一、水泥（cement）的定義
凡是磨成粉末狀，加水拌合成塑性漿體，能膠結砂、石等材料，既能在空氣中又能在水中硬化的水硬性膠凝材料，通稱為水泥。
二、水泥的品種和分類
對水泥的分類通常有兩種方法：一是按用途及效能分類，二是按其主要水硬性物質名稱分類。
1、按水泥用途分為：通用水泥、專用水泥、特性水泥三大類
通用水泥：是指適用於大多數工業、民用建築工程的矽酸鹽系列品種水泥。主要有矽酸鹽水泥，普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥以及復合矽酸鹽水泥。
專用水泥：是指有專門用途的水泥，如油井水泥、中熱矽酸鹽水泥和粉煤灰矽酸鹽水泥等。
特性水泥：是指某種效能較突出的一類水泥。如快硬水泥系列、膨脹水泥系列、抗硫酸鹽矽酸鹽水泥等。
專用特種水泥：快硬高強水泥、膨脹水泥、自應力水泥、水工水泥、油井水泥、裝飾水泥、砌築水泥、低鹼水泥、道路水泥等種類。
2、按其主要水硬性物質名稱分為:矽酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他系列六大類
通用矽酸鹽水泥
1、矽酸鹽水泥（portland cement）：由矽酸鹽水泥熟料、0%~5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料，稱為矽酸鹽水泥（國外通稱的波特蘭水泥）。矽酸鹽水泥分為兩類：
不摻加混合材料的稱為i型矽酸鹽水泥，代號p.i；摻入不超過5%的石灰石或粒化高爐礦渣混合材的稱為ii型矽酸鹽水泥，代號p.ii。
2、普通矽酸鹽水泥（ordinary portland cement）：由矽酸鹽水泥熟料、6%－15%混合材料，適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料,稱為普通矽酸鹽水泥（簡稱普通水泥）,代號：p.
o（portland ordinary）。
3、礦渣矽酸鹽水泥（portland slag cement）：由矽酸鹽水泥熟料、粒化高爐礦渣和適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料,稱為礦渣矽酸鹽水泥，代號：p.
s（portland slag）
p.s.a 礦渣摻量＞20且＜50
psb 礦渣摻量＞50且＜70
4、粉煤灰矽酸鹽水泥：由矽酸鹽水泥熟料、粉煤灰和適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰矽酸鹽水泥，代號：p.f（portland fly ash）。
5、火山灰質矽酸鹽水泥：由矽酸鹽水泥熟料、火山灰質混合材料和適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料。稱為火山灰質矽酸鹽水泥，代號：p.p。
6、復合矽酸鹽水泥：由矽酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規定的混合材料和適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料，稱為復合矽酸鹽水泥（簡稱復合水泥），代號p.c (portland ***posite)。
三、矽酸鹽水泥的技術指標（品質指標）
1、化學指標：是保證水泥質量和效能的重要依據
（1）氧化鎂含量：在水泥熟料中，常含有少量與其他礦物結合的游離氧化鎂，它是高溫時形成的方鎂石，它水化為氫氧化鎂的速度很慢，常在水泥硬化以後才開始水化，在水化時產生體積膨脹，可導致水泥石結構產生裂縫甚至破壞，因此，它是引起水泥安定性不良的原因之一。
因此，國家標準（gb175-1999）規定，水泥中氧化鎂的含量不得超過5%。如果水泥經壓蒸安定性試驗合格，則水泥中氧化鎂的含量允許放寬到6%。
（2）三氧化硫含量：水泥中的s03主要是在生產時為調節凝結時間加入石膏而帶來的，也可能是煅燒熟料時加入石膏礦化劑而帶入熟料的。適量石膏雖能改善水泥效能（如提高水泥強度、降低收縮性、改善抗凍耐蝕和抗滲性等），但石膏超過一定含量後，水泥效能會變差，甚至引起硬化水泥石膨脹，導致結構破壞。
因此水泥中s03的含量必須加以限制。
現行國家標準規定，水泥中s03的含量不得超過3.5%。
（3）燒失量：水泥煅燒不佳或受潮後，均會導致燒失量增加。燒失量測定是以水泥試樣在950-1000℃下灼燒15-20min，冷至室溫稱量。
如此反覆灼燒直至恒重，按下式計算燒失量：x＝（mo-m1）/mo×100
式中：x——燒失量%
mo——灼燒前試樣質量g
m1——灼燒後試樣質量g
普通水泥、礦渣水泥中的燒失量，迴轉窯廠不得大於5%
水泥中的鹼含量按na2o+0.658k2o計算值表示。
2、物理指標
（1）凝結時間
初凝時間是從水泥加水開始到水泥漿失去可塑性所需的時間；終凝時間是從水泥加水開始到水泥漿完全失去塑性的時間。矽酸鹽水泥初凝不小於45min，終凝不大於390min；
普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥和復合矽酸鹽水泥初凝不小於45min，終凝不大於600min。
（2）細度（選擇性指標）
矽酸鹽水泥和普通矽酸鹽水泥以比表面積表示，不小於300m2/kg；礦渣矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰矽酸鹽水泥和復合矽酸鹽水泥以篩餘表示，80μm方孔篩篩餘不大於10%或45μm方孔篩篩餘不大於30%。
（3）安定性：安定性是指水泥在凝結硬化過程中體積變化的均勻性。
（4）強度：強度是水泥技術中最基本的指標，它直接反映了水泥的質量水平和使用
價值。國際上都採用砂漿法作為水泥強度的標準檢驗方法。我國亦採用水泥膠砂來評定水泥強度。
（5）比重與容重：普通水泥比重為3：1，容重通常採用1300公斤/立方公尺。
水泥體積安定性不良的原因在於：水泥熟料中游離cao、mgo含量過多或摻入的石膏含量過多。熟料中的游離cao、mgo經過高溫煅燒後均呈「過燒」狀態，水化十分緩慢。
在水泥已經硬化後才進行水化，體積膨脹，引起不均勻的體積變化，使水泥石開裂。石膏含量過多時，在水泥硬化後，它還會與固體的水化鋁酸鈣反應，生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積約增大1.5倍，引起水泥石開裂
我國現行國家標準規定，凡是氧化鎂、三氧化硫、初凝時間、安定性中的任何一項指標不符合標準規定的，均為廢品。
凡終凝時間、不溶物和燒失量中的任何一項不符合標準規定的，或混合材摻加量超過最大限量，或強度低於等級規定的指標時稱為不合格產品。
四、矽酸鹽水泥熟料的化學成分
熟料的化學組成
矽酸鹽水泥熟料的主要化學組成為氧化鈣（cao），一般範圍為62-67%；二氧化矽（sio2），一般範圍為20-24%；三氧化二鋁（al2o3）一般範圍為4-7%；三氧化二鐵（fe2o3），一般範圍為2.5-6%。這四種氧化物組成通常在熟料中佔95%以上，同時含有5%以下的少數氧化物，如氧化鎂（mgo）、硫酐（so3）、氧化鈦（tio2）、氧化磷（p2o5）以及鹼（k20、na20） 等。
熟料中的主要礦物
原料中cao、sio2、al2o3和fe2o3，這四種氧化物， 經過高溫煅燒後發生化合反應：
矽酸鹽礦物（cao、sio2）生成：矽酸二鈣（2cao·sio2），簡寫為c2s和矽酸三鈣（3cao·sio2），可簡寫為c3s，合計佔75%左右。
熔劑礦物（al2o3和fe2o3）生成：鋁酸三鈣(3cao·al2o3)，可簡寫為c3a、鐵鋁酸四鈣(4cao·al2o3· fe2o3)簡寫為c4af，合計佔22%左右。
另外還有少量的游離氧化鈣（f-cao）、方鎂石、含鹼礦物（r20）以及玻璃體等。
從以上熟料的礦物組成中可以看出，在水泥熟料中，cao、sio2、al2o3、fe2o3這四種氧化物，不是以單獨的氧物形式存在，而是經過高溫煅燒後，兩種或兩種以上的氧化物反應生成的多種礦物集合體，其結晶細小，通常為30－60um。因此水泥熟料是一種多礦物組成的結晶細小的人造岩石
五、熟料的率值
率值就是用來表示水泥熟料中多氧化物之間相對含量的係數。它是生產控制的一種指標。
（一）、水硬率hm（m）
表示水泥熟料中氧化鈣與酸性氧化物（sio2、al2o3、 fe2o3）之和的質量百分數的比值，用hm或m表示。通常波動值在1.7－2.4之間。
（二）、矽率（矽矽率） **(n)和鋁率（或稱鐵率） im(p)
1、矽率
表示熟料中氧化矽含量與氧化鋁、氧化鐵之和的質量比。用**或n表示：計算公式如下：
**(n)= sio2/ (al2o3+ fe2o3)。通常矽酸鹽水泥熟料的矽率在2.0－3.
4之間。
2、鋁率
鋁率又稱鐵率或鋁氧率。表示熟料中氧化鋁和氧化鐵含量的質量比，用im或者p表示。計算公式如下：
im(p)= al2o3/ fe2o3。通常矽酸鹽水泥熟料的鋁率在0.8－2.
0之間。
六、通用矽酸鹽水泥和矽酸鹽水泥熟料現在執行的國家標準代號為：
通用矽酸鹽水泥：gb 175—2007
矽酸鹽水泥熟料：gb/t 21372—2008
七、煤的分析方法通常有兩種：元素分析和工業分析。水泥廠一般只作工業分析，工業分析包括下列專案：水分（w）、揮發分（v）、
固定碳（c）、灰分（a）四項，四項總和為100%
八、石灰飽和係數kh值
為熟料中全部氧化矽生成矽酸鈣（c2s和c3s）所需的氧化鈣含量與全部氧化矽生成矽酸三鈣所需氧化鈣含量的比值，也即表示熟料中氧化矽被氧化鈣飽和形成矽酸三鈣的程度。公式如下：kh=（cao-1.
65al2o3-0.35fe2o3）/2.8sio2通常kh值控制在0.
87－0.97之間。
活性混合材料
符合gb/t203、gb/t18046、gb/t1596、gb/t2847標準要求的粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰質混合材料。
非活性混合材料
活性指標分別低於gb/t203、gb/t18046、gb/t1596、gb/t2847標準要求的粒化高爐礦渣、粒化高爐礦渣粉、粉煤灰、火山灰質混合材料；石灰石和砂岩，其中石灰石中的三氧化二鋁含量應不大於2.5%。
九、矽酸鹽水泥的主要配料
製造矽酸鹽水泥的主要原料是石灰質原料（主要提供氧化鈣）和矽鋁質原料（主要提供二氧化矽和氧化鋁以及少量氧化鐵）。我國粘土質原料及煤炭灰分一般含氧化鋁較高，含氧化鐵不足。因此，使用天然原料的水泥廠，絕大部分需用鐵質校正原料，即採用石灰質原料、粘土質原料和鐵質校正原料進行配料。
當粘土中氧化鋁含量偏低時，可摻入高鋁原料如煤渣、粉煤灰、煤矸石渣等。
矽鋁質原料主要化學成分是二氧化矽、其次是三氧化鋁，還有少量三氧化二鐵。
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