粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料。加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料堅(jiān)固地膠結(jié)在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂漿或混凝土，堅(jiān)固耐久，廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國防等工程。

水泥的生產(chǎn)工藝，以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細(xì)制成生料，喂入水泥窯中煅燒成熟料，加入適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細(xì)而成。

水泥按用途及性能分為：

(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規(guī)定的六大類水泥，即硅酸鹽水泥、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)合硅酸鹽水泥。

(2)專用水泥:專門用途的水泥。如：G級油井水泥，道路硅酸鹽水泥。

(3)特性水泥:某種性能比較突出的水泥。如：快硬硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、膨脹硫鋁酸鹽水泥。

水泥按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為:

(1)硅酸鹽水泥，即國外通稱的波特蘭水泥；

(2)鋁酸鹽水泥；

(3)硫鋁酸鹽水泥；

(4)鐵鋁酸鹽水泥；

(5)氟鋁酸鹽水泥；

(6) 以火山灰或潛在水硬性材料及其他活性材料為主要組分的水泥。

主要技術(shù)特性分為：

（1） 快硬性：分為快硬和特快硬兩類；

（2） 水化熱：分為中熱和低熱兩類；

（3） 抗硫酸鹽性：分中抗硫酸鹽腐蝕和高抗硫酸鹽腐蝕兩類；

（4） 膨脹性：分為膨脹和自應(yīng)力兩類；

（5） 耐高溫性：鋁酸鹽水泥的耐高溫性以水泥中氧化鋁含量分級。

水泥命名的原則：

水泥的命名按不同類別分別以水泥的主要水硬性礦物、混合材料、用途和主要特性進(jìn)行，并力求簡明準(zhǔn)確，名稱過長時，允許有簡稱。

通用水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以混合材料名稱或其他適當(dāng)名稱命名。

專用水泥以其專門用途命名，并可冠以不同型號。

特性水泥以水泥的主要水硬性礦物名稱冠以水泥的主要特性命名，并可冠以不同型號或混合材料名稱。

以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥是以主要組分的名稱冠以活性材料的名稱進(jìn)行命名，也可再冠以特性名稱，如石膏礦渣水泥、石灰火山灰水泥等。

水泥類型的定義

(1) 水泥：加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、石等材料既能在空氣中硬化又能在水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。

(2) 硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、0%~5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，分P.I和P.II,即國外通稱的波特蘭水泥。

(3) 普通硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、6%~15%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（簡稱普通水泥）,代號：P.O。

(4) 礦渣硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、?；郀t礦渣和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料, 稱為 礦渣硅酸鹽水泥，代號：P.S。

(5) 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、火山灰質(zhì)混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。稱為火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥，代號：P.P。

(6) 粉煤灰硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、粉煤灰和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰硅酸鹽水泥，代號：P.F。

(7) 復(fù)合硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規(guī)定的混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為復(fù)合硅酸鹽水泥（簡稱復(fù)合水泥），代號P.C。

(8) 中熱硅酸鹽水泥：以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細(xì)制成的具有中等水化熱的水硬性膠凝材料。

(9) 低熱礦渣硅酸鹽水泥：以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料、加入適量石膏磨細(xì)制成的具有低水化熱的水硬性膠凝材料。

(10)快硬硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細(xì)制成早強(qiáng)度高的以3天抗壓強(qiáng)度表示標(biāo)號的水泥。

(11) 抗硫酸鹽硅酸鹽水泥：由硅酸鹽水泥熟料，加入適量石膏磨細(xì)制成的抗硫酸鹽腐蝕性能良好的水泥。

(12) 白色硅酸鹽水泥：由氧化鐵含量少的硅酸鹽水泥熟料加入適量石膏，磨細(xì)制成的白色水泥。

(13) 道路硅酸鹽水泥：由道路硅酸鹽水泥熟練，0%~10%活性混合材料和適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料,稱為道路硅酸鹽水泥，（簡稱道路水泥）。

(14) 砌筑水泥：由活性混合材料，加入適量硅酸鹽水泥熟料和石膏，磨細(xì)制成主要用于砌筑砂漿的低標(biāo)號水泥。

(15) 油井水泥：由適當(dāng)?shù)V物組成的硅酸鹽水泥熟料、適量石膏和混合材料等磨細(xì)制成的適用于一定井溫條件下油、氣井固井工程用的水泥。

(16) 石膏礦渣水泥：以?；郀t礦渣為主要組分材料，加入適量石膏、硅酸鹽水泥熟料或石灰磨細(xì)制成的水泥。

生產(chǎn)方法

硅酸鹽類水泥的生產(chǎn)工藝在水泥生產(chǎn)中具有代表性，是以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細(xì)制成生料，然后喂入水泥窯中煅燒成熟料，再將熟料加適量石膏（有時還摻加混合材料或外加劑）磨細(xì)而成。

水泥生產(chǎn)隨生料制備方法不同，可分為干法(包括半干法)與濕法（包括半濕法）兩種。

①干法生產(chǎn)。將原料同時烘干并粉磨，或先烘干經(jīng)粉磨成生料粉后喂入干法窯內(nèi)煅燒成熟料的方法。但也有將生料粉加入適量水制成生料球，送入立波爾窯內(nèi)煅燒成熟料的方法，稱之為半干法，仍屬干法生產(chǎn)之一種。

②濕法生產(chǎn)。將原料加水粉磨成生料漿后，喂入濕法窯煅燒成熟料的方法。也有將濕法制備的生料漿脫水后，制成生料塊入窯煅燒成熟料的方法，稱為半濕法，仍屬濕法生產(chǎn)之一種。

干法生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是熱耗低（如帶有提前預(yù)熱器的干法窯熟料熱耗為3140～3768焦/千克），缺點(diǎn)是生料成分不易均勻，車間揚(yáng)塵大，電耗較高。濕法生產(chǎn)具有操作簡單，生料成分容易控制，產(chǎn)質(zhì)量量好，料漿輸送方便，車間揚(yáng)塵少等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是熱耗高（熟料熱耗通常為5234～6490焦/千克）。

生產(chǎn)工序

水泥的生產(chǎn)，一般可分生料制備、熟料煅燒和水泥制成等三個工序。

(1) 生料磨制

分干法和濕法兩種。干法一般采用閉路操作系統(tǒng)，即原料經(jīng)磨機(jī)磨細(xì)后，進(jìn)入選粉機(jī)分選，粗粉回流入磨再行粉磨的操作，并且多數(shù)采用物料在磨機(jī)內(nèi)同時烘干并粉磨的工藝，所用設(shè)備有管磨、中卸磨及輥式磨等。濕法通常采用管磨、棒球磨等一次通過磨機(jī)不再回流的開路系統(tǒng)，但也有采用帶分級機(jī)或弧形篩的閉路系統(tǒng)的。

(2) 煅燒

煅燒熟料的設(shè)備主要有立窯和回轉(zhuǎn)窯兩類，立窯適用于生產(chǎn)規(guī)模較小的工廠，大、中型廠宜采用回轉(zhuǎn)窯。

①立窯：

窯筒體立置不轉(zhuǎn)動的稱為立窯。分普通立窯和機(jī)械化立窯。普通立窯是人工加料和人工卸料或機(jī)械加料，人工卸料；機(jī)械立窯是機(jī)械加料和機(jī)械卸料。機(jī)械立窯是連續(xù)操作的，它的產(chǎn)、質(zhì)量及勞動生產(chǎn)率都比普通立窯高。近年來，國外大多數(shù)立窯已被回轉(zhuǎn)窯所取代，但在當(dāng)前中國水泥工業(yè)中，立窯仍占有重要地位。 根據(jù)建材技術(shù)政策要求，小型水泥廠應(yīng)用機(jī)械化立窯，逐步取代普通立窯。

②回轉(zhuǎn)窯：

窯筒體臥置（略帶斜度，約為3%），并能作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的稱為回轉(zhuǎn)窯。分煅燒生料粉的干法窯和煅燒料漿（含水量通常為35％左右）的濕法窯。

a.干法窯

干法窯又可分為中空式窯、余熱鍋爐窯、懸浮提前預(yù)熱器窯和懸浮分解爐窯。70年代前后，發(fā)展了一種可大幅度提高回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量的煅燒工藝──窯外分解技術(shù)。其特色是采用了預(yù)分解窯，它以懸浮提前預(yù)熱器窯為基礎(chǔ)，在提前預(yù)熱器與窯之間增設(shè)了分解爐。在分解爐中加入占總?cè)剂嫌昧?0～60％的燃料，使燃料燃燒過程與生料的提前預(yù)熱和碳酸鹽分解過程，從窯內(nèi)傳熱效率較低的地帶移到分解爐中進(jìn)行，生料在懸浮狀態(tài)或沸騰狀態(tài)下與熱氣流進(jìn)行熱交換，從而提高傳熱效率，使生料在入窯前的碳酸鈣分解率達(dá)80％以上，達(dá)到減輕窯的熱負(fù)荷，延長窯襯使用年限和窯的運(yùn)轉(zhuǎn)周期，在保持窯的發(fā)熱能力的情況下，大幅度提高產(chǎn)量的目的。

b.濕法窯

用于濕法生產(chǎn)中的水泥窯稱濕法窯，濕法生產(chǎn)是將生料制成含水為32%~40%的料漿。由于制備成具有流動性的泥漿，所以各原料之間混合好，生料成分均勻，使燒成的熟料質(zhì)量高，這是濕法生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)。

濕法窯可分為濕法長窯和帶料漿蒸發(fā)機(jī)的濕法短窯，長窯使用廣泛，短窯目前已很少采用。為了下降濕法長窯熱耗，窯內(nèi)裝設(shè)有各種型式的熱交換器，如鏈條、料漿過濾提前預(yù)熱器、金屬或陶瓷熱交換器。

(3) 粉磨

水泥熟料的細(xì)磨通常采用圈流粉磨工藝（即閉路操作系統(tǒng)）。為了避免生產(chǎn)中的粉塵飛揚(yáng)，水泥廠均裝有收塵設(shè)備。電收塵器、袋式收塵器和旋風(fēng)收塵器等是水泥廠常用的收塵設(shè)備。

近年來，由于在原料預(yù)均化、生料粉的均化輸送和收塵等方面采用了新技術(shù)和新設(shè)備，尤其是窯外分解技術(shù)的出現(xiàn)，一種干法生產(chǎn)新工藝隨之產(chǎn)生。采用這種新工藝使干法生產(chǎn)的熟料質(zhì)量不亞于濕法生產(chǎn)，電耗也有所下降，已成為各國水泥工業(yè)發(fā)展的趨勢。

生產(chǎn)工藝流程舉例

原料和燃料進(jìn)廠后，由化驗(yàn)室采樣分析檢驗(yàn)，同時按質(zhì)量進(jìn)行搭配均化，存放于原料堆棚。 粘土、煤、硫鐵礦粉由烘干機(jī)烘干水分至工藝指標(biāo)值，通過提升機(jī)提升到相應(yīng)原料貯庫中。 石灰石、螢石、石膏經(jīng)過兩級破碎后，由提升機(jī)送入各自貯庫。化驗(yàn)室根 據(jù)石灰石、粘土、無煙煤、螢石、硫鐵礦粉的質(zhì)量情況，計(jì)算工藝配方，通過生料微機(jī)配料系統(tǒng)進(jìn)行全黑生料的配料，由生料磨機(jī)進(jìn)行粉磨，每小時采樣化驗(yàn)一次生料的氧化鈣、三氧 化二鐵和細(xì)度的百分含量，及時進(jìn)行調(diào)整，使各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合工藝配方要求。磨出的黑生料經(jīng)過斗式提升機(jī)提入生料庫，化驗(yàn)室依據(jù)出磨生料質(zhì)量情況，通過多庫搭配和機(jī)械倒庫方法進(jìn)行生料的均化，經(jīng)提升機(jī)提入兩個生料均化庫，生料經(jīng)兩個均化庫進(jìn)行搭配，將料提至成球盤料倉，由設(shè)在立窯面上的預(yù)加水成球控制裝置進(jìn)行料、水的配比，通過成球盤進(jìn)行生料的成球。所成之球由立窯布料器將生料球布于窯內(nèi)不同位置進(jìn)行煅燒，燒出的熟料經(jīng)卸料管、鱗板機(jī)送至熟料破碎機(jī)進(jìn)行破碎，由化驗(yàn)室每小時采樣一次進(jìn)行熟料的化學(xué)、物理分析。根據(jù)熟料質(zhì)量情況由提升機(jī)放入相應(yīng)的熟料庫，同時根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營要求及建材市場情況，化驗(yàn)室將熟料、石膏、礦渣通過熟料微機(jī)配料系統(tǒng)進(jìn)行水泥配比，由水泥磨機(jī)分別進(jìn)行425號、525號普通硅酸鹽水泥的粉磨，每小時采樣一次進(jìn)行分析檢驗(yàn)。磨出的水泥經(jīng)斗式提升機(jī)提入3個水泥庫，化驗(yàn)室依據(jù)出磨水泥質(zhì)量情況，通過多庫搭配和機(jī)械倒庫方法進(jìn)行水泥的均化。經(jīng)提升機(jī)送入2個水泥均化庫，再經(jīng)兩個水泥均化庫搭配，由微機(jī)控制包裝機(jī)進(jìn)行水泥的包裝，包裝出來的袋裝水泥存放于成品倉庫，再經(jīng)化驗(yàn)采樣檢驗(yàn)合格后簽發(fā)水泥出廠通知單。

性能指標(biāo)

水泥主要技術(shù)指標(biāo)

（1）比重與容重：普通水泥比重為3：1，容重通常采用1300公斤/立方米。

（2）細(xì)度：指水泥顆粒的粗細(xì)程度。顆粒越細(xì)，硬化得越快，早期強(qiáng)度也越高。

（3）凝結(jié)時間：水泥加水?dāng)嚢璧介_始凝結(jié)所需的時間稱初凝時間。從加水?dāng)嚢璧侥Y(jié)完成所需的時間稱終凝時間。硅酸鹽水泥初凝時間不早于45分鐘，終凝時間不遲于12小時。

（4）強(qiáng)度：水泥強(qiáng)度應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

（5）體積安定性：指水泥在硬化過程當(dāng)中體積變化的均勻性能。水泥中含雜質(zhì)較多，會產(chǎn)生不均勻變形。

（6）水化熱：水泥與水作用會產(chǎn)生放熱反應(yīng)，在水泥硬化過程當(dāng)中，不斷放出的熱量稱為水化熱。

（7）標(biāo)準(zhǔn)稠度：指水泥凈漿對標(biāo)準(zhǔn)試桿的沉入具有一定阻力時的稠度。

水泥標(biāo)準(zhǔn)的修訂

我國水泥新標(biāo)準(zhǔn)與老標(biāo)準(zhǔn)相比主要有兩個方面的變化：一是采用GB/T 17671―1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》代替現(xiàn)行GB177―85《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法》；二是以ISO強(qiáng)度為基礎(chǔ)修訂了我國六大通用水泥標(biāo)準(zhǔn)。

（1） GB/T 17671―1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO法）》標(biāo)準(zhǔn)制訂

GB/T 17671―1999是我國等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 679―1989制定的，于1999年2月8日發(fā)布，1999年5月1日起生效。

GB/T 17671―1999與GB177―85同屬檢驗(yàn)水泥膠砂強(qiáng)度的“軟練法”，即采用塑膠砂，4X4X160cm棱柱試體，將試體先進(jìn)行抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，折斷后的兩個半截試體再進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。兩者的核心差別在于膠砂組成不同，ISO方法采用的水灰比適中，灰砂比適中，特別是采用了級配標(biāo)準(zhǔn)砂，因而ISO方法檢驗(yàn)得到的強(qiáng)度數(shù)值比GB-177方法更接近于水泥在砼中的使用性能。

（2）六大水泥標(biāo)準(zhǔn)修訂的主要內(nèi)容

a．水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法改為GB/T 17671―1999方法

六大水泥產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)均引用GB/T 17671―1999方法作為水泥膠砂的強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，不再采用GB 177―85方法。因此GB/T 17671―1999方法上升為強(qiáng)制性方法，而GB 177―85方法下降為推薦性方法。

b．水泥標(biāo)號改為強(qiáng)度等級

六大水泥老標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行以Kgf/cm2表示的水泥標(biāo)號，如32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。

六大水泥新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行以Mpa表示的強(qiáng)度等級，如32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等，使強(qiáng)度等級的數(shù)值與水泥28天抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的最低值相同。

新標(biāo)準(zhǔn)還統(tǒng)一規(guī)劃了我國水泥的強(qiáng)度等級，硅酸鹽水泥分為三個等級6個類型，42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R，其他五大水泥也分3個等級6個類型即32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R

c．強(qiáng)度齡期與各齡期強(qiáng)度指標(biāo)設(shè)置

六大水泥新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水泥強(qiáng)度齡期均為3天、28天兩個齡期，每個齡期均有抗折與抗壓強(qiáng)度指標(biāo)要求。

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