水泥基础知识
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水泥基础知识一、水泥术语：水泥按用途及性能分为三类。
1、通用水泥，一般土木建筑工程通常采用的水泥。
通用水泥主要是指：GB175—1999、GB1344—1999和GB12958—1999规定的六大类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。
2、专用水泥，专门用途的水泥。
如：G级油井水泥，道路硅酸盐水泥。
3、特性水泥，某种性能比较突出的水泥。
如：快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥。
二、水泥按其主要水硬性物质名称分为（1）硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；（2）铝酸盐水泥；（3）硫铝酸盐水泥；（4）铁铝酸盐水泥；（5）氟铝酸盐水泥；（6）以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。
三、水泥按需要在水泥命名中标明的主要技术特性分为：（1）快硬性：分为快硬和特快硬两类；（2）水化热：分为中热和低热两类；（3）抗硫酸盐性：分中抗硫酸盐腐蚀和高抗硫酸盐腐蚀两类；（4）膨胀性：分为膨胀和自应力两类；（5）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。
四、水泥命名的一般原则水泥的命名按不同类别分别以水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性进行，并力求简明准确，名称过长时，允许有简称。
通用水泥以水泥的主要水硬性矿物名称冠以混合材料名称或其他适当名称命名。
专用水泥以其专门用途命名，并可冠以不同型号。
以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥是以主要组分的名称冠以活性材料的名称进行命名，也可再冠以特性名称，如石膏矿渣水泥、石灰火山灰水泥等。
五、主要水泥产品的定义1、水泥：加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等材料既能在空气中硬化又能在水中硬化的粉末状水硬性胶凝材料。
2、硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，分P.I和P.II,即国外通称的波特兰水泥。
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主题:水泥基础知识一生料部分生料部分一.生料配料所用的三大率值1.KH（石灰饱和系数）石灰饱和系数是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙（C3S和C2S）所需的氧化钙含量与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙所需的氧化钙含量的比值，也即表示熟料中氧化硅被氧化钙饱和成硅酸三钙的程度。
当KH值高时，煅烧困难，f-cao 增加，有安定性不良趋势，硅酸三钙增加，硅酸二钙减少。
KH=(CaO-1.65Al2O3-0.35Fe2O3)/(2.8SiO2)2.硅率（SM或n）硅率表示SiO2的百分含量与Al2O3和Fe2O3百分含量之比。
如果硅率过高，则由于高温液相量少，硅酸三钙不容易生成，导致硅酸二钙较多熟料易粉化。
如果硅率过低，则熟料因硅酸盐矿物少而强度低，且由于液相量大，易出现结大块，结圈等，影响窑的操作。
一般在1.8～2.7.SM= SiO2/（Al2O3+ Fe2O3）3.铝率（IM或p）铝率表示Al2O3和Fe2O3百分含量之比。
铝率高，熟料中铝酸三钙多，液相粘度大，物料难烧。
但铝率过低，虽然液相粘度小，但烧结范围窄，窑内易结大圈，不利于窑的操作。
一般在0.64～1.8之间。
二.生料中的其他控制条件由于预分解窑对原料的适应性较差，为避免结皮和堵塞，要求生料中的碱含量（K2O+Na2O）小于1，当碱含量大于1%时，则要求生料中的硫碱摩尔比为0.5～1。
硫碱摩尔比=MSO3/（MK2O+1/2MNa2O）为了控制结皮和堵塞，生料中的氯离子应小于0.015%。
原料部分制造水泥的原料应满足以下要求：化学成分必须满足配料的要求，以能制的成分合适的原料，否则会使配料困难，甚至无法配料。
生产水泥的原料主要是石灰石质原料，粘土质原料和校正原料。
凡以碳酸钙为主要成分的原料都叫石灰石原料。
主要有石灰岩，泥灰岩等，一般生产1t熟料约需1.2～1.3t石灰质干原料。
一般要求cao的含量要达到48%。
石灰质原料的质量要求品位 CaO(%) MgO(%) R2O(%) SO3(%) 燧石和石灰石灰石一级品＞48 ＜2.5 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0石灰石二极品 45～48 ＜3.0 ＜1.0 ＜1.0 ＜4.0泥灰岩 35～45 ＜3.0 ＜1.2 ＜1.0 ＜4.0粘土质原料是含碱和碱土的铝硅酸盐，主要化学成分是sio2,其次al2o3，还有少量fe2o3，一般生产1t熟料约需0.3～0.4t粘土质原料.衡量黏土质原料的质量主要有化学成分（硅率和铝率），含碱量等。
水泥基础知识完整版
水泥基础知识HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】水泥基础知识目前常用水泥多为硅酸盐系水泥，其中包括硅酸盐水泥（国外统称的波特兰水泥）、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、复合硅酸盐水泥等六大常用水泥。
水泥分为普通型和早强型（或称R型）两个型号，早强型水泥的3d抗压强度可达同强度等级的普通水泥28d抗压强度的50％；早强型水泥的3d抗压强度较同强度等级的普通水泥提高10％~24％，选用R 型水泥可缩短混凝土养护时间。
水泥的标号是水泥强度大小的标志，水泥强度必须规定制作尺寸为40mm×40mm×160mm的标准试件，在标准养护条件【（20±1）℃的水中】下，养护至3天（3d）和28天（28d），测定各龄期的抗折强度和抗压强度（单位MPa），来评定水泥的强度等级。
水泥强度系指水泥砂浆硬结28d后的抗压强度，也称水泥标号。
例如检测得到28d后的抗压强度不低于325 kg/cm2（），则水泥的标号定为号。
普通水泥有：、、、、、、、等八种标号。
（也可用以下方式命名水泥标号：例如检测得到28d后的抗压强度为310 kg/cm2（31MPa），则水泥的标号定为300号。
抗压强度为300-400 kg/cm2者均算为300号。
普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。
200号-300号的可用于一些房屋建筑。
400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件）是普通硅酸盐水泥，是复合硅酸盐水泥，是矿渣硅酸盐水泥，每种水泥都分和，意思是抗压强度和，各有各的用处。
在民用建筑工程中，一般用的比较多的是普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。
标号一般常用的有，。
同标号的和是一样好的，只是性能有区别。
至于选用普通硅酸盐水泥还是用矿渣硅酸盐水泥，要看使用部位等要求。
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质量控制部 谢为民
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• 水泥：和水拌和后，既能在空气中硬化又能在水 中硬化，并能凝结砂、石等物质的水硬性胶凝材 料。用于民用建筑、道路桥梁、水利和国防工程 中。 • 分类：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫酸盐水泥， 硫铝酸盐水泥，磷酸盐水泥等，其中以硅酸盐水 泥应用最广。 • 现执行的国家标准是GB175-2007《通用硅酸盐 水泥》标准，于2007年11月9日发布，2008年6月 1日开始实施；2009年6月12日发布第1号修改单， 2009年9月1日起实施，主要内容是氯离子的检验 方法标准JC/T420修改为GB/T176；2014年12月 2日发布第2号修改单，2015年12月1日起实施， 重点是取消P· C32.5级水泥等级。
常用水泥的技术要求
• 1、细度：指水泥颗粒的粗细程度。 • 水泥颗粒越细，与水起反应的表面积愈大，水化作用的发展就越 迅速而充分，使凝结硬化的速度加快，早期强度大。但颗粒过细的水 泥硬化时产生的收缩亦越大，而且磨制水泥能耗多成本高，一般认为， 水泥颗粒3-32μm才具有较高的活性，大于100μm活性就很小了； 控 制指标：80μm方孔筛筛余≤10％，45μm方孔筛筛余≤30％。 • 2、凝结时间：a、初凝时间（t初）－水泥开始加水拌和至水泥浆开 始失去可塑性所需的时间。 b.终凝时间（t终） －水泥开始加水拌和至水泥浆完全 失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 • 六大常用水泥初凝时间不得早于45min，硅酸盐水泥的终凝时间不得 迟于390min。其他五类水泥的终凝时间不得迟于600min。 • 由于拌合水泥浆时的用水量多少，对凝结时间有影响，因此测试水泥 凝结时间时必须采用标准稠度用水量。
水泥制成
• 1、活性混合材料：指与石灰、石膏一起，加水拌和后能 形成水硬性胶凝材料的混合材料。其主要成分是活性氧化 硅、活性氧化铝。 • 2、非活性混合材料：指不具有活性或活性甚低的人工或 天然的矿物质材料。它们掺入水泥中仅起调节水泥性质， 降低水化热，降低标号，和增加产量的作用， • 掺入目的： a.改善水泥的性能 b.增加品种 c.提高产量 d.节约熟料， e.降低成本 • 助磨剂：水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入量应不大于 水泥质量的 0.5 ％，助磨剂应符合 JC/T667 的规定。
水泥性能基础知识
我公司使用的混合材料有以下几类：粉煤灰； 时，所得以硅酸盐与硅铝酸盐为主 粒化高炉矿渣；锅炉炉渣；石子。 要成分的熔融物，经淬冷成粒后即 1、粉煤灰：电厂煤粉炉烟道气体中收集的粉 为粒化高炉矿渣。 末称为粉煤灰。 矿渣的化学成分和硅酸盐水泥熟料 粉煤灰对水泥性能有何影响？由于粉煤灰是 的化学成分很相似，氧化钙、二氧 煤粉在高温燃烧后的熔融产物，尽管是微细 化硅、三氧化二铝占总量的90%以 粉末状，但其每个细小颗粒的表面非常致密， 上，还有少量的氧化镁、氧化铁和 有的呈玻璃质状，与Ca(OH)2的反应速度较 一些硫化物。矿渣掺加后能够降低 为缓慢。经研究表明，粉煤灰颗粒经过一年 水泥的早期强度但是对后期强度起 只有1/3水化，因此粉煤灰水泥的强度增进率 到提高的作用，因为水泥水化生成 也较慢。掺加30%粉煤灰的水泥3个月的抗压 的Ca(OH)2作为矿渣的激发剂，破 强度增进率只相当于硅酸盐水泥28天的增进 坏了矿渣玻璃体的结构而与矿渣中 率，6各月的相当于硅酸盐水泥的3个月的增 的活性氧化钙、氧化铝相互作用， 进率。这说明粉煤灰的活性3个月后才能发挥，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝 6个月以后才能充分发挥，只有1年后才能达 酸钙，从而阻止了氢氧化钙被水溶 到其强度增进率的100%。随着粉煤灰掺入量 出，提高了制品的机械性能。由于 的增加，水泥强度明显降低。一般地说掺入 矿渣积极参加反应的结果是后期强 量小于15%时，对强度并无明显影响。由于 度往往超过硅酸盐水泥。国标中对 粉煤灰比面积小，且呈玻璃质球状，因而水 于矿渣硅酸盐水泥混合材矿渣的掺 泥需水量小，砂浆或混凝土的流动性好，易 加量规定为20—70%。矿渣内含有 于浇灌，干缩性也小。另外还具有抗硫酸盐 C2S，加水后能够凝结硬化，本身 侵蚀性好、水化热低的特点，是大体积混凝 就具有200#的水泥强度，是混和材 土和地下工程的理想水泥品种。 种类中最优质的混合材。
水泥工艺基础知识(PPT49张)
3、粉磨
破碎与烘干后的物料，通过配料过程和配料设 备送至生料磨进行粉磨。粉磨系统主要有开路和 闭路两种。在粉磨过程中，当物料一次通过磨机 后即为产品时，称为开路系统，当物料出磨后经 过分级设备（选粉机）选出产品，而使粗料返回 磨内再磨时称为闭路系统。
三、生料均化
出磨的生料粉或生料浆，其化学成分难免有 些波动，为保证入窑生料化学成分均齐、合格， 生料应在贮存均化库内进行均化。 干法生料的均化可采用多库搭配，机械倒库和 压缩空气搅拌库。
4.1 碱含量（选择性指标） 水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算 值表示。若使用活性骨料，用户要求提供 低碱水泥时，水泥中的碱含量应不大于 0.60%或由买卖双方协商确定。
4.2 物理指标
4.2.1 凝结时间 硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min； 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝 不小于45min，终凝不大于600min。 4.2.2 安定性 沸煮法合格。 4.2.3 强度 不同品种不同强度等级的通用硅酸盐水泥，其不 同各龄期的强度应符合表3的规定。
4.3 细度（选择性指标） 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比 表面积表示，不小于300m2/kg；矿渣硅 酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤 灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余 表示，80μm方孔筛筛余不大于10%或 45μm方孔筛筛余不大于30%。
5、编号与取样 水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。 袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样。 每一编号为一取样单位。 水泥出厂编号按年生产能力规定： 200万吨以上，不超过4000吨为一编号； 120万吨-200万吨，不超过2400吨为一编号； 60万吨-120万吨，不超过1000吨为一编号； 30万吨-60万吨，不超过600吨为一编号； 10万吨-30万吨，不超过400吨为一编号； 10万吨以下，不超过200吨为一编号；
水泥基本知识
4、原煤 煤作为水泥熟料烧成的燃料，供给熟料烧成所需的 热量。但是其中所含的灰分，绝大部分落入水泥熟料中， 而影响水泥熟料的成份和性质，从这一点讲，煤又是生 产水泥的一种“原料”。因此对于水泥厂用煤的质量有 一定的要求。
类别 CaO（%） MgO （%） R2O（%） SO3（%） 燧石或石英
石灰石
一级品二 级品
＞48 45～48
35～45
＜2.5 ＜3.0
＜3.0
＜1.0 ＜1.0
＜1.2
＜1.0 ＜1.0
＜1.0
＜4.0 ＜4.0
＜4.0
泥灰岩
2、硅铝质原料 天然硅铝质原料的种类很多，有粘土、黄土、页岩、 砂岩、粉砂岩等。
二、硅酸率 又称硅率，以n表示，欧美以SM表示。表示熟料硅酸 盐矿物与熔剂矿物的比值。 SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3 SM高，则硅酸盐矿物多，对水泥熟料强度有利，但 熔剂矿物少，液相量少，会给煅烧造成困难，SM过低， 则对熟料强度不利，且熔剂矿物多，易结圈等，不利于 煅烧。
三、铝氧率 又称铝率或铁率。以P表示，欧美以IM表示，熟料中 C3A与C4AF之间比值。 IM=Al2O3/Fe2O3 IM过高，意为C3A多，C4AF少，液相粘度增加，对煅 烧及水泥性能都造成较大的影响。如IM过低，则C4AF多， 液相粘度小，易结大块 等。 四、矿物组成及换算 当IM＞0.64 C3S=3.8SiO2(3KH-2) C2S=8.61SiO2(1-KH) C3A=2.65(A-0.64F) C4AF=3.04Fe2O3 例：当SiO2含量一定时， KH 以0.90为例，KH每上 升或下降0.01， C3S上升或下降2.5%。
原始水泥可追溯到5000年前，埃及的金字塔、古希 腊和古罗马时代用石灰掺砂制成的混和沙浆，曾被用于 砌筑石块和砖块，这种用来做砌筑用的胶凝材料被称为 原始水泥。它为现代水泥的发明奠定了基础。 1824年，英国泥水工J．阿斯普丁发明了一种把石灰 石和粘土混和后加以煅烧来制造水泥的方法，并获得了 专利权。这种水泥同英国附近波特兰小城盛产的石材颜 色相近，故称为波特兰水泥。人类最早是利用间歇式土 窑（后发展成土立窑）煅烧水泥熟料。 1877年回转窑烧制水泥熟料获得了专利权，继而出 现了单筒冷却机、立式磨及单仓钢球磨等，从而有效地 提高了水泥的产量和质量。
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水泥加水拌合后成为既有可塑性又有流动性的水泥浆，同时产生水化，随着水化反应的进行，逐渐失去流动能力到达“初凝”。
待完全失去可塑性，开始产生结构强度时，即为“终凝”。
随着水化，凝结的继续，浆体逐渐转变为具有一定强度的坚硬固体水泥石，即为硬化。
可见，水化是水泥产生凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水泥水化的结果。
水泥与水拌合后，其颗粒表面的熟料矿物立即与水发生化学反应，各组分开始溶解，形成水化物，放出一定热量，固相体积逐渐增加。
水泥是多矿物的集合体，各矿物的水化会互相影响。
水泥水化是指水泥与水所起的化合作用,即水泥从无水状态转变到含结合水状态的反应过程,包含水解和水合。
水泥水化过程，分为化学反应和物理化学反应。
水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。
分述如下：①硅酸三钙水化硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2C3S+H→C-S-H+CH②硅酸二钙的水化β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2C2S+H→C-S-H+CH所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H 凝胶。
但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。
③铝酸三钙的水化C3A +H→C3AH6(水化铝酸三钙）铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。
在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。
最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。
若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A 作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
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目前常用水泥多为硅酸盐系水泥，其中包括硅酸盐水泥（国外统称的波特兰水泥）、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、复合硅酸盐水泥等六大常用水泥。
水泥分为普通型和早强型（或称R 型）两个型号，早强型水泥的3d抗压强度可达同强度等级的普通水泥28d抗压强度的50％；早强型水泥的3d抗压强度较同强度等级的普通水泥提高10％~24％，选用R型水泥可缩短混凝土养护时间。
水泥的标号是水泥强度大小的标志，水泥强度必须规定制作尺寸为40mm ×40mm×160mm的标准试件，在标准养护条件【（20±1）℃的水中】下，养护至3天（3d）和28天（28d），测定各龄期的抗折强度和抗压强度（单位MPa），来评定水泥的强度等级。
水泥强度系指水泥砂浆硬结28d后的抗压强度，也称水泥标号。
例如检测得到28d后的抗压强度不低于325 kg/cm2（32.5MPa），则水泥的标号定为32.5号。
普通水泥有：32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R等八种标号。
（也可用以下方式命名水泥标号：例如检测得到28d后的抗压强度为310 kg/cm2（31MPa），则水泥的标号定为300号。
抗压强度为300-400 kg/cm2者均算为300号。
普通水泥有：200、250、300、400、500、600六种标号。
200号-300号的可用于一些房屋建筑。
400号以上的可用于建筑较大的桥梁或厂房，以及一些重要路面和制造预制构件）
P.O是普通硅酸盐水泥，P.C是复合硅酸盐水泥，P.S是矿渣硅酸盐水泥，每种水泥都分32.5和42.5，意思是抗压强度32.5Mpa和42.5Mpa，各有各的用处。
在民用建筑工程中，一般用的比较多的是普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。
标号一般常用的有P.O 32.5/42.5，P.S 32.5/42.5。
同标号的P.O和P.S是一样好的，只是性能有区别。
至于选用普通硅酸盐水泥还是用矿渣硅酸盐水泥，要看使用部位等要求。
普通硅酸盐水泥水化热较高，矿渣硅酸盐水泥水化热较低。
水泥比重为0.9吨至1.7吨每立方米。