特种水泥

特种水泥

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特种水泥是特性水泥和专用水泥的统称，也即指通用水泥以外的水泥。目前我国已研制开发了70多种特种水泥。

特种水泥的分类

1、按特种水泥所含矿物分类

特种水泥通常可分成六大系列产品，它们是：硅酸盐水泥系列（除通用水泥外）、铝酸盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铁铝酸盐水泥系列、氟铝酸盐水泥系列、其他（包括无熟料、少熟料）水泥系列。

2、特种水泥的功能或用途分类

①快硬高强水泥。②水工水泥。 ③油井水泥。 ④装饰水泥。 ⑤膨胀和自应力水泥。 ⑥其他。

特种水泥的生产状况

目前我国特种水泥生产年产量低，仅占全国水泥总产量的2﹪以下，与发达国家7﹪～9﹪的生产规模有相当的差距。

一、快硬硅酸盐水泥

1、快硬硅酸盐水泥技术要求

①氧化镁含量：≤5.0％ ②三氧化硫含量：≤4％ ③水泥细度：筛余≤10% ④凝结时间：初凝≥45min，终凝≤10h ⑤安定性：合格 ⑥强度：不得低于

2、快硬硅酸盐水泥生产工艺

（1）设计合理的矿物组成。（2）适当提高水泥的比表面积。（3）适当增加石膏的含量。

3、快硬硅酸盐水泥性能与用途

快硬硅酸盐水泥早期强度高，1d抗压强度为28d的30%～35%，后期强度呈持续增长趋势；其凝结时间正常，一般初凝时间为2～3h；水泥的水化热较高，早期干缩率亦较大。主要用语抢修工程、军事工程、预应力混凝土制件。

二、快硬硫铝酸盐水泥

以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的熟料，加入适量石膏和0～10%的石灰石，磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥，代号R·SAC。快硬硫铝酸盐水泥的标号以3d抗压强度表示，分425、525、625、725四个标号。

快硬硫铝酸盐水泥技术指标

◆比表面积。比表面积不得低于350m2/kg。

◆凝结时间。初凝不得早于25min。终凝不迟于3h。

◆强度。各龄期强度不得低于国标。

三、快硬硫铝酸盐水泥

原料：铝质原料（矾土）、石灰质原料（石灰石）和石膏。要求石灰石中CaO＞52%。MgO＜1.5%；矾土中Al2O350%～65%，SiO2＜25%；二水石膏SO3＞38%，MgO＜3%，也可以使用相应质量的无水石膏。

熟料的组成与率值：熟料矿物以无水硫铝酸钙（CaO·Al2O3）·CaSO4（简写为C4A3）和硅酸二钙β-C2S为主，还有少量的CaSO4、钙钛矿（CT）和含铁相等。熟料的化学组成大致为CaO40%～44%，Al2O318%～22%，SiO28%～12%，Fe2O36%～10%，SO312%～16%，其相应的矿物组成一般是C4A336%～44%，β-C2S23%～34%，C2F10%～27%，CaSO44%～17%。

煅烧：生产C4A3—β-C2S型水泥熟料，一般采用干法回转窑生产，也可以用立窑生产。生料细度控制在0.080mm方孔筛筛余＜10%。熟料煅烧温度为1250～1350℃，不宜超过1400℃，否则CaSO4分解，C4A3也分解。

水化：C4A3和石膏形成钙矾石和Al（OH）3凝胶，石膏量少时，后来生成低硫型硫铝酸钙。

由于较低温度形成的C2S水化较快，生成C-S-H凝胶，而AH3和C-S-H凝胶填充在水化硫铝酸钙之间，加固和致密水泥石的结构，故水泥早期强度高。改变水泥中石膏的掺入量，可以制得快硬不收缩、微膨胀、膨胀和自应力水泥。

快硬硫铝酸盐水泥性能和用途： C4A3—β-C2S型水泥的初凝时间0.5～1h，终凝时

间1～1.5h；长期强度稳定，并有所增长。低温性能较好，气温在-5℃以上时，不必采取任何特殊措施，就可以正常施工。可用于紧急抢修工程，如接缝、堵漏、锚喷、抢修飞机跑道、公路等，适合于冬季施工工程、地下工程、配制膨胀水泥和自应力水泥以及玻璃纤维砂浆等，但不适应于在100℃以上环境下使用。

四、快硬氟铝酸盐水泥

以矾土、石灰石、萤石（或再加石膏）经配料煅烧得到的以氟铝酸钙（C11A7·CaF2）为主要矿物的熟料，再与石膏一起磨细而成的水泥为快硬氟铝酸盐水泥。

快硬氟铝酸盐水泥矿物组成

主要矿物为氟铝酸钙、阿利特、贝利特和铁铝酸钙固溶体。

快硬氟铝酸盐水泥配料

先设计水泥熟料的矿物组成，然后计算出熟料的化学成分，再用试配法进行配料。

快硬氟铝酸盐水泥生产工艺

烧成温度一般控制在1250～1350℃，火焰温度控制在1350～1400℃，温度过高，易结大块，易结圈；温度过低，容易产生生烧。熟料要求急冷。水泥粉磨细度要求较高，一般比表面积控制在500～600m2/kg。

快硬氟铝酸盐水泥性能与用途

快硬氟铝酸盐水泥凝结很快，硬化很快。

快硬氟铝酸盐水泥可用于抢修工程，用作喷锚用的喷射水泥。由于其水化产物钙矾石在高温迅速脱水分解，它可用作铸造业用的型砂水泥。

五、快硬铁铝酸盐水泥

以适当成分的生料，经煅烧所得以铁相、无水硫铝酸钙和硅酸钙为主要矿物的熟料，加入适量石灰石和石膏，磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料。

快硬铁铝酸盐水泥生产工艺

（1）熟料的化学成分及矿物组成

主要化学成分分为CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要矿物为C4A3、β-C2S、C4AF。

（2）原料、燃料

配料采用三组分配料：石灰石、铁矾土、石膏。（3）煅烧

煅烧设备为回转窑。烧成温度一般为1250～1350℃，。

（4）粉磨

在水泥粉磨过程中，比表面积应控制在350m2/kg以上，一般为350～400m2/kg的范围。

快硬铁铝酸盐水泥的特性和用途

（1）早强高强。（2）抗冻性。（3）耐蚀性能好。（4）高抗渗性能。快硬铁铝酸盐水泥适合于冬季施工工程、抢修工程、配制喷射混凝土及生产预制构件等。

六、抗硫酸盐水泥

凡以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏，磨细制成的具有抵抗硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。按其抗硫酸盐侵蚀分为中抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥两类。

抗硫酸盐水泥的生产技术

抗硫酸盐水泥的生产工艺基本上与硅酸盐水泥生产相似，不同之处在于熟料矿物有所区别。对于抗硫酸盐水泥熟料，由于KH值低，n值高，p值也较低，所以熟料的形成热较硅酸盐水泥熟料低，易于烧成。对于回转窑的窑皮维护不利，应加强稳定热工制度、严格控制

熟料的结粒情况；对于立窑来讲，应加强熟料烧成控制，浅暗火操作，快烧快冷，减少中间结大块，提高立窑煅烧能力。

抗硫酸盐水泥的性能与用途

抗硫酸盐侵蚀性能好。中抗硫水泥可以抵御SO42-离子浓度2500㎎/L的纯硫酸盐溶液的腐蚀，高抗硫水泥可以抵御SO42-离子浓度8000㎎/的腐蚀，最高可抗SO42-离子浓度（1～2）×104㎎/L。

主要用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。

七、装饰水泥

装饰水泥指白色水泥和彩色水泥。装饰水泥主要用于建筑装饰工程，可配制成彩色灰浆或制造各种彩色和白色混凝土，如水磨石、斩假石等。白色和彩色水泥与其他天然的和人造的装饰材料相比，具有使用方便、价格较低廉、耐久性好等优点。

八、道路水泥

凡由道路硅酸盐水泥熟料，0～10﹪活性材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路盐硅酸盐水泥，（简称道路水泥）水泥粉磨时允许加入不损害水泥性能的助磨剂,其加入量不得超过水泥质量的1%。

道路水泥的生产技术

生产道路水泥主要是通过改变水泥熟料的矿物组成、粉磨细度、石膏加入量及外掺剂来达到。与普通水泥熟料相比，一般适当提高C3S、C4AF含量。水泥的耐磨性与水泥的抗压强度有较好的相关性，因此提高水泥熟料中的C3S含量，可以提高水泥的强度。C4AF的脆性小，体积收缩小，提高C4AF的含量，对提高水泥的抗折强度及耐磨性有利。

在煅烧方面，道路水泥可以采用回转窑煅烧，也可以在立窑上煅烧。

道路水泥的性能和用途

性能主要有以下特点:①耐磨性好。②强度高。③干缩性小.④水化热低，耐久性好。道路水泥最适宜各类混凝土路面工程，使用于耐磨、抗干缩等性能要求较高的其他工程。

九、油井水泥

我国将普通油井水泥分为9个级别、三个类型。

（1）A、B、C、D、E、F级油井水泥是由水硬性硅酸钙为主要成分的水泥熟料，加入适量的石膏和助磨剂，磨细制成的产品。在粉磨混合D、E、F级水泥的过程中，允许掺加适量的促凝剂。

（2）G、H级油井水泥是有水硬性硅酸钙为主要成分的水泥熟料，加入适量的石膏和水，磨细制成的产品，在混磨与混合过程中，不允许掺加任何其他外加剂。

（3）J级油井水泥由水硬性硅酸钙为主要成分的水泥熟料，加入适量的硅质材料和石膏，磨细制成的产品。

十、其他特种水泥

砌筑水泥

凡由活性混合材料或水硬性工业废渣，加入少量的硅酸盐水泥熟料和石膏磨细制成的水硬

性胶凝材料，称为砌筑水泥。