其他品種水泥專業(yè)介紹

1、第八節(jié) 其他品種水泥 主講：張 歡第三章 水 泥本節(jié)提要： 8.1 特種水泥 8.2 專用水泥 8.3 生態(tài)水泥 28.1 特種水泥 特種水泥是特性水泥和專用水泥的統(tǒng)稱，也即指通用水泥以外的水泥。目前我國(guó)已研制開發(fā)了70多種特種水泥。 38.1.1 特種水泥的分類 1、按特種水泥所含礦物分類特種水泥通?？煞殖闪笙盗挟a(chǎn)品，它們是：硅酸鹽水泥系列（除通用水泥外）、鋁酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他（包括無熟料、少熟料）水泥系列。 42、特種水泥的功能或用途分類快硬高強(qiáng)水泥。水工水泥。 油井水泥。 裝飾水泥。 膨脹和自應(yīng)力水泥。 其他。 8.1.1 特種水泥

2、的分類 58.1.2 特種水泥的生產(chǎn)狀況 目前我國(guó)特種水泥生產(chǎn)年產(chǎn)量低，僅占全國(guó)水泥總產(chǎn)量的2以下，與發(fā)達(dá)國(guó)家79的生產(chǎn)規(guī)模有相當(dāng)?shù)牟罹唷?61、快硬硅酸鹽水泥技術(shù)要求氧化鎂含量：5.0 三氧化硫含量：4 水泥細(xì)度：篩余10% 凝結(jié)時(shí)間：初凝45min，終凝10h 安定性：合格 強(qiáng)度：不得低于國(guó)標(biāo) 8.1.3 快硬硅酸鹽水泥 72、快硬硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 （1）設(shè)計(jì)合理的礦物組成。 （2）適當(dāng)提高水泥的比表面積。 （3）適當(dāng)增加石膏的含量。 8.1.3 快硬硅酸鹽水泥 83、快硬硅酸鹽水泥性能與用途快硬硅酸鹽水泥早期強(qiáng)度高，1d抗壓強(qiáng)度為28d的30%35%，后期強(qiáng)度呈持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)；其凝結(jié)時(shí)間

3、正常，一般初凝時(shí)間為23h；水泥的水化熱較高，早期干縮率亦較大。 主要用語搶修工程、軍事工程、預(yù)應(yīng)力混凝土制件。 8.1.3 快硬硅酸鹽水泥 98.1.4快硬硫鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)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，加入適量石膏和010%的石灰石，磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥，代號(hào)RSAC。快硬硫鋁酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)以3d抗壓強(qiáng)度表示，分425、525、625、725四個(gè)標(biāo)號(hào)。 101、快硬硫鋁酸鹽水泥技術(shù)指標(biāo) 比表面積。比表面積不得低于350m2/kg。凝結(jié)時(shí)間。初凝不得早于25min。終凝不遲于3h。強(qiáng)度。各齡期強(qiáng)度不得低于國(guó)標(biāo) 8.

4、1.4 快硬硫鋁酸鹽水泥 112、快硬硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 原料。鋁質(zhì)原料（礬土）、石灰質(zhì)原料（石灰石）和石膏。要求石灰石中CaO52%。MgO1.5%；礬土中Al2O350%65%，SiO225%；二水石膏SO338%，MgO3%，也可以使用相應(yīng)質(zhì)量的無水石膏。8.1.4 快硬硫鋁酸鹽水泥 122、快硬硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 熟料的組成與率值 熟料礦物以無水硫鋁酸鈣（CaOAl2O3）CaSO4（簡(jiǎn)寫為C4A3）和硅酸二鈣-C2S為主，還有少量的CaSO4、鈣鈦礦（CT）和含鐵相等。熟料的化學(xué)組成大致為CaO40%44%，Al2O318%22%，SiO28%12%，F(xiàn)e2O36%10%，SO3

5、12%16%，其相應(yīng)的礦物組成一般是C4A336%44%，-C2S23%34%，C2F10%27%，CaSO44%17%。 8.1.4 快硬硫鋁酸鹽水泥 132、快硬硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 煅燒 生產(chǎn)C4A3-C2S型水泥熟料，一般采用干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，也可以用立窯生產(chǎn)。生料細(xì)度控制在0.080mm方孔篩篩余10%。熟料煅燒溫度為12501350，不宜超過1400，否則CaSO4分解，C4A3也分解。 8.1.4 快硬硫鋁酸鹽水泥 142、快硬硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 水化 C4A3和石膏形成鈣礬石和Al（OH）3凝膠，石膏量少時(shí)，后來生成低硫型硫鋁酸鈣。由于較低溫度形成的C2S水化較快，生成C-S-

6、H凝膠，而AH3和C-S-H凝膠填充在水化硫鋁酸鈣之間，加固和致密水泥石的結(jié)構(gòu)，故水泥早期強(qiáng)度高。改變水泥中石膏的摻入量，可以制得快硬不收縮、微膨脹、膨脹和自應(yīng)力水泥。 8.1.4 快硬硫鋁酸鹽水泥 153、快硬硫鋁酸鹽水泥性能和用途 C4A3-C2S型水泥的初凝時(shí)間0.51h，終凝時(shí)間11.5h；長(zhǎng)期強(qiáng)度穩(wěn)定，并有所增長(zhǎng)。低溫性能較好，氣溫在-5以上時(shí)，不必采取任何特殊措施，就可以正常施工。 可用于緊急搶修工程，如接縫、堵漏、錨噴、搶修飛機(jī)跑道、公路等，適合于冬季施工工程、地下工程、配制膨脹水泥和自應(yīng)力水泥以及玻璃纖維砂漿等，但不適應(yīng)于在100以上環(huán)境下使用。 8.1.4 快硬硫鋁酸鹽水泥

7、168.1.5 快硬氟鋁酸鹽水泥 以礬土、石灰石、螢石（或再加石膏）經(jīng)配料煅燒得到的以氟鋁酸鈣（C11A7CaF2）為主要礦物的熟料，再與石膏一起磨細(xì)而成的水泥為快硬氟鋁酸鹽水泥。 171、快硬氟鋁酸鹽水泥礦物組成主要礦物為氟鋁酸鈣、阿利特、貝利特和鐵鋁酸鈣固溶體。2、快硬氟鋁酸鹽水泥配料 先設(shè)計(jì)水泥熟料的礦物組成，然后計(jì)算出熟料的化學(xué)成分，再用試配法進(jìn)行配料。 8.1.5 快硬氟鋁酸鹽水泥 183、快硬氟鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 燒成溫度一般控制在12501350，火焰溫度控制在13501400，溫度過高，易結(jié)大塊，易結(jié)圈；溫度過低，容易產(chǎn)生生燒。熟料要求急冷。水泥粉磨細(xì)度要求較高，一般比表面積控

8、制在500600m2/kg。 4、快硬氟鋁酸鹽水泥性能與用途 快硬氟鋁酸鹽水泥凝結(jié)很快，硬化很快?？煊卜X酸鹽水泥可用于搶修工程，用作噴錨用的噴射水泥。由于其水化產(chǎn)物鈣礬石在高溫迅速脫水分解，它可用作鑄造業(yè)用的型砂水泥。 8.1.5 快硬氟鋁酸鹽水泥 198.1.6 快硬鐵鋁酸鹽水泥 以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸鈣為主要礦物的熟料，加入適量石灰石和石膏，磨細(xì)制成的早期強(qiáng)度高的水硬性膠凝材料。 201、快硬鐵鋁酸鹽水泥技術(shù)要求 比表面積、凝結(jié)時(shí)間、游離氧化鈣符合下表的規(guī)定。項(xiàng) 目技術(shù)要求 比表面積（m2/kg） 不小于380凝結(jié)時(shí)間（min） 初凝 不早于25 終凝 不

9、遲于180 游離氧化鈣（%） 不大于0.48.1.6 快硬鐵鋁酸鹽水泥 212、快硬鐵鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝 （1）熟料的化學(xué)成分及礦物組成主要化學(xué)成分分為CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要礦物為C4A3、-C2S、C4AF。（2）原料、燃料配料采用三組分配料：石灰石、鐵礬土、石膏。（3）煅燒煅燒設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。燒成溫度一般為12501350，。（4）粉磨在水泥粉磨過程中，比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350400m2/kg的范圍。 8.1.6 快硬鐵鋁酸鹽水泥 223、快硬鐵鋁酸鹽水泥的特性和用途 （1）早強(qiáng)高強(qiáng)。 （2）抗凍性。 （3）耐蝕性能好。 （4）高抗?jié)B

10、性能?？煊茶F鋁酸鹽水泥適合于冬季施工工程、搶修工程、配制噴射混凝土及生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件等。 8.1.6 快硬鐵鋁酸鹽水泥 238.1.7 抗硫酸鹽水泥 凡以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量的石膏，磨細(xì)制成的具有抵抗硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡(jiǎn)稱抗硫酸鹽水泥。按其抗硫酸鹽侵蝕分為中抗硫酸鹽水泥和高抗硫酸鹽水泥兩類。 241、抗硫酸鹽水泥的技術(shù)要求 中抗硫酸鹽水泥、高抗硫酸鹽水泥的標(biāo)號(hào)均有兩種，分為425、525兩個(gè)標(biāo)號(hào)。各標(biāo)號(hào)水泥的各齡期強(qiáng)度不低于表12.10中的所列數(shù)據(jù)。 水泥標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度（MPa）抗折強(qiáng)度（MPa） 3d 28d3d 28d 425 16.0 42.

11、53.5 6.5 525 22.0 52.54.0 7.08.1.7 抗硫酸鹽水泥 252、抗硫酸鹽水泥的生產(chǎn)技術(shù) 抗硫酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝基本上與硅酸鹽水泥生產(chǎn)相似，不同之處在于熟料礦物有所區(qū)別。對(duì)于抗硫酸鹽水泥熟料，由于KH值低，n值高，p值也較低，所以熟料的形成熱較硅酸鹽水泥熟料低，易于燒成。對(duì)于回轉(zhuǎn)窯的窯皮維護(hù)不利，應(yīng)加強(qiáng)穩(wěn)定熱工制度、嚴(yán)格控制熟料的結(jié)粒情況；對(duì)于立窯來講，應(yīng)加強(qiáng)熟料燒成控制，淺暗火操作，快燒快冷，減少中間結(jié)大塊，提高立窯煅燒能力。 8.1.7 抗硫酸鹽水泥 263、抗硫酸鹽水泥的性能與用途 抗硫酸鹽侵蝕性能好。中抗硫水泥可以抵御SO42-離子濃度2500/L的純硫酸鹽溶

12、液的腐蝕，高抗硫水泥可以抵御SO42-離子濃度8000/的腐蝕，最高可抗SO42-離子濃度（12）104/L。 主要用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和橋梁基礎(chǔ)等工程。 8.1.7 抗硫酸鹽水泥 278.1.8 其他特種水泥 1 砌筑水泥 凡由活性混合材料或水硬性工業(yè)廢渣，加入少量的硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為砌筑水泥。 2 耐酸水泥 凡由耐酸填料（一般采用石英巖、熔融輝綠巖或陶瓷碎片）和硬化硅酸鈉（水玻璃），按適當(dāng)比例配合，共同磨細(xì)或分別磨細(xì)后混合均勻制成的具有抗酸腐蝕性能的化學(xué)硬化型膠凝材料。使用時(shí)加適量硅酸鈉液體拌合，制備耐酸砂漿或混凝土。 283

13、 耐高溫水泥 耐高溫水泥與耐火集料配制的耐火混凝土廣泛用于石油、冶金、化工、電力及建材工業(yè)的各種窯爐上。4 中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥 中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥同屬水工水泥。其主要特點(diǎn)為低熱水化熱，主要適用于大壩和大體積混凝土，在1989年前命名為大壩水泥，現(xiàn)在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)重新命名現(xiàn)在名稱。 8.1.8 其他特種水泥 29 5 膨脹和自應(yīng)力水 凡由硅酸鹽水泥熟料、高鋁水泥熟料、硫鋁酸鹽水泥熟料，加入適量石膏和其他有關(guān)天然或?；郀t礦渣、粉煤灰、石膏等材料，按適當(dāng)比例磨細(xì)制成的具有膨脹性的水硬性膠凝材料，稱為膨脹水泥。 6 輻射水泥 從解決防輻射混凝土結(jié)構(gòu)材料來看，混凝土材料可以同

14、時(shí)兼有輕元素和重元素，具有復(fù)合防輻射能力。一方面精選混凝土集料，另一方面生產(chǎn)具有較高防輻射能力的專用水泥品種。我國(guó)已研制成功的防護(hù)水泥，主要是防射線和X射線的鋇水泥和防中子的硼水泥。 8.1.8 其他特種水泥 308.2.1 裝飾水泥 裝飾水泥指白色水泥和彩色水泥。裝飾水泥主要用于建筑裝飾工程，可配制成彩色灰漿或制造各種彩色和白色混凝土，如水磨石、斬假石等。白色和彩色水泥與其他天然的和人造的裝飾材料相比，具有使用方便、價(jià)格較低廉、耐久性好等優(yōu)點(diǎn)。 8.2 特種水泥 311 白色水泥 凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分，氧化鐵含量少的熟料，加入適量的石膏，磨細(xì)制成的水硬性膠凝

15、材料稱為白色硅酸鹽水泥（簡(jiǎn)稱白色水泥）。白色硅酸鹽水泥的白度與產(chǎn)品等級(jí)劃分如表 白水泥等級(jí) 白 度標(biāo) 號(hào) 級(jí) 別 白 度（） 優(yōu)等品 特 級(jí) 86 625、525 一級(jí)品一級(jí)二級(jí)8480525、425525、425 合格品二級(jí)三級(jí)8075 325 425、325322 彩色水泥 彩色水泥的生產(chǎn)方法有兩種：一種是直燒制法，在水泥生料中摻入適量著色物質(zhì)，煅燒成彩色熟料，然后磨制成彩色硅酸鹽水泥。彩色水泥熟料顏色的深淺隨著著色劑的摻量而變。另一種混合法制造彩色水泥，它是在白水泥中或硅酸鹽水泥中摻入適量的著色物質(zhì)，粉磨成彩色水泥。所用著色劑要求對(duì)光和大氣的耐侯性好，不溶于水，并能耐堿，對(duì)水泥石不起破壞

16、作用，也不能使水泥的強(qiáng)度顯著下降。 338.2.2 道路水泥 凡由道路硅酸鹽水泥熟料，010活性材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為道路鹽硅酸鹽水泥，（簡(jiǎn)稱道路水泥）水泥粉磨時(shí)允許加入不損害水泥性能的助磨劑,其加入量不得超過水泥質(zhì)量的1%。 341 道路水泥的技術(shù)要求 標(biāo)號(hào)分為425、525、625三個(gè)標(biāo)號(hào)，各標(biāo)號(hào)齡期不得低于表 水泥標(biāo)號(hào)抗壓強(qiáng)度(MPa)抗折強(qiáng)度(MPa) 3d 28d 3d 28d42522.0 42.5 4.0 7.0525 27.0 52.5 5.0 7.5625 32.0 62.5 5.5 8.5352 道路水泥的生產(chǎn)技術(shù) 生產(chǎn)道路水泥主要是通過改變水泥熟料的

17、礦物組成、粉磨細(xì)度、石膏加入量及外摻劑來達(dá)到。與普通水泥熟料相比，一般適當(dāng)提高C3S、C4AF含量。水泥的耐磨性與水泥的抗壓強(qiáng)度有較好的相關(guān)性，因此提高水泥熟料中的C3S含量，可以提高水泥的強(qiáng)度。C4AF的脆性小，體積收縮小，提高C4AF的含量，對(duì)提高水泥的抗折強(qiáng)度及耐磨性有利。在煅燒方面，道路水泥可以采用回轉(zhuǎn)窯煅燒，也可以在立窯上煅燒。363 道路水泥的性能和用途 性能主要有以下特點(diǎn) 耐磨性好。強(qiáng)度高。 干縮性小。 水化熱低，耐久性好。道路水泥最適宜各類混凝土路面工程，使用于耐磨、抗干縮等性能要求較高的其他工程。 378.2.3 油井水泥 我國(guó)將普通油井水泥分為9個(gè)級(jí)別、三個(gè)類型。 （1）A

18、、B、C、D、E、F級(jí)油井水泥是由水硬性硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，加入適量的石膏和助磨劑，磨細(xì)制成的產(chǎn)品。在粉磨混合D、E、F級(jí)水泥的過程中，允許摻加適量的促凝劑。（2）G、H級(jí)油井水泥是有水硬性硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，加入適量的石膏和水，磨細(xì)制成的產(chǎn)品，在混磨與混合過程中，不允許摻加任何其他外加劑。（3）J級(jí)油井水泥由水硬性硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，加入適量的硅質(zhì)材料和石膏，磨細(xì)制成的產(chǎn)品。 38我國(guó)油井水泥分為A、B、C、D、E、F、G、H、J九個(gè)級(jí)別，包括普通型、中等抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型三類。（1）A級(jí)油井水泥 無特殊性能要求時(shí)，適應(yīng)于自地面至1830m井深的注水泥。僅有普通型。 （2）B級(jí)油井水泥 適用于自地面至1830m井深的注水泥。分為中抗硫酸型和高抗硫酸鹽型兩種。 39（3）C級(jí)油井水泥 要求具有高早強(qiáng)度時(shí)，適應(yīng)于自地面至1830m井深的注水泥。分為普通型、中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型三種。 （4）D、E、F級(jí)油井水泥 G、H級(jí)油井水泥是一種基本水泥。適用與自地面至2440m井深的注水泥，分為中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型。與促凝劑或緩凝劑一起使用能適應(yīng)于較大的井深和溫度范圍。 （5）J級(jí)油井水泥 J級(jí)油井水泥適用于超高溫高壓條件下的36604880m井深的注水泥。與促凝劑或緩凝劑一起使用，能適應(yīng)與較大的井深和溫度范圍