辦公室、住宅等的墻面、頂棚等。⑵建筑石膏制品

建筑石膏制品的種類很多。如紙面石膏板、空心石膏板、石膏砌塊、裝飾石膏板、石膏角線、燈圈、羅馬柱等，主要用于分室墻，內隔墻、吊頂及裝飾。

石膏線貼金箔石膏線石膏空心板石膏空心砌塊石膏砌塊各種墻板德國一所教堂的外墻面雕飾室內墻面和天花板的雕飾裝飾石膏板吸聲用穿孔石膏板石膏藝術制品

紙面石膏板紙面石膏板

紙面石膏板是以石膏為基材，摻入少量添加劑及增強纖維，并在板面、板背各粘結一層護面紙而成。紙面石膏板最初在1890年由美國發明生產，1917年傳入歐洲，由于其具有質輕、保溫隔熱、防火、隔音、施工方便、綠色環保等諸多優點，紙面石膏板在建筑中的應用得到迅速發展，產量不斷增長。據統計，1997年美國紙面石膏板年產量已達19億米2，約有80%墻體材料應用紙面石膏板，在美國100％的住宅建筑均采用紙面石膏板作為內部隔墻材料，消費量為8.1米2/人/年，而我國在2007年也僅為不到0.71米2/人/年，遠遠低于其它國家的消費水平。石膏板之所以能得到迅速的推廣應用，并在一百多年的進程中不被淘汰，與其優越的性能分不開，總的歸納為以下十點：

1.生產能耗低，生產效率高：生產同等單位的紙面石膏板的能耗比水泥節省78％。且投資少生產能力大，便于大規模生產，國外已經有年生產量可達到4000萬平方米以上的生產線。

2.輕質：用紙面石膏板作隔墻，重量僅為同等厚度磚墻的1/15，砌塊墻體的1/10，有利于結構抗震，并可有效減少基礎及結構主體造價。

3.保溫隔熱：由于石膏板的多孔結構，其導熱系數為0.16W/（M．K），與灰砂磚砌塊（1.1W（M．K））相比，其隔熱性能具有顯著的優勢。

4.防火性能好：由于石膏芯本身不燃，且遇火時在釋放化合水的過程中會吸收大量的熱，延遲周圍環境溫度的升高，因此，紙面石膏板具有良好的防火阻燃性能。經國家防火檢測中心檢測，紙面石膏板隔墻耐火極限可達4小時。

5.隔音性能好：紙面石膏板隔墻具有獨特的空腔結構，大大提高了系統的隔聲性能。

6.裝飾功能好：紙面石膏板表面平整，板與板之間通過接縫處理形成無縫表面，表面可直接進行裝飾。

7.可施工性好：僅需裁制刀便可隨意對紙面石膏板進行裁切，施工非常方便，用它做裝飾，可以擺脫傳統的濕法作業，極大的提高施工效率。

8.舒適的居住功能：由于石膏板具有獨特的“呼吸”性能，可在一定范圍內調節室內濕度，使居住舒適。9.綠色環保：紙面石膏板采用天然石膏及紙面作為原材料，決不含對人體有害的石棉（絕大多數的硅酸鈣類板材及水泥纖維板均采用石棉作為板材的增強材料）。

10.節省空間：采用紙面石膏板作墻體，墻體厚度最小可達74mm，且可保證墻體的隔音、防火性能。

就國內的行情，紙面石膏板更多的使用在吊頂天花等裝修工程中，但是，紙面石膏板其實是一種非常好的輕質墻體材料，在國外，用來做墻體的石膏板用量遠遠大于做吊頂的用量。1.2石灰1、石灰的生產石灰的原料主要成分：碳酸鈣主要原料：石灰石、白云石、白堊和貝殼等。欠火石灰——溫度低、煅燒時間短或塊體過大：外部為正常石灰，內部為未分解的碳酸鈣，降低了石灰的利用率。生石灰——正常溫度和煅燒時間所煅燒的石灰具有多孔結構，內部孔隙率大，表觀密度較小，晶粒細小，與水反應迅速，這種石灰稱為正火石灰。過火石灰——溫度過高或時間過長，石灰內部孔隙率減少，體積收縮，晶粒變得粗大，稱為過火石灰；其結構較致密，表面常被熔融的粘土覆蓋，與水反應時速度很慢，往往需要很長時間才能產生明顯的水化效果。石灰生產的三種產品：塊狀生石灰石灰石中常含有一定量的碳酸鎂（MgCO3）：MgO：結構致密和水化速度很慢。按氧化鎂含量的多少，建筑石灰可分為鈣質和鎂質兩類。當石灰中MgO含量小于或等于5％時，稱鈣質石灰；當MgO含量大于5％時，稱為鎂質石灰。石灰石塊狀生石灰生石灰粉消石灰粉石灰膏煅燒磨細加過量水進行陳伏土木工程中常用的石灰產品加適量水熟化用途：拌制石灰砌筑砂漿或抹灰砂漿；用途：拌制石灰土、三合土；生石灰粉消石灰粉石灰膏石灰乳石灰乳加水稀釋石灰的熟化

工地上使用生石灰前要進行熟化。熟化是指生石灰（氧化鈣）與水作用生成氫氧化鈣（熟石灰，又稱消石灰）的過程，又稱消解或消化。反應如下：

CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9×103J

煅燒良好、氧化鈣含量高的石灰熟化較快，放熱量和體積增大也較多。消石灰粉：將生石灰用適量水經消化和干燥而成的粉末，主要成分為Ca(OH)2,稱為消石灰粉。熟化過程中體積增大1-2.5倍，迅速放出大量熱

過火石灰結構較致密，與水反應時速度很慢，往往需要很長時間才能產生明顯的水化效果。為了消除過火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰漿應在儲灰坑中放置兩周以上，這一過程稱為石灰的“陳伏”。“陳伏”期間，石灰漿表面應保有一層水分，與空氣隔絕，以免碳化。生石灰石灰漿除去水分石灰膏熟化化灰池沉淀儲灰坑石灰膏：2.石灰的硬化石灰漿體在空氣中逐漸凝結硬化，主要由下面兩個同時進行的過程完成：①結晶作用

失水結晶析出漿體硬化干燥漿體緊縮產生強度Ca(OH)2空氣中的CO2和水反應，形成不溶于水的碳酸鈣晶體，析出的水分則逐漸被蒸發。由于碳化作用主要發生在與空氣接觸的表層，且生成的CaCO3膜層較致密，阻礙了空氣中CO2的滲入，也阻礙了內部水分向外蒸發，因此硬化緩慢。②碳化過程

一般純石灰漿不能單獨應用到工程中，為什么？石灰的硬化很緩慢，這是由于空氣中二氧化碳氣體非常稀薄，同時表面的石灰一旦碳化后，所生成的碳酸鈣的堅硬外殼，又阻礙二氧化碳的進一步透入，而內部水分析出困難，結晶作用無法較快進行。所以純石灰漿不能單獨使用，必須摻入砂子等填充料使用，這樣石灰漿內形成連通的毛細孔道，使內部水分蒸發并進一步碳化和結晶，以加速硬化，并可防止石灰在硬化過程中產生過大收縮或裂縫。3.石灰的技術性質與要求

石灰的性質①可塑性和保水性好生石灰熟化為石灰漿時，能自動形成顆粒極細（直徑約為1μm）的呈膠體分散狀態的Ca(OH)2

，表面吸附一層厚的水膜。②硬化較慢、強度低碳化緩慢且表面碳化后不利于碳化作用的深入和內部水分的蒸發。硬化后的強度也不高（硬化層太薄），1:3的石灰砂漿28天抗壓強度通常只有0.2～0.5MPa。③耐水性差石灰不宜在潮濕的環境中使用，也不宜單獨用于建筑物基礎。④硬化時體積收縮大

除調成石灰乳做薄層涂刷外，不宜單獨使用。工程上常在其中摻入砂、紙筋等減少收縮。⑤生石灰吸濕性強

塊狀生石灰在放置過程中，會緩慢吸收空氣中的水分而自動熟化成消石灰粉，再與空氣中的二氧化碳作用生成碳酸鈣，失去膠結能力。石灰的技術要求

建筑工程中所用的石灰常分三個品種：建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。我國建材行業標準：JC/T479-92《建筑生石灰》JC/T480-92《建筑生石灰粉》JC/T481-92《建筑消石灰粉》JC/T479-92《建筑生石灰》和JC/T480-92《建筑生石灰粉》規定：MgO含量≤5%為鈣質生石灰，MgO含量＞5%為鎂質生石灰。(1)生石灰

按現行建材行業標準JC/T479-92《建筑生石灰》的規定，根據氧化鎂的含量分為鈣質生石灰、鎂質生石灰，包括優等品、一等品和合格品三個等級，技術指標見表：項目鈣質生石灰鎂質生石灰優等品一等品合格品優等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/%，不小于908580858075未消化殘渣含量(5mm圓孔篩篩余量)/%,不大于5101551015CO2/％，不大于5796810產漿量/(L/kg),不小于2.82.32.02.82.32.0建筑生石灰技術指標

產漿量是單位質量的生石灰經消化后,所產石灰漿體的體積(L)。未消化殘渣含量是指生石灰消化后，未能消化而存留在5mm圓孔篩上的殘渣占試樣的百分率。

(2)生石灰粉

按現行行業標準JC/T480-92《建筑生石灰粉》的規定，根據氧化鎂的含量分為鈣質生石灰、鎂質生石灰，包括優等品、一等品和合格品三個等級，技術指標見表：

項目鈣質生石灰粉鎂質生石灰粉優等品一等品合格品優等品一等品合格品(CaO+MgO)含量，%，不小于858075807570CO2／％，不大于791181012細度0.90mm篩的篩余，％，不大于0.20.51.50.20.51.50.125mm篩的篩余，％，不大于7.012.018.07.012.018.0建筑生石灰粉的技術指標

(3)建筑消石灰粉

建筑消石灰粉按氧化鎂含量分為鈣質消石灰粉、鎂質消石灰粉、白云石消石灰粉等，每種又有優等品、一等品和合格品三個等級。

建筑消石灰粉按氧化鎂含量的分類界限

品種名稱鈣質消石灰粉鎂質消石灰粉白云石消石灰粉氧化鎂含量/％≤44≤MgO<2424≤MgO<30建筑消石灰粉的技術指標

項目鈣質生石灰粉鎂質生石灰粉白云石消石灰粉優等品一等品合格品優等品一等品合格品優等品一等品合格品(CaO+MgO)含量/％，≮706560656055656055游離水/％0.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～20.4～2體積安定性合格合格-合格合格-合格合格-細度0.9mm篩余％，≯000.5000.5000.50.125mm篩余/％，≯3101531015310154石灰在土木工程中的應用

品種名稱適用范圍生石灰配制石灰膏；磨細成生石灰粉石灰膏用于調制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿稀釋成石灰乳(石灰水)涂料，用于內墻和平頂刷白生石灰粉(磨細生石灰粉)用于調制石灰砌筑砂漿或抹面砂漿配制無熟料水泥(石灰礦渣水泥、石灰粉煤灰水泥、石灰火山灰水泥等)制作硅酸鹽制品(如灰砂磚等)制作碳化制品(如碳化石灰空心板)用于石灰土(灰土)和三合土消石灰粉制作硅酸鹽制品用于石灰土(石灰+粘土)和三合土（1）制作石灰乳涂料、配制砂漿石灰乳由消石灰粉或石灰膏摻大量水調制而成。可用于建筑室內墻面和頂棚粉刷。摻入少量磨細粒化高爐礦渣(或粉煤灰)，可提高粉刷層的防水性；摻入各種色彩的耐堿材料，可獲得更好的裝飾效果。石灰漿和消石灰粉可以單獨或與水泥一起配制成砂漿，前者稱石灰砂漿，后者稱混合砂漿，用于墻體的砌筑和抹面。為了克服石灰漿收縮性大的缺點，配制時常要加入紙筋等纖維質材料。（2）拌制石灰土和石灰三合土

消石灰粉或生石灰粉與黏土拌合物，稱為石灰土（或灰土），若再加入砂石（或碎石、爐渣等）即成三合土。灰土和三合土在夯實或壓實下，密實度大大提高，而且在潮濕的環境中，黏土顆粒表面的少量活性氧化硅和氧化鋁與Ca(OH)2發生反應，生成水硬性的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使黏土的抗滲能力、抗壓強度、耐水性得到改善。三合土和灰土主要用于墻體、建筑物基礎、路面和地面的墊層。三合土用作鋪筑步道磚的墊層三合土樁灰土樁（3）生產硅酸鹽制品

磨細生石灰(或消石灰粉)和硅質材料(砂、粉煤灰、粒化高爐礦渣、浮石等)加水拌和，必要時加入少量石膏，經過成型、蒸養或蒸壓養護等工序而成的建筑材料，統稱為硅酸鹽制品。如灰砂磚、粉煤灰磚、粉煤灰砌塊、硅酸鹽砌塊等。灰砂磚5.石灰的貯存

生石灰應貯存在干燥的環境中，要注意防雨防潮，并不宜久存。最好運到工地（或熟化工廠）后立即熟化成石灰漿，將儲存期變為陳伏期。由于生石灰受潮熟化時放出大量的熱，而且體積膨脹，所以，儲存和運輸生石灰時，還要注意安全。消石灰貯存時應包裝密封，以隔絕空氣，防止碳化；對石灰膏，應在其上層始終保留2cm以上的水層，以防止其碳化而失效。石灰砂漿A為凸出放射性裂紋，這是由于石灰漿的陳伏時間不足，制使其中部分過火石灰在石灰砂漿制作時尚未水化，導致在硬化的石灰砂漿中繼續熟化成Ca(OH)2，產生體積膨脹，從而形成膨脹性裂紋。石灰砂漿B為網狀干縮性裂紋，是因石灰砂漿在硬化過程中干燥收縮所致。尤其是水灰比過大，易產生此類裂紋。石灰砂漿A石灰砂漿B請觀察與對比經過半小時后的建筑石膏與石灰的凝結錄像，并分析兩者凝結硬化的差別。石膏凝結硬化石灰凝結硬化從錄像可見:建筑石膏凝結過程很快，終凝時間不超過30min；而石灰凝結慢。此外，石灰硬化后體積收縮，而石膏則略有膨脹，膨脹率為0.05％～0.15％，此性質使石膏制品干燥時不開裂，光滑飽滿。石膏硬化后多孔，故強度較低。石灰水化形成Ca(OH)2，強度也不高，碳化后強度才能提高，但這是一個緩慢的過程。建筑石膏及石灰均為耐水性差的氣硬性膠凝材料，且石膏吸濕、吸水性大。

黑龍貴地處鄂爾多斯和烏海市交界處，該處石灰窯有一千多孔，主要生產石灰，為電石廠、煉鋼廠提供原料。石灰窯分布在幾十公里的山溝里。這里常年灰塵滿天、一股股刺鼻的的臭味不斷地向周圍飄散，污染嚴重。塵土滿身的白灰窯民工

白灰窯冒出滾滾濃煙，連成一片，根本看不到藍天地上落滿了厚厚的石灰，一但刮風，石灰漫天飛舞，這個地區變得白茫茫一片

2硅酸鹽水泥2.1硅酸鹽水泥的生產及礦物組成2.2硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化2.3硅酸鹽水泥的技術性質2.4水泥石的腐蝕與防止掌握水泥的基本概念和性能特點；熟悉水泥的生產工藝和基本礦物組成；熟悉解水泥凝結硬化作用機理；掌握不同品種水泥的性能與工程應用；教學目標與要求：重點：掌握水泥技術性質及應用民用建筑工業建筑海港大壩大橋國防設施公路核電站這些建筑能離開水泥嗎？

這些建筑所用水泥一樣嗎？

水泥是如何生產出來的？有那些品種？如何選擇？看圖思考

1824年，英國人阿斯普丁(JosephAspdin)發明了一種把石灰石和粘土混合后加以煅燒來制造水泥的方法，并獲得了專利權。這種水泥同英國倫敦附近波特蘭(Portland)小城盛產的石材顏色相近。

1870年以后，水泥作為一種新型工業在世界許多國家和地區得以發展和應用。我國的水泥工業解放前十分落后，1876年只是在河北唐山成立了啟新洋灰公司，以后又相繼建立了大連、上海、廣州等水泥廠。歷史上最高年產量(1942年)只有229萬t。我國水泥工業真正的發展是在解放以后。50年代，我國按照前蘇聯模式，在部分高校中設立了水泥專科和中等專業學校，注重培養水泥方向的專業技術人才，與此同時，國家成立了建材研究機構，一部分專業人員潛心研究水泥技術，并建成了一批水泥廠。經過50年的發展，我國水泥工業在世界上舉足輕重，1998年我國水泥產量已達5．36億t，連續多年居世界第一。在提高水泥產量的同時，水泥質量也不斷提高。產品的標準不斷更新，并逐步向國際化接軌。90年代以來已開始在水泥行業廣泛使用了產品質量國際認證體系。我國水泥的發展

水泥：水泥是與水混合后，經過物理化學反應過程能由可塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體的一種粉末狀水硬性膠凝材料。

屬水硬性凝膠材料，不僅能在空氣中硬化，還能在水中硬化、保持并發展其強度。分類：按組成：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥和硫鋁酸鹽水泥；按性能和用途：通用水泥、專用水泥和特性水泥。硅酸鹽水泥的定義凡以適當成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主的

水泥熟料，摻入0～5％的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(也稱波特蘭水泥，Portlandcement)。2.1硅酸鹽水泥的生產及礦物組成當硅酸鹽水泥中不摻混合材料時，稱為Ⅰ型硅酸鹽水泥，代號P·Ⅰ。在硅酸鹽水泥熟料粉磨時摻加不超過水泥質量5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材料的，稱為Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號P·Ⅱ。（1）硅酸鹽水泥的生產原料：

石灰質原料：主要提供ＣaＯ；黏土質原料：主要提供SiO2、Ａl２O３以及Ｆe２O３。校正原料鐵質校正原料：主要補充Ｆe２O３硅質校正原料：主要補充SiO2硅酸鹽水泥生產工藝:將原料按一定比例配料并磨細成符合成分要求的生料：將生料煅燒使之部分熔融形成熟料；將熟料與適量的石膏共同磨細成為硅酸鹽類水泥。硅酸鹽水泥的生產工藝概括起來就是“二磨一燒”，如下圖所示：校正原料圖水泥生產工藝流程示意圖生產過程水泥回轉窯

(2)硅酸鹽水泥熟料礦物組成硅酸三鈣——其礦物組成為3CaO·SiO2(簡稱C3S)，含量約37-60%；硅酸二鈣——其礦物組成為2CaO·SiO2(簡稱C2S)，含量約15-37%。鋁酸三鈣

——其礦物組成為3CaO·Al2O3(簡稱C3A)，含量7%～15%。鐵鋁酸四鈣

——其礦物組成為4CaO·Al2O3·Fe2O3(簡稱C4AF)，含量10%～18%。⑤其它礦物組成——硅酸鹽水泥熟料中還含有少量的游離氧化鈣和游離氧化鎂及少量的堿(氧化鈉和氧化鉀)。其總含量一般不超過水泥量的10%。2.2硅酸鹽水泥的水化及凝結硬化（1）硅酸鹽水泥的水化

硅酸鹽水泥熟料與水發生的水解或水化作用統稱為水化。水化硅酸鈣，C-S-H凝膠；六方晶體硅酸三鈣水化硅酸鈣，C-S-H凝膠；六方晶體硅酸二鈣水化鋁酸三鈣，立方晶體鋁酸三鈣水化鋁酸三鈣，立方晶體；鐵鋁酸四鈣水化鐵酸鈣，膠體C-F-H加入石膏時（主要為調節凝結時間）：高硫型水化硫鋁酸鈣，針狀晶體，鈣礬石在石膏消耗完后，部分鈣礬石轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣凝膠體

晶體硅酸鹽水泥的主要水化產物:水化硅酸鈣(C-S-H凝膠70%)水化鐵酸鈣氫氧化鈣(Ca(OH)220%)水化鋁酸鈣水化硫鋁酸鈣(7%)電鏡下的水泥水化產物圖CHCrystal氫氧化鈣晶體C-S-H水化硅酸鈣凝膠水化硫鋁酸鈣圖各熟料礦物的強度增長硅酸鹽水泥主要礦物組成與特性礦物組成硅酸三鈣C3S硅酸二鈣C2S鋁酸三鈣C3A鐵鋁酸四鈣C4AF水化速度快慢最快快水化熱多少最多中對強度的作用高早低后高低低提問：（1）由上表可知硅酸鹽水泥應有什么特點？（2）如果制備高強水泥、快硬高強水泥或低熱水泥，在熟料礦物組成上應分別進行怎樣的調節？硅酸鹽水泥各礦物組成性能比較

(2)硅酸鹽水泥的凝結硬化水泥的凝結：水泥加水拌合后，成為可塑性的水泥漿，水泥漿逐漸變稠失去塑性，但尚不具有強度的過程，成為水泥的“凝結”。初凝：水泥顆粒表面水化物膜層增厚，包有凝膠體的水泥顆粒逐漸接近，以致相互接觸凝結成多孔的空間網絡，形成凝聚結構，水泥漿開始失去塑性，這種結構在振動作用下開始破壞。終凝：固態水化物不斷增多，顆粒間的接觸點數目不斷增加，結晶體和凝膠體互相貫穿形成的凝聚—結晶網狀結構不斷增強，結構逐漸緊密。水泥漿體完全失去可塑性。水泥的硬化：水泥漿凝結之后，產生明顯的強度并逐漸發展成為堅硬的人造石——水泥石，這一過程成為水泥的“硬化”。水泥進入硬化期后，水化速度逐漸減慢，水化物隨時間的增長而逐漸增加，擴展到毛細孔，結構更趨致密，強度相應提高。凝結和硬化實際上是一個連續的復雜的物理化學變化過程。

硬化后的水泥石是由凝膠體、結晶體、未水化的水泥顆粒、水、凝膠孔、毛細孔所組成。其結構如圖所示。A－－未水化水泥顆粒B－－凝膠體粒子C－－結晶體粒子D－－毛細孔（毛細孔水）E－－凝膠孔（3）影響水泥凝結硬化的因素影響凝結硬化的因素有：水泥的熟料礦物組成及細度，用水量，養護時間，環境溫度和濕度以及石膏的摻量。①水泥的熟料礦物組成及細度

水泥熟料中各種礦物的凝結硬化特點不同，當水泥中各種礦物的相對含量不同時，水泥的凝結硬化特點就不同。

水泥磨得愈細，水泥顆粒平均粒徑小，比表面積大，水化時與水的接觸面大，水化速度快，凝結硬化快，早期強度就高。

②用水量當水泥漿中加水較多時，水泥的初期水化反應得以充分進行；但是水泥顆粒間原來被水隔開的距離較遠，顆粒間相互連接形成骨架結構所需的凝結時間長，所以水泥漿凝結較慢,且空隙多，水泥石的強度降低。③養護時間

水泥加水拌合后的前4周水化速度較快，強度發展也較快。4周之后，只要維持適當的溫度與濕度，水泥漿隨著時間的延長水化物增多，內部結構就逐漸致密，一般來說，強度不斷增長，在幾個月、幾年、甚至幾十年后還會繼續增長。④環境溫度和濕度

只有處于適當溫度下，水泥的水化、凝結和硬化才能進行。通常，溫度較高時，水泥的水化、凝結和硬化速度就較快。當環境溫度低于0℃時水泥水化趨于停止，就難以凝結硬化。

水泥水化是水泥與水之間的反應，必須在水泥顆粒表面保持有足夠的水分，水泥的水化、凝結硬化才能充分進行，生成的水化物進一步填充毛細孔，促進強度發展。保持環境的溫度和濕度，使水泥石強度不斷增長的措施，稱為水泥的養護。⑤石膏的摻量

在熟料磨細時，摻有適量（3%左右的）會起到良好的緩凝效果。但是石膏摻量過多時，可能危害水泥石的安定性。

2.3硅酸鹽水泥的技術性質１.技術性質按照我國現行國家標準《通用硅酸鹽水泥》（ＧＢ175一2007）規定，對硅酸鹽水泥有9項技術要求。不溶物、燒失量氧化鎂、三氧化硫含量細度凝結時間體積安定性強度堿含量等①細度

水泥顆粒粒徑一般在7～200μm，顆粒細，則水化較快且完全，強度較高，但在空氣中的硬化收縮性大，成本也較高。顆粒過粗不利于水泥活性的發揮，又影響其保水成漿的性能。水泥顆粒＜40μm時，具有較高的活性；水泥顆粒＞100μm時，活性很小。國家規定用篩析法和比表面積法測定水泥的細度。ＧＢ175一2007規定，硅酸鹽水泥比表面積不小于300m2/kg，否則為不合格品。負壓篩析儀負壓篩.rm

標準稠度水泥凈漿為使水泥凝結時間和安定性的測定結果具有可比性，在此兩項測定時必須采用標準稠度的水泥凈漿。我國國標規定，水泥凈漿稠度是采用標準維卡儀測定的，以試桿沉入凈漿距底板６mm±1mm時的稠度為“標準稠度”，此時的用水量為標準稠度用水量。水泥稠度凝結時間測定儀②凝結時間初凝：水泥加水拌合時起至標準稠度凈漿開始失去可塑性所需的時間；

終凝：水泥加水拌和時起至標準稠度凈漿完全失去可塑性并開始產生強度所需的時間。為使水泥混凝土和砂漿有充分的時間進行攪拌、運輸、澆搗和砌筑，水泥初凝時間不能過短。當施工完成，則要求盡快硬化，具有強度，故終凝時間不能太長。標準規定：硅酸鹽水泥初凝時間不得早于45min，終凝時間不得遲于6.5h（390min），否則為不合格品。

③安定性體積安定性：水泥漿體硬化以后，體積變化均勻，硬化的漿體能保持一定的形狀，不變形、不開裂、不潰散的性質。體積安定性不良：水泥硬化后，產生不均勻的體積變化。會使構件產生膨脹性裂縫，降低建筑物質量，甚至引起嚴重事故。引起水泥安定性不良的原因有三個：熟料中游離CaO過多：其中部分過燒的CaO在水泥凝結硬化后，會緩慢與水生成Ca(OH)2。該反應體積膨脹97%，使水泥石發生不均勻體積變化。熟料中游離MgO過多：水泥中的氧化鎂在水泥凝結硬化后，會與水生成Mg(OH)2。該反應比過燒的CaO與水的反應更加緩慢，且體積膨脹，會在水泥硬化幾個月后導致水泥石開裂。石膏摻量過多：水泥硬化后，石膏在有水存在的情況下，還會繼續與固態的水化鋁酸鈣反應生成高硫型水化硫鋁酸鈣（鈣礬石），體積約增大1.5倍，引起水泥石開裂。體積安定性檢驗方法標準規定：用沸煮法檢測水泥的體積安定性（餅法和雷氏法）。只能檢驗氫氧化鈣所引起的水泥體積安定性。硅酸鹽水泥中，游離氧化鎂含量不得超過5.0%、三氧化硫含量不得超過3.5%。

水泥安定性檢驗不合格，為不合格品。體積安定性不良LD-50雷氏夾測定儀

LJ-175型雷氏夾FZ-31A型水泥雷氏沸煮箱④強度及強度等級

意義：水泥的強度是評定其質量的重要指標，也是劃分水泥強度等級的依據。將水泥和標準砂按1：3混合，用0.50的水灰比,并按規定的方法制成試件，在標準溫度(20士1℃)的水中養護，分別測定其3d和28d的抗壓強度和抗折強度。強度等級：硅酸鹽水泥分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R六個強度等級。水泥按3d強度又分為普通型和早強型兩種類型，其中代號R表示早強型水泥。強度等級抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）3d28d3d28d42.5

42.5R

52.5

52.5R

62.5

62.5R17.0

22.0

23.0

27.0

28.0

32.042.5

42.5

52.5

52.5

62.5

62.53.5

4.0

4.0

5.0

5.0

5.56.5

6.5

7.0

7.0

8.0

8.0表硅酸鹽水泥各齡期的強度要求（GB175-2007）水泥膠砂攪拌機水泥膠砂振實臺40×40×160mm水泥抗折試模DKZ—500型電動抗折試驗機全自動水泥抗壓試驗機⑤堿含量和氯離子含量

水泥中堿含量按Na2O＋0.658K2O計算值來表示。若使用活性骨料，堿含量過高將引起堿骨料反應；低堿水泥，水泥中堿含量不得大于0.60%或由供需雙方商定。水泥中氯離子含量不得大于0.06%。

⑥水化熱

水化熱：水泥在水化過程中所放出的熱稱為水化熱。

大型基礎、水壩、橋墩等大體積混凝土構筑物，由于水化熱積聚在內部不易散失，內外溫差所引起的應力，可使混凝土產生裂縫。⑦密度與堆積密度硅酸鹽水泥平均可取：3.1g／cm3。堆積密度：1000～1600kg／m3。種類溶出性侵蝕鹽類侵蝕酸類侵蝕軟水侵蝕一般酸性侵蝕碳酸侵蝕鎂鹽侵蝕硫酸鹽侵蝕2.4水泥石的腐蝕與防止堿類侵蝕氫氧化鈉除了上述外因，水泥石產生腐蝕的內因：1水泥石中存在有引起腐蝕的組成成分氫氧化鈣和水化鋁酸鈣；2水泥石本身不密實，有很多毛細孔通道，侵蝕性介質易于進入其內部；3腐蝕與通道的相互作用。

2.腐蝕的防止

在選用水泥及施工中，可考慮以下措施：根據建筑物使用環境特點，合理選用水泥品種；提高水泥石的密實度：采取措施減少水泥石結構的孔隙率，如工程實際中合理設計混凝土的配合比，降低水灰比、摻外加劑以及改善施工方法等。特別是提高表面的密實度，在混凝土或砂漿表面進行碳化或氟硅酸處理生成碳酸鈣、氟化鈣或硅膠薄膜，阻塞腐蝕介質滲入水泥石的通道；加做保護層：在混凝土及砂漿表面加上耐腐性高且不透水的防護層，如耐酸玻璃、耐酸陶瓷、玻璃、塑料等。2.5硅酸鹽水泥的應用與存放硅酸鹽水泥的性質與應用1、強度等級高、強度發展快：適用于重要結構的高強度混凝土和預應力混凝土、冬季施工的混凝土等。2、抗凍性好：適用于嚴寒地區和遭受反復凍融的混凝土工程。3、耐腐蝕性差：不宜用于受流動軟水和壓力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蝕性介質作用的工程。4、水化熱高：不宜用于大體積混凝土工程。硅酸鹽水泥的性質與應用5、抗碳化性能好：適用于空氣中二氧化碳濃度高的環境。6、耐熱性差：不得用于耐熱混凝土。7、干縮小：可用于干燥環境下，水化需水量小，且保水能力好。8、耐磨性好：適用于地面和道路工程。（二）硅酸鹽水泥的運輸與存放

特別注意防潮與防水。不同品種不同標號的水泥要分別存放。散裝水泥分庫儲存，袋裝水泥的堆放高度不得超過十袋；做到先到先用，不宜久存，經三個月，水泥強度約降低10～20%。3摻混合材料的硅酸鹽水泥3.1水泥混合材料3.2普通硅酸鹽水泥3.3礦渣硅酸鹽水泥3.4火山灰硅酸鹽水泥3.5粉煤灰硅酸鹽水泥3.6復合硅酸鹽水泥一、混合材料定義分類活性混合材料非活性混合材料3.1水泥混合材料在生產水泥時，為改善水泥性能，調節水泥強度而加入到水泥當中去的天然或人工的礦物材料。分類粒化高爐礦渣火山灰質混合材料粉煤灰（1）活性混合材料磨成細粉，與石灰或與石膏拌合在一起，加水后，在常溫下，能生成具有膠凝性的水化產物，既能在空氣中，又能在水中硬化的混合材料。它們中都含有大量活性氧化硅（SiO2）與活性氧化鋁（Al2O3）。

粒化高爐礦渣形成：煉鐵高爐的熔融礦渣，經急速冷卻而成的松軟顆粒。組成：CaOSiO2Al2O3＞90%(活性成分）(活性成分）厚達近千米的火山灰火山灰形成的云霧火山灰質混合材料形成：火山噴發時，隨同熔巖一起噴發的大量碎屑沉積在地面或水中成為松軟狀物質，稱為火山灰。組成：活性SiO2、活性Al2O3粉煤灰辰光電廠粉煤灰潰瀉產出：發電廠鍋爐以煤粉作燃料，從煤粉爐煙氣中收集下來的粉體材料。活性成分：SiO2和Al2O3活性取決于玻璃體含量

2、活性混合材料的作用

活性混合材料與水調和后，本身不會硬化或硬化極為緩慢，強度很低，但在氫氧化鈣的溶液就會發生顯著的水化，而在飽和的氫氧化鈣的溶液中水化更快，水化反應一般認為：

xCa(OH)2+SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·nH2O

x與混合材料的種類、氫氧化鈣和活性氧化硅的比例、環境溫度等有關，一般認為1或稍大，n值一般為1-2.5。

石膏存在Ca(OH)2+Al2O3

水化鋁酸鈣水化硫鋁酸鈣。Ca(OH)2與SiO2作用過程：無定形的硅酸不定成分的吸附系統水化硅酸鈣微晶體或結晶不完善的凝膠。吸收鈣離子較長時間常用的激發劑堿性激發劑：硫酸鹽激發劑：石灰熟料石膏副產品石膏產生Ca(OH)2CaSO4※激發劑：使活性混合材料的活性得以發揮，激發水化，促進凝結硬化的作用。分為堿性激發劑和硫酸鹽激發劑。

1、水泥混合材料的類別（2）非活性混合材料

磨細的石英砂、石灰石、慢冷礦渣和各種廢渣等屬于非活性混合材料。只起提高水泥產量，降低水泥強度，減少水化熱、降低成本等作用。定義與水泥成分不起化學作用（即無化學活性）或化學作用很小的人工或天然礦物質材料

3.2普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥（普通水泥）

P.O(ordinaryportlandcement)

由硅酸鹽水泥熟料、、6％～20％（按質量百分比計）混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。摻活性材料：＜20%，允許≤5%的窯灰或≤8%非活性混合材代替。

摻非活性混合材：≤10%普通硅酸鹽水泥各齡期的強度要求（GB175-2007）強度等級抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)3d28d3d28d42.517.042.53.56.542.5R22.04.052.523.052.54.07.052.5R27.05.0普通硅酸鹽水泥包括4個強度等級：42.5、42.5R、52.5和52.5R。普通硅酸鹽水泥（普通水泥）P.O性能特點：性能與硅酸鹽水泥相近。

1早期強度略低，后期強度高；

2水化熱低；

3抗侵蝕、抗腐蝕能力稍好；

4抗凍性、耐磨性稍差。礦渣硅酸鹽水泥(礦渣水泥)：P.S(Portlandblastfurnace-slagcement)由硅酸鹽水泥熟料、粒化高爐礦渣和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。A性礦渣硅酸鹽水泥，代號P.S.A：礦渣含量為20％～50％；B性礦渣硅酸鹽水泥，代號P.S.B：礦渣含量為50％～70％3.3礦渣硅酸鹽水泥礦渣硅酸鹽水泥（礦渣水泥）P.S性能特點：

1早期強度低，后期強度高(二次水化反應）；

2對溫度敏感，適宜于蒸汽養護或壓蒸養護；

3水化熱低（C3S、C3A含量少）；

4具有抗侵蝕、抗腐蝕能力；5具有較好的耐熱性；抗碳化能力弱；6標稠需水量大，因此泌水性大，干縮大，抗滲性和抗凍性不及普通水泥。火山灰質硅酸鹽水泥：P.P(portlandPozzolanacement)

由硅酸鹽水泥熟料、20％～40％的火山灰質混合材料、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。

3.4火山灰質硅酸鹽水泥火山灰水泥性能特點：

1早期強度低，后期強度高；

2水化熱低，放熱速度慢；

3具有抗侵蝕、抗腐蝕能力；

4抗凍性、耐磨性差，抗碳化能力弱。

5干燥收縮大，干條件下會氣粉。

6潮濕條件下，吸收石灰產生膨脹膠化作用，密實度高，抗滲性好。粉煤灰硅酸鹽水泥(粉煤灰水泥)：

P.F(portlandfly-ashcement)由硅酸鹽水泥熟料、20％～40％的粉煤灰和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。3.5粉煤灰硅酸鹽水泥粉煤灰水泥性能特點：

1早期強度低，后期強度高；2水化熱低，放熱速度慢；

3較好的抗侵蝕、抗腐蝕能力；

4抗凍性差、抗碳化能力弱；5干縮性小，抗裂性好，拌制的混凝土和易性好。

礦渣\火山灰\粉煤灰硅酸鹽水泥

各齡期的強度要求（GB175-2007)強度等級抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)3天28天3天28天32.510.032.52.55.532.5R15.032.53.55.542.515.042.53.56.542.5R19.042.54.06.552.521.052.54.07.052.5R23.052.54.57.0復合硅酸鹽水泥P.C（Compositeportlandcement）

由硅酸鹽水泥熟料、20%-50%兩種或兩種以上規定的混合材料、適量的石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。允許用不超過8%的窯灰代替部分混合材料3.6復合硅酸鹽水泥(復合水泥)與礦渣、粉煤灰、火山灰質水泥的區別：1、必須摻兩種或兩種以上的混合材料2、擴大了混合材的品種MgO含量≤6.0%。三氧化硫含量≤3.5%。強度等級：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R六級。摻混合材料的硅酸鹽水泥共性：1.凝結硬化慢，早期強度低，但后期強度增長較多，甚至可超過同強度等級的硅酸鹽水泥或普通水泥。故這三種水泥不宜用于有早強要求的工程．2.耐熱性好。氫氧化鈣含量低。3.水化放熱速度慢，放熱量低．宜用大體積混凝土工程．4.抗軟水和抗硫酸鹽腐蝕的能力較硅酸鹽水泥或普通水泥要強,故適用于受軟水或硫酸鹽腐蝕的水利工程，海港工程及地下工程。5.抗凍性和抗碳化能力差．這三種水泥早期強度低．受凍易損害，且混合材料加入需水量大，又因為保水性差，易在水泥內產生孔隙通道，抗凍性差。6.對溫度較為敏感,適合蒸汽養護。摻混合材水泥的特性礦渣硅酸鹽水泥：耐熱性較好—可用于耐熱砼泌水性、干縮性較大，易形成孔隙通道，抗滲性差。火山灰水泥：吸收石灰，產生膨脹膠化作用，結構致密，密實度和抗滲性好，適宜于抗滲砼。耐磨性差，干燥收縮大，干熱條件下易起粉，不耐干燥，不宜用于干燥環境。粉煤灰水泥：干縮小，抗裂性好，拌制的混凝土和易性好。水化速度慢，所以強度發展慢。水泥名稱代號硅酸鹽水泥P·Ⅰ、P·Ⅱ普通硅酸鹽水泥P·O礦渣硅酸鹽水泥P·S粉煤灰硅酸鹽水泥P·F火山灰質硅酸鹽水泥P·P復合硅酸鹽水泥P·C各種水泥的代號我國廣泛使用的六種水泥（通用水泥）：普通硅酸鹽水泥：熟料＋(6~20)%混合材＋石膏礦渣硅酸鹽水泥：熟料＋(20~70)%礦渣＋石膏火山灰水泥：熟料＋(20~40)%火山灰＋石膏粉煤灰硅酸鹽水泥熟料＋(20~40)%粉煤灰＋石膏復合硅酸鹽水泥熟料＋(20~50)%混合材料＋石膏摻混合材硅酸鹽水泥品種五種常用水泥的主要性能特性品種P.ⅠP.ⅡP.OP.SP.PP.F水化熱高低凝結時間快較快較慢，低溫下尤甚強度發展早期強度高早期強度較高早期強度低，但后期強度可等于同標號硅酸鹽水泥抗硫酸腐蝕較差較強當SiO2多時，抗硫酸鹽腐蝕性好，當Al2O3多時，抗硫酸鹽腐蝕性差抗凍性好較差干縮性小較大大較小保水性較好差好差蒸養適應性不宜高于60～80℃好五種常見硅酸鹽水泥性能及應用4其他水泥4.1白色和彩色硅酸鹽水泥4.2快硬水泥4.3膨脹水泥及自應力水泥4.4道路硅酸鹽水泥4.1白色水泥和彩色水泥白色硅酸鹽水泥(簡稱“白水泥”)P·W（whiteportlandcement）

《白色硅酸鹽水泥》GB/T2015-2005以硅酸鈣為主要成分、氧化鐵含量很少的白色硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和標準規定的混合材料，磨細制成的水硬性膠凝材料。硅酸鹽水泥的顏色主要由氧化鐵、氧化錳、氧化鈷和氧化鈦等氧化物引起，所以白色硅酸鹽水泥的生產要盡量避免著色物質的混入。石灰質原料應選用純的石灰石，黏土可選用純凈的高嶺土。GB/T2015-2005中規定的白水泥的技術標準強度等級：分為32.5、42.5和52.5三個強度等級；白度（Whiteness）：白度值應不低于87。凝結時間：初凝應不早于45min，終凝應不遲于10h。細度、沸煮安定性、三氧化硫的含量：與普通硅酸水泥相同。

彩色硅酸鹽水泥用白色硅酸鹽水泥熟料、石膏以及耐堿礦物顏料共同磨細可制得彩色水泥。所用顏料要求對光和大氣能耐久，能耐堿而又不對水泥性能起破壞作用。常用的顏料有氧化鐵（紅、黃、褐、黑）、二氧化錳（黑、褐色）、氧化鉻（綠色）、赭石（赭色）、群青（藍色）和炭黑（黑色）。制造紅、褐、黑等較深顏色彩色水泥時，也可用一般硅酸鹽水泥熟料加入耐堿礦物原料，不一定用白色硅酸鹽水泥。

白色水泥配制白色或彩色砂漿、混凝土和涂料白色和彩色水泥應用：白水泥直塑(牡丹仙子）壓花地坪藝術地坪彩色水泥地磚4.2快硬水泥

①快硬硅酸鹽水泥

凡以硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細制成，以3d抗壓強度表示強度等級的水硬性膠凝材料，稱為快硬硅酸鹽水泥（簡稱快硬水泥）。

快硬硅酸鹽水泥生產方法與硅酸鹽水泥基本相同，只是要求C3S和C3A含量高些，并適當提高水泥的粉磨細度。性能：水化放熱速率快，水化熱較高，早期強度高。用途：早期強度高的工程、緊急搶修工程、抗沖擊及抗震性工程、冬季施工工程等。②鋁酸鹽水泥凡以鋁酸鈣為主、氧化鋁含量大于50％的熟料，磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為鋁酸鹽水泥，又稱高鋁水泥。主要礦物成分：鋁酸一鈣CaO·Al2O3及其他鋁酸鹽。水化產物：水化鋁酸一鈣和水化鋁酸二鈣晶體、氫氧化鋁凝膠。鋁酸鹽水泥的特性和應用性能：1）早期強度發展迅速，適用與早期強度要求較高的緊急、搶修工程。2）水化熱大，放熱快，不適用于大體積混凝土工程。3）耐熱性能好，適合做耐熱工程。4）抗硫酸鹽侵蝕性能好，主要組成為低鈣鋁酸鹽，水化析出的氫氧化鈣較少，且水泥石孔隙率小。5）耐堿性差，長期強度會降低。應用：緊急工程、冬季施工的工程；配制耐熱和耐硫酸鹽混凝土。③快硬硫鋁酸鹽水泥R·SAC(Rapidhardeningsulphoaluminatecement)

凡以適當成分的生料，經煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料和少量石灰石，加入適量石膏磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥。主要礦物為無水硫鋁酸鈣（3(CaO·Al2O3)·CaSO4）和β-C2S;水化產物：鈣礬石、氫氧化鋁凝膠和C-S-H凝膠。特點：快凝、早強、不收縮，抗滲和抗硫酸鹽侵蝕。用途：冬季施工、緊急搶修、堵漏等；不足：堿度低，使用時應注意鋼筋銹蝕問題；耐熱性較差。4.3膨脹和自應力水泥

膨脹水泥和自應力水泥

凝結硬化過程中不僅不收縮，而且有不同程度的膨脹。膨脹過程中受到限制，水泥石本身會受到壓應力。自應力值小于2MPa的水泥屬于膨脹水泥，自應力值不小于2MPa的水泥屬于自應力水泥。硅酸鹽型：硅酸鹽水泥、高鋁水泥、石膏

凝結較慢鋁酸鹽型：高鋁水泥、石膏凝結較快膨脹機理：鈣礬石的生成。膨脹水泥及自應力水泥的應用

膨脹水泥適用于補償收縮混凝土、用作防滲混凝土；填灌混凝土結構或構件的接縫及管道接頭，