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三、水泥 $lesson$
(一)水泥的定义与分类
水泥是一种无机、粉末状材料，密度为3.0～3.2g/cm3，堆积密度900～1300kg/m3。水泥与水拌合能形成具有流动性、可塑性的浆体(称为水泥浆)，随着时间的延长，水泥浆体经自身的物理化学作用，由可塑性的浆体变成坚硬的固体，具有一定的强度，并能将块状或颗粒状材料胶结成为整体。水泥不仅能在空气中凝结硬化，产生强度，而且能在水中硬化，并能很好地保持和发展强度，因此水泥属于水硬性胶凝材料。水泥可按下述方法分类。
1.按照用途与性能分类
将水泥分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。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水泥六个品种，通常称为六大品种水泥。专用水泥指有专门用途的水泥，例如油井水泥、大坝水泥、砌筑水泥、道路水泥等。特性水泥指某种性能比较突出的水泥，例如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等等。
2.按照主要水硬性物质分类
分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥以及以火山灰性或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥。
水泥的种类、品种繁多，从生产量和工程实际使用量来看，硅酸盐类水泥是使用最普遍、产量最多、占主导地位的水泥品种。
(二)硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥
1.定义
(1)硅酸盐水泥。以适当成分的生料烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的粒状产物称为硅酸盐水泥熟料。按照国家标准GBl75―1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》的规定，凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%的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。硅酸盐水泥分两类，不掺任何混合材料、仅由硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的水泥叫做I型硅酸盐水泥，代号P?I;在粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的叫做Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P?Ⅱ。
(2)普通硅酸盐水泥。凡由硅酸盐水泥熟料、6%～15%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)，代号P?O。掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15%，其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过10%的非活性混合材料来代替。掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量的10%。
可见，硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥都是以硅酸盐水泥熟料为基本材料，掺入适量的石膏及其他混合材料磨细制成的，两种水泥成分十分接近，其性质也基本相同。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥是其他硅酸盐类水泥的基础，在工程中使用也最普遍。
2.硅酸盐水泥的原材料与生产工艺
(1)硅酸盐水泥的原材料。生产硅酸盐水泥熟料的原材料主要是石灰质原料和粘土质原料两大类。此外，为了满足水泥熟料矿物组成的要求，通常还要加入第三种甚至第四种校正原料，对生料的成分进行调整，这部分原料称为校正原料或辅助原料。校正原料的作用是调整配料中某种氧化物的含量，有硅质材料、铝质材料和铁质材料三种。
(2)生产工艺。硅酸盐水泥的生产工艺流程可概括为“两磨一烧”，即生料的制备(磨细)、熟料的煅烧和水泥的粉磨与包装三大部分。煅烧是生产过程的核心部分，未煅烧之前将原材料破碎、磨细、合理配合并均匀地混合所得到的矿物质混合物叫做生料。将生料在窑内经高温煅烧所获得的颗粒状物质叫做熟料，将熟料与石膏、混合材料一起磨细所得到的粉末状材料叫做水泥。