特種水泥生產(chǎn)技術(shù)

特種水泥生產(chǎn)技術(shù)第一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1概述

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(kāi)發(fā)了70多種特種水泥。第二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1.1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(wú)熟料、少熟料）水泥系列。

第三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2、特種水泥的功能或用途分類

①快硬高強(qiáng)水泥。②水工水泥。③油井水泥。④裝飾水泥。⑤膨脹和自應(yīng)力水泥。⑥其他。第四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1.2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7﹪～9﹪的生產(chǎn)規(guī)模有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/p>

第五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1、快硬硅酸鹽水泥技術(shù)要求

①氧化鎂含量：≤5.0％

②三氧化硫含量：≤4％

③水泥細(xì)度：篩余≤10%

④凝結(jié)時(shí)間：初凝≥45min，終凝≤10h⑤安定性：合格⑥強(qiáng)度：不得低于

第六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2、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。

第七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

3、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)間正常，一般初凝時(shí)間為2～3h；水泥的水化熱較高，早期干縮率亦較大。主要用語(yǔ)搶修工程、軍事工程、預(yù)應(yīng)力混凝土制件。第八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.2.2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(wú)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0～10%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)R·SAC?？煊擦蜾X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)。

第九頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1、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?！裟Y(jié)時(shí)間。初凝不得早于25min。終凝不遲于3h?！魪?qiáng)度。各齡期強(qiáng)度不得低于國(guó)標(biāo)第十頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2、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CaO＞52%。MgO＜1.5%；礬土中Al2O350%～65%，SiO2＜25%；二水石膏SO3＞38%，MgO＜3%，也可以使用相應(yīng)質(zhì)量的無(wú)水石膏。第十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

◆熟料的組成與率值熟料礦物以無(wú)水硫鋁酸鈣（CaO·Al2O3）·CaSO4（簡(jiǎn)寫為C4A3）和硅酸二鈣β-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%，SO312%～16%，其相應(yīng)的礦物組成一般是C4A336%～44%，β-C2S23%～34%，C2F10%～27%，CaSO44%～17%。第十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三◆煅燒

生產(chǎn)C4A3—β-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1250～1350℃，不宜超過(guò)1400℃，否則CaSO4分解，C4A3也分解。第十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三◆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(lái)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-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。

第十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、快硬硫鋁酸鹽水泥性能和用途

C4A3—β-C2S型水泥的初凝時(shí)間0.5～1h，終凝時(shí)間1～1.5h；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?？捎糜诰o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。

第十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.2.3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（C11A7·CaF2）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。第十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

1、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。第十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

3、快硬氟鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝

燒成溫度一般控制在1250～1350℃，火焰溫度控制在1350～1400℃，溫度過(guò)高，易結(jié)大塊，易結(jié)圈；溫度過(guò)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，一般比表面積控制在500～600m2/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。

第十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.2.4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(wú)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。第十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、快硬鐵鋁酸鹽水泥技術(shù)要求

比表面積、凝結(jié)時(shí)間、游離氧化鈣符合表12.6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終凝不遲于180游離氧化鈣（%）

不大于0.4第二十頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

2、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、β-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1250～1350℃，。（4）粉磨在水泥粉磨過(guò)程中，比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。

第二十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三3、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。第二十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12．3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。

第二十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.1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

42.53.5

6.5

525

22.0

52.54.0

7.0第二十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.2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(lái)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。

第二十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.3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（1～2）×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。第二十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4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)。

第二十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4.1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)84﹪80﹪525、425525、425

合格品二級(jí)三級(jí)80﹪75﹪

325425、325第二十八頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4.1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)水泥石不起破壞作用，也不能使水泥的強(qiáng)度顯著下降。第二十九頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.5道路水泥

凡由道路硅酸鹽水泥熟料，0～10﹪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(guò)水泥質(zhì)量的1%。

第三十頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.5.1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

8.5第三十一頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.5.2道路水泥的生產(chǎn)技術(shù)

生產(chǎn)道路水泥主要是通過(guò)改變水泥熟料的礦物組成、粉磨細(xì)度、石膏加入量及外摻劑來(lái)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。第三十二頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.5.3道路水泥的性能和用途

性能主要有以下特點(diǎn)

①耐磨性好。②強(qiáng)度高。

③干縮性小。

④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。

第三十三頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.6.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、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(guò)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(guò)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。

第三十四頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三

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(wú)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。第三十五頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三（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3660～4880m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。

第三十六頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.7其他特種水泥

12.7.1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。

12.7.2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。

第三十七頁(yè)，共四十一頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.7其他特種水泥

12.7.3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。12.7.4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