三、水泥
(一)水泥的定義與分類
水泥是一種無(wú)機(jī)、粉末狀材料，密度為3.0～3.2g/cm3，堆積密度900～1300kg/m3。水泥與水拌合能形成具有流動(dòng)性、可塑性的漿體(稱為水泥漿)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水泥漿體經(jīng)自身的物理化學(xué)作用，由可塑性的漿體變成堅(jiān)硬的固體，具有一定的強(qiáng)度，并能將塊狀或顆粒狀材料膠結(jié)成為整體。水泥不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，產(chǎn)生強(qiáng)度，而且能在水中硬化，并能很好地保持和發(fā)展強(qiáng)度，因此水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥可按下述方法分類。
1.按照用途與性能分類
將水泥分為通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類。通用水泥指一般土木建筑工程中通常使用的水泥。主要包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合水泥六個(gè)品種，通常稱為六大品種水泥。專用水泥指有專門用途的水泥，例如油井水泥、大壩水泥、砌筑水泥、道路水泥等。特性水泥指某種性能比較突出的水泥，例如快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥等等。
2.按照主要水硬性物質(zhì)分類
分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以火山灰性或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。
水泥的種類、品種繁多，從生產(chǎn)量和工程實(shí)際使用量來(lái)看，硅酸鹽類水泥是使用最普遍、產(chǎn)量最多、占主導(dǎo)地位的水泥品種。
(二)硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥
1.定義
(1)硅酸鹽水泥。以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的粒狀產(chǎn)物稱為硅酸鹽水泥熟料。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl75—1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%的石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥分兩類，不摻任何混合材料、僅由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的水泥叫做I型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·I;在粉磨時(shí)摻入不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的叫做Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·Ⅱ。
(2)普通硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～15%的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱普通水泥)，代號(hào)P·O。摻活性混合材料時(shí)，摻量不得超過(guò)15%，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過(guò)10%的非活性混合材料來(lái)代替。摻非活性混合材料時(shí)，摻量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的10%。
可見(jiàn)，硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥都是以硅酸鹽水泥熟料為基本材料，摻入適量的石膏及其他混合材料磨細(xì)制成的，兩種水泥成分十分接近，其性質(zhì)也基本相同。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥是其他硅酸鹽類水泥的基礎(chǔ)，在工程中使用也最普遍。
2.硅酸鹽水泥的原材料與生產(chǎn)工藝
(1)硅酸鹽水泥的原材料。生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料主要是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料兩大類。此外，為了滿足水泥熟料礦物組成的要求，通常還要加入第三種甚至第四種校正原料，對(duì)生料的成分進(jìn)行調(diào)整，這部分原料稱為校正原料或輔助原料。校正原料的作用是調(diào)整配料中某種氧化物的含量，有硅質(zhì)材料、鋁質(zhì)材料和鐵質(zhì)材料三種。
(2)生產(chǎn)工藝。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程可概括為“兩磨一燒”，即生料的制備(磨細(xì))、熟料的煅燒和水泥的粉磨與包裝三大部分。煅燒是生產(chǎn)過(guò)程的核心部分，未煅燒之前將原材料破碎、磨細(xì)、合理配合并均勻地混合所得到的礦物質(zhì)混合物叫做生料。將生料在窯內(nèi)經(jīng)高溫煅燒所獲得的顆粒狀物質(zhì)叫做熟料，將熟料與石膏、混合材料一起磨細(xì)所得到的粉末狀材料叫做水泥。
3.硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化
水泥加水拌合成為可塑性的漿體，叫做水泥漿。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水泥漿將逐漸失去塑性，并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度，變成堅(jiān)硬的具有一定強(qiáng)度和粘結(jié)力的固體，稱為水泥石。這種形態(tài)及性能的變化來(lái)自于水泥的水化反應(yīng)。
(1)水泥的水化反應(yīng)。水泥加水拌合后，其中的各礦物成分將與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱為水化反應(yīng)。水化反應(yīng)所生成的物質(zhì)稱為水化產(chǎn)物(或稱為水化物)。水泥的水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，伴隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，生成各水化產(chǎn)物的同時(shí)，將放出熱量，稱為水化熱，通常用單位質(zhì)量的水泥完全水化所放出的熱量表示。
(2)水泥的凝結(jié)硬化。水泥加水拌合形成水泥漿體，開(kāi)始具有流動(dòng)性和可塑性。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，漿體將逐漸失去流動(dòng)性，變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度和固定形狀的固體，這一過(guò)程稱為水泥的凝結(jié)硬化。水泥的凝結(jié)和硬化實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過(guò)程，為了分析問(wèn)題方便，常常人為地將其劃分為凝結(jié)和硬化兩個(gè)階段。由加水拌合時(shí)起至水泥漿失去流動(dòng)性并具有一定的塑性強(qiáng)度這一階段稱為凝結(jié)，由水泥漿失去可塑性發(fā)展成為具有一定機(jī)械強(qiáng)度的水泥石的過(guò)程叫做硬化。
(一)水泥的定義與分類
水泥是一種無(wú)機(jī)、粉末狀材料，密度為3.0～3.2g/cm3，堆積密度900～1300kg/m3。水泥與水拌合能形成具有流動(dòng)性、可塑性的漿體(稱為水泥漿)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水泥漿體經(jīng)自身的物理化學(xué)作用，由可塑性的漿體變成堅(jiān)硬的固體，具有一定的強(qiáng)度，并能將塊狀或顆粒狀材料膠結(jié)成為整體。水泥不僅能在空氣中凝結(jié)硬化，產(chǎn)生強(qiáng)度，而且能在水中硬化，并能很好地保持和發(fā)展強(qiáng)度，因此水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥可按下述方法分類。
1.按照用途與性能分類
將水泥分為通用水泥、專用水泥和特性水泥三大類。通用水泥指一般土木建筑工程中通常使用的水泥。主要包括硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復(fù)合水泥六個(gè)品種，通常稱為六大品種水泥。專用水泥指有專門用途的水泥，例如油井水泥、大壩水泥、砌筑水泥、道路水泥等。特性水泥指某種性能比較突出的水泥，例如快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥等等。
2.按照主要水硬性物質(zhì)分類
分為硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及以火山灰性或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。
水泥的種類、品種繁多，從生產(chǎn)量和工程實(shí)際使用量來(lái)看，硅酸鹽類水泥是使用最普遍、產(chǎn)量最多、占主導(dǎo)地位的水泥品種。
(二)硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥
1.定義
(1)硅酸鹽水泥。以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，得到以硅酸鈣為主要成分的粒狀產(chǎn)物稱為硅酸鹽水泥熟料。按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl75—1999《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》的規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、0～5%的石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。硅酸鹽水泥分兩類，不摻任何混合材料、僅由硅酸鹽水泥熟料和適量石膏磨細(xì)制成的水泥叫做I型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·I;在粉磨時(shí)摻入不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的叫做Ⅱ型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·Ⅱ。
(2)普通硅酸鹽水泥。凡由硅酸鹽水泥熟料、6%～15%的混合材料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為普通硅酸鹽水泥(簡(jiǎn)稱普通水泥)，代號(hào)P·O。摻活性混合材料時(shí)，摻量不得超過(guò)15%，其中允許用不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的窯灰或不超過(guò)10%的非活性混合材料來(lái)代替。摻非活性混合材料時(shí)，摻量不得超過(guò)水泥質(zhì)量的10%。
可見(jiàn)，硅酸鹽水泥與普通硅酸鹽水泥都是以硅酸鹽水泥熟料為基本材料，摻入適量的石膏及其他混合材料磨細(xì)制成的，兩種水泥成分十分接近，其性質(zhì)也基本相同。硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥是其他硅酸鹽類水泥的基礎(chǔ)，在工程中使用也最普遍。
2.硅酸鹽水泥的原材料與生產(chǎn)工藝
(1)硅酸鹽水泥的原材料。生產(chǎn)硅酸鹽水泥熟料的原材料主要是石灰質(zhì)原料和粘土質(zhì)原料兩大類。此外，為了滿足水泥熟料礦物組成的要求，通常還要加入第三種甚至第四種校正原料，對(duì)生料的成分進(jìn)行調(diào)整，這部分原料稱為校正原料或輔助原料。校正原料的作用是調(diào)整配料中某種氧化物的含量，有硅質(zhì)材料、鋁質(zhì)材料和鐵質(zhì)材料三種。
(2)生產(chǎn)工藝。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝流程可概括為“兩磨一燒”，即生料的制備(磨細(xì))、熟料的煅燒和水泥的粉磨與包裝三大部分。煅燒是生產(chǎn)過(guò)程的核心部分，未煅燒之前將原材料破碎、磨細(xì)、合理配合并均勻地混合所得到的礦物質(zhì)混合物叫做生料。將生料在窯內(nèi)經(jīng)高溫煅燒所獲得的顆粒狀物質(zhì)叫做熟料，將熟料與石膏、混合材料一起磨細(xì)所得到的粉末狀材料叫做水泥。
3.硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化
水泥加水拌合成為可塑性的漿體，叫做水泥漿。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，水泥漿將逐漸失去塑性，并開(kāi)始產(chǎn)生強(qiáng)度，變成堅(jiān)硬的具有一定強(qiáng)度和粘結(jié)力的固體，稱為水泥石。這種形態(tài)及性能的變化來(lái)自于水泥的水化反應(yīng)。
(1)水泥的水化反應(yīng)。水泥加水拌合后，其中的各礦物成分將與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，稱為水化反應(yīng)。水化反應(yīng)所生成的物質(zhì)稱為水化產(chǎn)物(或稱為水化物)。水泥的水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，伴隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，生成各水化產(chǎn)物的同時(shí)，將放出熱量，稱為水化熱，通常用單位質(zhì)量的水泥完全水化所放出的熱量表示。
(2)水泥的凝結(jié)硬化。水泥加水拌合形成水泥漿體，開(kāi)始具有流動(dòng)性和可塑性。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，漿體將逐漸失去流動(dòng)性，變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度和固定形狀的固體，這一過(guò)程稱為水泥的凝結(jié)硬化。水泥的凝結(jié)和硬化實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過(guò)程，為了分析問(wèn)題方便，常常人為地將其劃分為凝結(jié)和硬化兩個(gè)階段。由加水拌合時(shí)起至水泥漿失去流動(dòng)性并具有一定的塑性強(qiáng)度這一階段稱為凝結(jié)，由水泥漿失去可塑性發(fā)展成為具有一定機(jī)械強(qiáng)度的水泥石的過(guò)程叫做硬化。