硅酸盐水泥___论文

河南大学土木建筑学院课题：硅酸盐水泥

硅酸盐水泥

胶凝材料是指在物理、化学作用下，从具有可塑性的浆体逐渐变成坚固石状体的过程，能将其他物料胶结为整体并具有一定机械强度的物质。因其具有原料丰富、生产成本低、耐久性好、适应性强、耐火性好等众多优点而广泛应用于工业、民用建筑、水利工程等建设之中，成为在国民经济及人民生活中不可缺少的重要材料。

胶凝材料一般可分为有机和无机两类。有机胶凝材料是指各种树脂和沥青等；无机胶凝材料又可分为水硬性和非水硬性。水硬性胶凝材料在拌水后技能在空气中硬化一，又能在水中硬化并具有强度，通常称为水泥，如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫酸盐水泥等；非水硬性胶凝材料是指不能在水中硬化，但能在空气中或其他条件下硬化，如石灰、石膏、镁质胶凝材料等等。

在众多的胶凝材料中，水泥占有尤为突出的，它是基本建设的主要原料之一，广泛应用于工业、农业、国防、交通、城市建设、水利及海洋开发等工程建设。水泥工业的发展对保证国家建设和提高生活水平具有十分重要的意义。水泥按其主要矿物组成可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、少熟料或无熟料水泥。水泥的主要技术特征是：水硬性（分为快硬和特快硬两类）；水化热（分为中热和低热两类）；抗硫酸盐性（分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀）；膨胀性（分为膨胀和自应力）；耐高温性（铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级）。

在水泥诸多品种中，硅酸盐水泥是应用最广泛和研究最多的。在此从硅酸盐水泥的分类、生产、技术要求、性能及应用等方面对硅酸盐水泥进行简单的研究分析。

所谓硅酸盐水泥是指从黏土和石灰石为原料，经高温煅烧得到以硅酸盐钙为主要成分的熟料，加入0—5％的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，国际上统称为波特兰水泥。

硅酸盐水泥的分类

硅酸盐水泥包括纯熟料硅酸盐水泥和掺混合材料硅酸盐水泥两类，我国按其混合材料的掺加情况，共分为如下五类：纯熟料硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥。

纯熟料硅酸盐水泥在硅酸盐水泥熟料中加入适量石膏，磨细而成的水泥，分425、525、625、725四个标号。其早期强度比其他几种硅酸盐水泥高5～10％,抗冻性和耐磨性较好，适用于配制高标号混凝土，用于较为重要的土木建筑工程。

普通硅酸盐水泥简称普通水泥。由硅酸盐水泥熟料掺加少量混合材料和适量石膏磨细而成。混合材料的加入量根据其具有的活性大小而定。普通水泥分为275、325、425、525、625和725六个标号,广泛用于制做各种砂浆和混凝土。

矿渣硅酸盐水泥简称矿渣水泥。由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣，加

入适量石膏磨细而成。矿渣水泥是中国目前产量最大的水泥品种,分为275、325、425、525和625五个标号。与普通硅酸盐水泥相比，矿渣水泥的颜色较浅，比重较小，水化热较低，耐蚀性和耐热性较好，但泌水性较大，抗冻性较差，早期强度较低,后期强度增进率较高,因此需要较长的养护期。矿渣水泥可用于地面、地下、水中各种混凝土工程，也可用于高温车间的建筑，但不宜用于需要早期强度高和受冻融循环、干湿交替的工程。

火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥。由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料（如火山灰、凝灰岩、浮石、沸石、硅藻土、粉煤灰、烧粘土、烧页岩、煤矸石等），加入适量石膏，磨细而成。火山灰水泥分为275、325、425、525

和625五个标号。火山灰水泥与普通水泥相比,其比重小，水化热低，耐蚀性好，需水性（使水泥浆体达到一定流动度时所需要的水量）和干缩性较大，抗冻性较差，早期强度低，但后期强度发展较快，环境条件对火山灰水泥的水化和强度发展影响显著，潮湿环境有利于水泥强度发展。火山灰水泥一般适用于地下、水中及潮湿环境的混凝土工程，不宜用于干燥环境、受冻融循环和干湿交替以及需要早期强度高的工程。

粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥。由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，加入适量石膏磨细而成。是火山灰质硅酸盐水泥的主要品种。粉煤灰水泥分为275、325、425、525和625五个标号。它除具有火山灰质硅酸盐水泥的特性(如早期强度虽低,但后期强度增进率较大，水化热较低等)外,还具有需水性及干缩性较小，和易性、抗裂性和抗硫酸盐侵蚀性好等性能。适用于大体积水工建筑，也可用于一般工业和民用建筑。

此外，硅酸盐水泥还可分为：复合硅酸盐水泥，中热硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥，快硬硅酸盐水泥，抗硫酸盐硅酸盐水泥，白色硅酸盐水泥，道路硅酸盐水泥，砌筑水泥，油井水泥，石膏矿渣水泥。

复合硅酸盐水泥：有硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，简称复合水泥，代号P·C

中热硅酸盐水泥：以适当的成分硅酸盐水泥熟料、加入适量的石膏磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。

快硬硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成早强度高的以3天抗压强度表示标号的水泥。

抗硫酸盐硅酸盐水泥：由硅酸盐熟料，加入适量石膏磨细制成的抗硫酸盐腐蚀性能良好的水泥。

白色硅酸盐水泥：由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料加入适量的石膏，磨细制成的白色水泥。

道路硅酸盐水泥：由道路硅酸盐水泥熟料，0﹪-10﹪活性混合材料和适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，简称道路水泥。

砌筑水泥：由活性混合材料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，磨细制成主要用于砌筑砂浆的低标号水泥。

油井水泥：有适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料等磨细制成的适用于一定井温条件下油、气井固井工程用的水泥。

石膏矿渣水泥：以粒化高炉矿渣为主要组分材料，加入适量石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰磨细制成的水泥。

硅酸盐水泥的生产

硅酸盐水泥分两种类型：不掺混合材料的称I型硅酸盐水泥，其代号为P·I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时加不超过5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的称II型硅酸盐水泥，其代号为P·II 。可分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等6个强度等级。

硅酸盐水泥是以石灰质原料（如石灰石等）与粘土质原料（如粘土、页岩等）为主，有时加入少量铁矿粉等，按一定比例配合，磨成生料粉（干法生产）或生料浆（湿法生产），经均化后送入回转窑或立窑中煅烧至部分熔融，得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，再与适当的石膏共同磨细，即可得到P·I型硅酸盐水泥。一般生产过程通常概括为“二磨一烧”，可分为三个步骤：

1、是生料制备：即将石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后按一定比例配合、磨细并调配为成份合适、量质均匀的生料，其主要工序是生料粉磨。

2、是熟料煅烧：即将生料放在水泥窑内煅烧至部分熔融以得到以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料。

3、是水泥粉磨：即将熟料加入适量石膏、混合材或添加剂共同磨细为水泥，其主要工序是水泥粉磨。其生产工艺流程示意图如下：

矿物主要成分是：硅酸三钙（3Cao·SiO2，简写为C3S）；硅酸二钙（2Cao·SiO2，简写为C2S）；铝酸三钙（3Cao·Al2O3，简写为C3A），铁铝酸四钙（4Cao·Al2O3·Fe2O3，简写为C4AF）。

硅酸盐水泥的生产方法按照生料制备方法不同可分为三种：

1、湿法：即将原料加水进行粉磨和混合成生料浆后喂入窑内煅烧。

2、干法：即原料烘干与粉磨同时进行或先烘干后粉磨成生料粉，然后喂入窑内煅烧，如窑外分解窑。