其他品种水泥其他品种水泥 为了满足各种工程的不同需要，在硅酸盐水泥和铝为了满足各种工程的不同需要，在硅酸盐水泥和铝酸盐水泥的基础上，已生产了许多品种的水泥酸盐水泥的基础上，已生产了许多品种的水泥 ——按水泥的用途及性能可分为按水泥的用途及性能可分为 通用水泥、专用水泥和通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类特性水泥三大类 本章主要介绍与工程建设密切相关的本章主要介绍与工程建设密切相关的某些特性水泥和专用水泥某些特性水泥和专用水泥 第一节第一节 快硬高强水泥快硬高强水泥 随着现代工程的日益发展，在很多情况下，常要求水随着现代工程的日益发展，在很多情况下，常要求水泥具有相应的快凝、快硬性能如军事抢修工程、路面、泥具有相应的快凝、快硬性能如军事抢修工程、路面、机场修补等机场修补等 ?近近2020年来，水泥在快硬和高强方面，都有重大突破年来，水泥在快硬和高强方面，都有重大突破在快硬方面，已发展了超早强水泥，能在在快硬方面，已发展了超早强水泥，能在 5 5～～20min20min硬硬化，硬化化，硬化1h1h的抗压强度可达的抗压强度可达1010～～3030MPaMPa。
在类型上，除在类型上，除了硫铝酸钙型和氟铝酸钙型快硬水泥外，还发明了超了硫铝酸钙型和氟铝酸钙型快硬水泥外，还发明了超快硬外加剂在高强方面水泥标号已可以超过快硬外加剂在高强方面水泥标号已可以超过 100MPa100MPa以上 ?一、快硬水泥一、快硬水泥 述的述的硫铝酸盐型硫铝酸盐型快硬水泥和快硬水泥和氟铝酸盐型氟铝酸盐型快硬水泥此快硬水泥此 目前，快硬水泥主要有目前，快硬水泥主要有 快硬硅酸盐水泥快硬硅酸盐水泥，以及前章论，以及前章论外也可用超快硬外加剂提高通用水泥的早期强度外也可用超快硬外加剂提高通用水泥的早期强度 （一）快硬硅酸盐水泥（一）快硬硅酸盐水泥 ?定义：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅定义：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成具有磨细制成具有早期强度增进率较高早期强度增进率较高 的水硬性胶凝材料，的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥） ?快硬水泥的标号以快硬水泥的标号以 3 3天天抗压强度来表示，分为抗压强度来表示，分为 325325、、375375、、425425三个标号。
三个标号 为了提高水泥的早期强度，一般熟料矿物中为了提高水泥的早期强度，一般熟料矿物中 C C3 3S S含量达含量达?50%50%～～60%60%，，C C3 3A A含量为含量为8%8%～～14%14% ??快硬水泥的强度要求见表快硬水泥的强度要求见表 8-1 8-1 水泥标水泥标号号 325 375 425 抗压强度（抗压强度（MPa）） 抗折强度（抗折强度（MPa）） 1d 14.7 16.7 18.6 3d 32.5 37.5 42.5 1d 3.4 3.9 4.4 3d 5.4 5.9 6.3 水泥的比表面积对其强度，特别是早期强度的影响很大，水泥的比表面积对其强度，特别是早期强度的影响很大， 见下表 水泥比表水泥比表抗压强度（抗压强度（MPa）） 面积面积 1d 3d 7d 28d （（cm2/g）） 2980 4540 6300 10.5 25.3 26.1 27.9 43.7 44.0 38.6 47.8 52.6 43.6 53.3 61.2 ?快硬水泥的水化热较高，早期干缩率大在储存运输过快硬水泥的水化热较高，早期干缩率大在储存运输过程中易风化，一般储存期不应超过一个月。
程中易风化，一般储存期不应超过一个月 快硬水泥的水泥石比较致密，其不透水性和抗冻性常优快硬水泥的水泥石比较致密，其不透水性和抗冻性常优于普通水泥于普通水泥 ? 快硬硅酸盐水泥主要用于抢修工程、军事工程以及预应快硬硅酸盐水泥主要用于抢修工程、军事工程以及预应力钢筋混凝土构件力钢筋混凝土构件 （二）快硬剂（二）快硬剂 采用快硬剂使水泥获得超快硬特性，是水泥工业的一项采用快硬剂使水泥获得超快硬特性，是水泥工业的一项新进展日本的新进展日本的QTQT快硬剂、我国的快硬剂、我国的SHSH快硬剂和快硬剂和NXNX快硬剂快硬剂为常用水泥应用于特殊工程开辟了广阔前景为常用水泥应用于特殊工程开辟了广阔前景 QTQT快硬剂的生产：主要原料为烧矾土和生石灰，按适当快硬剂的生产：主要原料为烧矾土和生石灰，按适当配比在电炉中于配比在电炉中于1500℃1500℃熔融，经淬冷后烘干磨细，加熔融，经淬冷后烘干磨细，加入适量磨细无水石膏和激发剂，即成入适量磨细无水石膏和激发剂，即成 QTQT快硬剂下表快硬剂下表为某为某QTQT的化学成分（的化学成分（% %） 不溶不溶物物 0.8 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO SO3 其他其他 42.6 2.2 23.9 0.7 0.2 28.3 1.3 ?QTQT的主要矿物组成为的主要矿物组成为 C C1212A A7 7和和CaSOCaSO4 4，和硅酸盐水泥混合，和硅酸盐水泥混合加水水化后，其主要的水化产物为水化硫铝酸钙加水水化后，其主要的水化产物为水化硫铝酸钙 AFtAFt和和水化硅酸钙水化硅酸钙C-S-HC-S-H以及氢氧化钙。
以及氢氧化钙 12h12h前的强度，主要依靠前的强度，主要依靠 钙矾石钙矾石的生成；的生成；12h12h后，阿利特后，阿利特水化形成的水化形成的C-S-HC-S-H凝胶凝胶才能对强度发挥作用下表为才能对强度发挥作用下表为25%QT25%QT与与75%75%硅酸盐水泥混合后的砂浆强度（水灰比为硅酸盐水泥混合后的砂浆强度（水灰比为0.450.45） 龄期龄期 抗压强度抗压强度（（MPa）） 1h 9.8 2h 15.2 3h 18.6 ? ??NXNX促硬剂可使水泥的小时强度达促硬剂可使水泥的小时强度达 10MPa10MPa以上见表以上见表8-58-5 由由NXNX配制的超快硬水泥在低温下可以正常硬化，如下表所示配制的超快硬水泥在低温下可以正常硬化，如下表所示 而而52.552.5强度等级的硅酸盐水泥在强度等级的硅酸盐水泥在5℃5℃下硬化，下硬化， 24h24h尚难凝尚难凝结，结，3d3d才能脱模掺有才能脱模掺有NXNX的超快硬水泥实际上在的超快硬水泥实际上在 - -10℃10℃左右也能正常硬化左右也能正常硬化 ? 掺有促硬剂的超快硬水泥可以用于快速施工工程、紧掺有促硬剂的超快硬水泥可以用于快速施工工程、紧急抢修工程、冬季施工工程，抗渗堵漏工程及地下工急抢修工程、冬季施工工程，抗渗堵漏工程及地下工程等。
程等 二、高强水泥二、高强水泥 （一）高标号硅酸盐水泥（一）高标号硅酸盐水泥 ? 生产高标号硅酸盐水泥的主要工艺措施是烧制高强生产高标号硅酸盐水泥的主要工艺措施是烧制高强度的硅酸盐水泥度的硅酸盐水泥 熟料熟料，提高水泥的，提高水泥的粉磨细度粉磨细度以及适当以及适当增加石膏掺量表增加石膏掺量表 8-78-7为高标号水泥的强度为高标号水泥的强度 龄期龄期 8h 12h 16h 1d 3d 7d 28d 90d 抗折强度抗折强度 （（MPa）） 抗压强度抗压强度 （（MPa）） 6.8 28.3 8.5 42.4 9.2 53.4 10.6 69.2 11.0 14.1 14.8 15.1 98.4 103.9 116.5 128.8 （二）特种高强水泥（二）特种高强水泥 ? 目前的特种高强水泥的理论基础均基于目前的特种高强水泥的理论基础均基于 T.C.PowersT.C.Powers的的胶孔材料理论：胶孔材料理论：水泥石的强度主要决定于水泥的水化程水泥石的强度主要决定于水泥的水化程度和水灰比（孔隙率）。
度和水灰比（孔隙率） 1 1、热压高强水泥、热压高强水泥 ? 美国美国D.M.RoyD.M.Roy采用大幅度地降低成型时的水灰比和总采用大幅度地降低成型时的水灰比和总孔隙率的途径，使水泥石的孔隙率仅为孔隙率的途径，使水泥石的孔隙率仅为 1.78 % 1.78 %，水泥，水泥石强度高达石强度高达652MPa652MPa 2 2、、宏观无缺陷水泥（宏观无缺陷水泥（ MDFMDF水泥）水泥） ?由英国帝国化学公司和牛津大学的由英国帝国化学公司和牛津大学的 BirchallBirchall推出的一推出的一种新型高强水泥种新型高强水泥 MDF MDF是将某些聚合物按一定比例加入到水泥与水的系是将某些聚合物按一定比例加入到水泥与水的系统中进行混合，随后进行高效剪切搅拌而获得塑性较统中进行混合，随后进行高效剪切搅拌而获得塑性较高的混合物该混合物可通过挤压或其他成型技术制高的混合物该混合物可通过挤压或其他成型技术制成制品 MDFMDF的生产工艺过程中，采用低的水的生产工艺过程中，采用低的水 / /固比，选用适宜的固比，选用适宜的 水泥品种，控制水泥的颗粒分布，施加适当的成型压力水泥品种，控制水泥的颗粒分布，施加适当的成型压力 ?和选择合适的养护温度等都会对和选择合适的养护温度等都会对MDFMDF材料的最终材料的最终性能产生一定影响。
性能产生一定影响 ? MDF MDF水泥具有优异的工程应用性能，除了力学水泥具有优异的工程应用性能，除了力学性能大幅度改善外，在电学、磁学、声学、低性能大幅度改善外，在电学、磁学、声学、低温使用性能上都具有广阔的开发前景温使用性能上都具有广阔的开发前景 ? 如孔隙率为如孔隙率为1%1%、密度为、密度为2.5g/cm2.5g/cm3 3的的MDFMDF水泥的水泥的抗压强度可达抗压强度可达300MPa300MPa，抗折强度达，抗折强度达150-240MPa150-240MPa，，4 4弹性模量为弹性模量为5 5××1010 MPaMPa，热膨胀为，热膨胀为9.7μm/9.7μm/（（m m·k)k) ?在在MDFMDF水泥材料制造过程中，由于有机聚合物的加入，水泥材料制造过程中，由于有机聚合物的加入，并在强力剪切搅拌、挤压下排出材料中的气孔由于并在强力剪切搅拌、挤压下排出材料中的气孔由于孔隙率和孔径的减少，材料的强度，尤其是抗折强度孔隙率和孔径的减少，材料的强度，尤其是抗折强度得以提高得以提高 增加了水泥浆体的和易性，因此可以大大减少水胶比，增加了水泥浆体的和易性，因此可以大大减少水胶比，? 聚合物在材料中主要起减水、增塑、填充孔隙等作聚合物在材料中主要起减水、增塑、填充孔隙等作用。
关于用关于MDFMDF水泥的高强机理，以及聚合物与水泥间水泥的高强机理，以及聚合物与水泥间是否存在化学反应，不同学者基于自己的研究提出了是否存在化学反应，不同学者基于自己的研究提出了各自的观点各自的观点 ?——BirchallBirchall等采用等采用SEMSEM方法研究了方法研究了MDFMDF水泥浆体的水泥浆体的微观结构，并将其与普通水泥浆体进行比较，观察微观结构，并将其与普通水泥浆体进行比较，观察到两者的主要差别在于宏观缺陷上，到两者的主要差别在于宏观缺陷上， MDFMDF水泥基本上水泥基本上消除了宏观缺陷（大的孔隙）两种水泥浆体在低消除了宏观缺陷（大的孔隙）两种水泥浆体在低水灰比的情况下，其结构是相似的用水灰比的情况下，其结构是相似的用 SEMSEM检查样品检查样品的断裂表面、残余熟料颗粒的形貌、内部水化产物的断裂表面、残余熟料颗粒的形貌、内部水化产物以及氢氧化钙晶体等，所以这些都是相似的以及氢氧化钙晶体等，所以这些都是相似的 ?——唐明述教授等认为：水泥和聚合物的抗折强度唐明述教授等认为：水泥和聚合物的抗折强度均小于均小于100MPa100MPa，而，而MDFMDF水泥的抗折强度却大大高于此水泥的抗折强度却大大高于此值。
值 ?说明必然存在聚合物与水泥两相的复合增强作用，说明必然存在聚合物与水泥两相的复合增强作用，他们研究了聚丙烯酸衍生物与他们研究了聚丙烯酸衍生物与 Ca, Al, Fe, Si离子的离子的红外反应活性，得到了化学反应的信息，并通过红外反应活性，得到了化学反应的信息，并通过 X射线分析认为，在所研究的体积内形成了射线分析认为，在所研究的体积内形成了 Ca和和Al的的聚羧酸盐聚羧酸盐 ? 研究结果表明，在这类研究结果表明，在这类 MDF水泥中，存在着包括水泥中，存在着包括界面化学反应在内的较为复杂的复合增强作用界面化学反应在内的较为复杂的复合增强作用 3 3、、高密超细匀质水泥（高密超细匀质水泥（ DSPDSP水泥）水泥） 继继BirchallBirchall之后，美、苏、日等都相应开展研究，并之后，美、苏、日等都相应开展研究，并推出了与此相似的推出了与此相似的 DSPDSP水泥，（含有超细颗粒均匀分布水泥，（含有超细颗粒均匀分布的致密材料）即在硅酸盐水泥中掺入的致密材料）即在硅酸盐水泥中掺入 20%20%～～25%25%的的硅硅灰灰，同时采用高效减水剂将水灰比降到，同时采用高效减水剂将水灰比降到 0.120.12～～0.15 0.15 ，，可使水泥石的抗压强度达到可使水泥石的抗压强度达到 200200～～270MPa270MPa。
另外，还有纤维增强水泥，水泥另外，还有纤维增强水泥，水泥 - -聚合物聚合物- -纤维三元复纤维三元复合材料等水泥基材料在高强方面已有了突破性进展，合材料等水泥基材料在高强方面已有了突破性进展，其强度和韧性可与钢材相近，但其质量比钢材轻，耐其强度和韧性可与钢材相近，但其质量比钢材轻，耐腐蚀性能比钢材好腐蚀性能比钢材好 ? 第二节第二节 抗硫酸盐硅酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥 定义：凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得的定义：凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得的以硅酸钙为主的以硅酸钙为主的特定矿物组成特定矿物组成的熟料，加入适量石膏，的熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀一定抗硫酸盐侵蚀 性能的水硬性胶凝性能的水硬性胶凝材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥材料，称为抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥水泥石中引起硫酸盐腐蚀的两大因素：水泥石中引起硫酸盐腐蚀的两大因素： ?——氢氧化钙和水化铝酸钙氢氧化钙和水化铝酸钙 ?因此，水泥的抗硫酸盐性在很大程度上决定于水泥熟因此，水泥的抗硫酸盐性在很大程度上决定于水泥熟料的矿物组成及其相对含量。
料的矿物组成及其相对含量 ?下图为不同熟料矿物组成配制的砂浆，在硫酸镁溶液下图为不同熟料矿物组成配制的砂浆，在硫酸镁溶液中的膨胀情况中的膨胀情况 ? 试验表明，试验表明，C C3 3S S或或C C2 2S S 中掺有中掺有C C3 3A A后，后， 其膨胀率迅速增加其膨胀率迅速增加 所以，从矿物组成所以，从矿物组成 方面提高水泥方面提高水泥 抗硫酸盐侵蚀的措施：抗硫酸盐侵蚀的措施： ??（一）降低（一）降低C C3 3A A含量，含量， 相应提高相应提高C C4 4AFAF的含量 （二）降低（二）降低C C3 3S S的含量，相应增加的含量，相应增加 C C2 2S S的含量 所以，抗硫酸盐水泥熟料中所以，抗硫酸盐水泥熟料中 C C3 3A A和和C C3 3S S的含量必须加以的含量必须加以限制GB748GB748规定，规定，C C3 3S S和和C C3 3A A的计算矿物含量分别不应的计算矿物含量分别不应超过超过50%50%和和5%5%C C3 3A+CA+C4 4AFAF的含量应小于的含量应小于22%22%。
----- ??这样生产出的熟料矿物组成一般为：这样生产出的熟料矿物组成一般为： C C3 3S=40%S=40%～～45%45%、、C C3 3S+CS+C2 2S=77%S=77%～～80%80%、、C C3 3A=2%A=2%～～4%4%、、 C C4 4AF=15%AF=15%～～18%18%、、f-CaOf-CaO＜＜0.5%0.5% 抗硫酸盐水泥的标号分为抗硫酸盐水泥的标号分为 325325和和425425两个标号见下表两个标号见下表 抗折强度（抗折强度（MPa）） 抗压强度（抗压强度（MPa）） 水泥标号水泥标号 3d 7d 28d 3d 7d 28d 325 425 2.5 3.3 3.6 4.5 5.4 6.3 11.8 15.7 18.6 24.5 32.5 42.5 抗硫酸盐水泥适用于一般受硫酸盐侵蚀的海港、水利、抗硫酸盐水泥适用于一般受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧涵、引水、道路和桥梁基础等工程地下、隧涵、引水、道路和桥梁基础等工程 在我国，抗硫酸盐水泥已广泛应用于有硫酸盐侵蚀的在我国，抗硫酸盐水泥已广泛应用于有硫酸盐侵蚀的工程，如成昆铁路的隧道工程、青海盐湖筑路工程、新工程，如成昆铁路的隧道工程、青海盐湖筑路工程、新疆公路工程以及一些海港工程等等。
疆公路工程以及一些海港工程等等 ?抗硫酸盐水泥一般可抵抗抗硫酸盐水泥一般可抵抗 SOSO4 42-2-离子浓度离子浓度不超过不超过2500mg/L2500mg/L 的纯硫酸盐的腐蚀如果环境侵蚀水中的纯硫酸盐的腐蚀如果环境侵蚀水中 SOSO4 4高，则要用高抗硫酸盐水泥高，则要用高抗硫酸盐水泥 ?2-2-离子浓度过离子浓度过高抗硫酸盐水泥熟料中铝酸三钙含量不大于高抗硫酸盐水泥熟料中铝酸三钙含量不大于 2%2%，硅酸三，硅酸三钙含量不大于钙含量不大于35%35%高抗硫酸盐水泥可抗高抗硫酸盐水泥可抗 SOSO4 42-2-离子浓度离子浓度4 4为为（（1 1～～2 2））××1010 mg/Lmg/L ，但这种水泥的早期强度较低，，但这种水泥的早期强度较低，具有后期强度增进率高的特点具有后期强度增进率高的特点 ?抗硫酸盐水泥具有较低的水化热，其他性能如胀缩、抗抗硫酸盐水泥具有较低的水化热，其他性能如胀缩、抗渗、弹性模量、抗冻等与硅酸盐水泥相似渗、弹性模量、抗冻等与硅酸盐水泥相似 第三节第三节 膨胀水泥膨胀水泥 ? 普通硅酸盐水泥在空气中硬化，通常都将产生收缩。
普通硅酸盐水泥在空气中硬化，通常都将产生收缩一般收缩率平均在一般收缩率平均在 0.02%0.02%～～0.03%0.03%，，180180天的收缩率平天的收缩率平均在均在0.040.04～～0.06% 0.06% 因此，水泥混凝土成型后，由于收缩内部会产生微裂因此，水泥混凝土成型后，由于收缩内部会产生微裂 缝而使其一系列性能下降缝而使其一系列性能下降 ?当用膨胀水泥配制混凝土时，在硬化过程中当用膨胀水泥配制混凝土时，在硬化过程中 产生一产生一定数值的膨胀，就可以克服或改善上述缺点定数值的膨胀，就可以克服或改善上述缺点 ?根据膨胀值和用途的不同，膨胀水泥可分为：收缩补根据膨胀值和用途的不同，膨胀水泥可分为：收缩补偿水泥和自应力水泥两类偿水泥和自应力水泥两类 ?——收缩补偿水泥：膨胀值较低，限制膨胀时所产生收缩补偿水泥：膨胀值较低，限制膨胀时所产生的压应力，大致能抵消干缩所引起的拉应力，的压应力，大致能抵消干缩所引起的拉应力， 主要用主要用以减少或防止混凝土的干缩裂缝以减少或防止混凝土的干缩裂缝 ?——自应力水泥：膨胀值较高，足以使干缩后的混凝自应力水泥：膨胀值较高，足以使干缩后的混凝土仍有较大的自应力，土仍有较大的自应力， 用以配制各种自应力混凝土用以配制各种自应力混凝土 。
习惯上通常将补偿收缩的水泥称为膨胀水泥，用以习惯上通常将补偿收缩的水泥称为膨胀水泥，用以 ? 配制自应力混凝土的膨胀水泥则称为自应力水泥配制自应力混凝土的膨胀水泥则称为自应力水泥 一、制取膨胀水泥的工艺原理一、制取膨胀水泥的工艺原理 ?主要有三种方法：主要有三种方法： ?1 1、在水泥中掺入一定量的在特定温度下煅烧制得的氧、在水泥中掺入一定量的在特定温度下煅烧制得的氧化钙（化钙（生石灰生石灰），氧化钙水化时产生体积膨胀氧化钙水化时产生体积膨胀 ?2 2、在水泥中掺入一定量的在特定温度下煅烧制得的氧、在水泥中掺入一定量的在特定温度下煅烧制得的氧化镁（化镁（菱苦土菱苦土），氧化镁水化时产生体积膨胀氧化镁水化时产生体积膨胀 3 3、在水泥浆体水化硬化过程的某一适当时机形成、在水泥浆体水化硬化过程的某一适当时机形成 钙矾钙矾石石，产生体积膨胀产生体积膨胀 ? ?由于氧化钙和氧化镁的水化膨胀性能不够稳定，较难控由于氧化钙和氧化镁的水化膨胀性能不够稳定，较难控制 所以，在实际上得到广泛应用的是以钙矾石作为膨胀源所以，在实际上得到广泛应用的是以钙矾石作为膨胀源的各种膨胀水泥。
的各种膨胀水泥 ?关于钙矾石产生膨胀的机理，存在着不同的假说，尚处关于钙矾石产生膨胀的机理，存在着不同的假说，尚处 在不断探索之中在不断探索之中 ——拉福姆理论：拉福姆理论：在高浓度的在高浓度的 Ca(OH) Ca(OH)2 2溶液中，钙矾石是溶液中，钙矾石是通过固相反应形成，大量水进入结构中从而引起膨胀通过固相反应形成，大量水进入结构中从而引起膨胀 但近代的研究表明，在低浓度的但近代的研究表明，在低浓度的 Ca(OH)Ca(OH)2 2溶液中形成的钙溶液中形成的钙矾石也会膨胀钙矾石的分布状态不同）矾石也会膨胀钙矾石的分布状态不同） ?——梅塔（梅塔（P.K.Mehta)P.K.Mehta)的理论：的理论：只有凝胶状的钙矾石粒只有凝胶状的钙矾石粒子才是产生膨胀的根源带负电荷的钙矾石粒子吸引周子才是产生膨胀的根源带负电荷的钙矾石粒子吸引周围的极性水分子，从而引起颗粒间的斥力，造成体系的围的极性水分子，从而引起颗粒间的斥力，造成体系的膨胀 ——我国国家建筑材料科学研究院的研究认为：我国国家建筑材料科学研究院的研究认为： 只要溶只要溶液内有适当浓度的钙离子、铝酸盐和硫酸盐离子，能形液内有适当浓度的钙离子、铝酸盐和硫酸盐离子，能形成一定数量的钙矾石，就能产生膨胀。
成一定数量的钙矾石，就能产生膨胀 ??无论是分散状的钙矾石还是辐射状的都具有使浆体膨胀无论是分散状的钙矾石还是辐射状的都具有使浆体膨胀的能力只不过前者分散填充在原来充水的空间，而后的能力只不过前者分散填充在原来充水的空间，而后者以原始固相为依托，彼此交叉搭接，具有更为显著的者以原始固相为依托，彼此交叉搭接，具有更为显著的膨胀能力膨胀能力 ??在一般情况下，铝酸盐离子由在一般情况下，铝酸盐离子由 C C3 3A A、、CACA、、C C1212A A7 7、、CACA2 2等等铝酸钙提供，二水石膏或无水石膏提供硫酸盐离子，铝酸钙提供，二水石膏或无水石膏提供硫酸盐离子，硅酸钙水化提供钙离子而无水硫铝酸钙则可同时提硅酸钙水化提供钙离子而无水硫铝酸钙则可同时提供上述各种离子供上述各种离子 以钙矾石作为膨胀源的膨胀水泥可以分为三类：以钙矾石作为膨胀源的膨胀水泥可以分为三类： 1 1、以硅酸盐水泥熟料为基材、以硅酸盐水泥熟料为基材 2 2、以高铝水泥熟料为基材、以高铝水泥熟料为基材 3 3、以硫铝酸盐熟料为基材、以硫铝酸盐熟料为基材 每一类别又可包括若干品种，见下表。
每一类别又可包括若干品种，见下表 二、几个主要品种膨胀水泥的制造方法及性能二、几个主要品种膨胀水泥的制造方法及性能 1 1、硅酸盐膨胀水泥和自应力水泥、硅酸盐膨胀水泥和自应力水泥 ? 以适当比例的普通硅酸盐水泥、高铝水泥和天然二以适当比例的普通硅酸盐水泥、高铝水泥和天然二水石膏磨制而得的膨胀性的水硬性胶凝材料水石膏磨制而得的膨胀性的水硬性胶凝材料 ?普通硅酸盐水泥为强度组分，高铝水泥和二水石膏为普通硅酸盐水泥为强度组分，高铝水泥和二水石膏为膨胀组分膨胀组分 强度组分与膨胀组分必须协调若水泥的强度发展过强度组分与膨胀组分必须协调若水泥的强度发展过快，则膨胀值变小（自应力值变小）；若膨胀过大，快，则膨胀值变小（自应力值变小）；若膨胀过大，则强度下降，甚至破坏则强度下降，甚至破坏 ? 硅酸盐膨胀水泥一般的配比为：硅酸盐膨胀水泥一般的配比为： ?普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥7777～～81%81%；高铝水泥；高铝水泥1212～～14%14%；二水石；二水石膏膏7 7～～9%9%（（SOSO3 3<5%<5%））. . ? 硅酸盐自应力水泥一般的配比为：硅酸盐自应力水泥一般的配比为： 膏膏1515～～18%18%。
普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥6767～～73%73%；高铝水泥；高铝水泥1212～～15%15%；二水石；二水石 硅酸盐自应力水泥主要用于制造自应力混凝土压力管，硅酸盐自应力水泥主要用于制造自应力混凝土压力管，采用离心成型工艺，成型后在采用离心成型工艺，成型后在 8080～～90℃90℃下蒸汽养护下蒸汽养护1.51.5～～2h2h ?70%70%的石膏已化合，剩余的石膏已化合，剩余 SOSO3 3为为1.51.5～～2.1%2.1%，强度达，强度达1010～～20MPa20MPa，然后水养护，然后水养护1010天 ?剩余石膏与水化铝酸钙化合成钙矾石，产生自应力，剩余石膏与水化铝酸钙化合成钙矾石，产生自应力，每每1%SO1%SO3 3可产生自应力值可产生自应力值1.51.5～～2.5MPa,10d2.5MPa,10d后，要求剩后，要求剩余余SOSO3 3在在0.6%0.6%以下 硅酸盐自应力水泥其基本组成和性能相当于国外的硅酸盐自应力水泥其基本组成和性能相当于国外的 M M型型膨胀水泥膨胀水泥 2 2、浇注水泥（无收缩快硬水泥）、浇注水泥（无收缩快硬水泥） ? 是一种改性硅酸盐水泥，它是由优质硅酸盐水泥熟料、是一种改性硅酸盐水泥，它是由优质硅酸盐水泥熟料、二水石膏和膨胀剂组成。
二水石膏和膨胀剂组成 ?浇注水泥的膨胀剂是采用经特定温度下煅烧所得并粉浇注水泥的膨胀剂是采用经特定温度下煅烧所得并粉磨至特定细度的磨细生石灰或其他类型的膨胀剂磨至特定细度的磨细生石灰或其他类型的膨胀剂 ?浇注水泥具有硬化快、早期强度高、后期强度继续增浇注水泥具有硬化快、早期强度高、后期强度继续增长等特点，还有微膨胀和不收缩性能长等特点，还有微膨胀和不收缩性能 ?广泛应用于建筑工程中，现浇混凝土工程的接缝，机广泛应用于建筑工程中，现浇混凝土工程的接缝，机械设备安装的灌浆及一般的抢修、补强工程等械设备安装的灌浆及一般的抢修、补强工程等 第四节第四节 白色和彩色水泥白色和彩色水泥 ? 白色和彩色水泥主要用于建筑装饰工程，可配制成白色和彩色水泥主要用于建筑装饰工程，可配制成彩色混凝土彩色混凝土 ? 具有价格低廉、耐久性好，能使装饰工程机械化等具有价格低廉、耐久性好，能使装饰工程机械化等优点 一、白色硅酸盐水泥一、白色硅酸盐水泥 ——是由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料加入适量石是由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料加入适量石膏磨细制成。
表膏磨细制成表 8-158-15为白水泥熟料的组成）为白水泥熟料的组成） 一般将一般将FeFe2 2O O3 3的含量控制在的含量控制在0.5%0.5%以下，熟料即呈白色以下，熟料即呈白色 ??? ? 白色水泥的生产工艺与普通硅酸盐水泥相似，但原材白色水泥的生产工艺与普通硅酸盐水泥相似，但原材料的选择以及磨机、输送设备的使用需仔细料的选择以及磨机、输送设备的使用需仔细 ?? 为了提高水泥的白度，要采用立即喷水冷却为了提高水泥的白度，要采用立即喷水冷却 另外可将熟料在特殊的设备内进行漂白处理，将含另外可将熟料在特殊的设备内进行漂白处理，将含FeFe2 2O O3 3的矿物还原为颜色较浅的含的矿物还原为颜色较浅的含 FeFe3 3O O4 4或或FeOFeO的矿物 ? 还可在生料中加入适量的还可在生料中加入适量的 NaClNaCl、、CaClCaCl2 2等氯化物但等氯化物但此法只在湿法生产时有效此法只在湿法生产时有效 为了保护水泥的白度，粉磨熟料时加入的石膏应含杂为了保护水泥的白度，粉磨熟料时加入的石膏应含杂质较少，同时水泥磨得越细，则白度越高质较少，同时水泥磨得越细，则白度越高。
? ?二、彩色水泥二、彩色水泥 ?? 彩色水泥的制造方法有两种：彩色水泥的制造方法有两种： 一种是混合法，将着色剂以干式混合的方式混入白色水一种是混合法，将着色剂以干式混合的方式混入白色水泥中，或在粉磨白色水泥和硅酸盐水泥时掺入着色剂泥中，或在粉磨白色水泥和硅酸盐水泥时掺入着色剂 ?另一种是直接烧制法，是在水泥生料中掺入适量着色物另一种是直接烧制法，是在水泥生料中掺入适量着色物质，煅烧成彩色熟料，然后磨制成彩色硅酸盐水泥质，煅烧成彩色熟料，然后磨制成彩色硅酸盐水泥 混合法常用的着色剂有氧化铁、二氧化锰、氧化铬等，混合法常用的着色剂有氧化铁、二氧化锰、氧化铬等，要求对光和大气的耐久性好，不溶于水，分散性好，并要求对光和大气的耐久性好，不溶于水，分散性好，并?能耐碱，对水泥石不起破坏作用能耐碱，对水泥石不起破坏作用 ? 第五节第五节 砌筑水泥砌筑水泥 ? 在建筑施工中常用的砂浆标号一般为在建筑施工中常用的砂浆标号一般为 5.0MPa5.0MPa和和2.5MPa2.5MPa ?根据国标规定：凡由活性混合材加入适量的硅酸盐水根据国标规定：凡由活性混合材加入适量的硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，总称泥熟料和石膏，经磨细制成的水硬性胶凝材料，总称为砌筑水泥。
为砌筑水泥 ?——以矿渣为主要组分的砌筑水泥，称为矿渣砌筑水以矿渣为主要组分的砌筑水泥，称为矿渣砌筑水泥，其矿渣掺入量不得少于泥，其矿渣掺入量不得少于 70%70%；； ?——以火山灰质混合材为主要组分的砌筑水泥，称为以火山灰质混合材为主要组分的砌筑水泥，称为——以粉煤灰为主要组分的砌筑水泥，称为粉煤灰砌以粉煤灰为主要组分的砌筑水泥，称为粉煤灰砌筑水泥，其混合材的掺入量不得少于筑水泥，其混合材的掺入量不得少于 40%40%三种混合三种混合材允许相互代替材允许相互代替 砌筑水泥分为三个标号，即砌筑水泥分为三个标号，即 125125、、175175、、225225号 砌筑水泥适用于工业与民用建筑的砌筑砂浆，内墙砌筑水泥适用于工业与民用建筑的砌筑砂浆，内墙抹面砂浆及基础垫层等抹面砂浆及基础垫层等 火山灰质砌筑水泥，其混合材的掺入量不得少于火山灰质砌筑水泥，其混合材的掺入量不得少于 50%50%；； ??? 第六节第六节 油油 井井 水水 泥泥 ?定义：专用于油井、气井等固井工程的水泥，又称定义：专用于油井、气井等固井工程的水泥，又称堵塞水泥。
堵塞水泥 油井随着井深的增加，井底的温度和压力相应地不油井随着井深的增加，井底的温度和压力相应地不断提高有的油井，井深达到断提高有的油井，井深达到 70007000米以上，井底温米以上，井底温度可达度可达200℃200℃，井底压力高达，井底压力高达 125MPa125MPa 因此，因此，高温高压对水泥各种性质的影响高温高压对水泥各种性质的影响 ，是油井水，是油井水泥生产和使用时的最主要的问题泥生产和使用时的最主要的问题 ?油井水泥的基本技术要求为：油井水泥的基本技术要求为： ?——在井底的温度和压力下，所配成的水泥浆能有在井底的温度和压力下，所配成的水泥浆能有 ——水泥浆在注入井内后，应较快凝结，并在短期水泥浆在注入井内后，应较快凝结，并在短期 ——硬化后的水泥石应有良好的稳定性和抗渗性，硬化后的水泥石应有良好的稳定性和抗渗性， 一定的流动性和合适的密度；一定的流动性和合适的密度； ? 内达到强度；内达到强度； ? 对地层水中的侵蚀性介质，也要有足够的耐蚀性对地层水中的侵蚀性介质，也要有足够的耐蚀性 等。
等 ??油井水泥分为四个品种油井水泥分为四个品种 ??不同品种的油井水泥的技术要求如下表不同品种的油井水泥的技术要求如下表 在油井水泥的生产中，其熟料矿物组成与普通水泥在油井水泥的生产中，其熟料矿物组成与普通水泥有较大的不同有较大的不同 ?120℃120℃油井水泥的矿物组成如下表所示油井水泥的矿物组成如下表所示 ? ?高温油井水泥要采用高温油井水泥要采用 砂质贝利特水泥砂质贝利特水泥 ，由，由7070～～80%80%贝利贝利为了适应井温在为了适应井温在200℃200℃以上，井深在以上，井深在 6000m6000m以上的超深以上的超深特熟料与特熟料与2020～～25%25%石英砂和石英砂和1.51.5～～2%2%石膏共同磨细而成石膏共同磨细而成 ?井的要求，可以采用矿渣井的要求，可以采用矿渣 - -石英砂水泥，矿渣膨润土水石英砂水泥，矿渣膨润土水泥、菱苦土泥、菱苦土- -石英砂（石英砂（MgO-SiOMgO-SiO2 2）水泥等超深井水泥水泥等超深井水泥 ?超深井水泥不得用于浅井、中浅井、深井的固井工程超深井水泥不得用于浅井、中浅井、深井的固井工程 油井和气井的情况十分复杂，没有一种油井水泥能满油井和气井的情况十分复杂，没有一种油井水泥能满足各种的要求。
足各种的要求 ?用普通油井水泥封固天然气井时，气井有时会漏气，用普通油井水泥封固天然气井时，气井有时会漏气，这是由于水泥浆硬化时产生收缩而形成微裂缝所引起这是由于水泥浆硬化时产生收缩而形成微裂缝所引起的为防止收缩和漏气，可采用膨胀油井水泥为防止收缩和漏气，可采用膨胀油井水泥 ?在在45℃45℃、、75℃75℃油井水泥中，可加入经油井水泥中，可加入经 900900～～950℃950℃煅烧煅烧过的氧化镁，其加入量小于过的氧化镁，其加入量小于 5%5%；也可加入经；也可加入经11501150～～1250℃1250℃煅烧的生石灰，其加入量小于煅烧的生石灰，其加入量小于 10%10%，同时加入，同时加入无定型二氧化硅或矿渣无定型二氧化硅或矿渣 ?有些油井的地下水中含有硫酸盐，这时要求采用抗硫有些油井的地下水中含有硫酸盐，这时要求采用抗硫酸盐油井水泥酸盐油井水泥 ?美国将油井水泥分成九个等级（美国将油井水泥分成九个等级（ API系列），分别用系列），分别用于不同深度及要求的油井和气井见表于不同深度及要求的油井和气井见表 8-25 ? API标准的试验方法为模拟井下情况进行的，与实标准的试验方法为模拟井下情况进行的，与实际条件比较一致，使用效果较好。
际条件比较一致，使用效果较好 ? 我国也先后试制成功我国也先后试制成功 API系列油井水泥系列油井水泥G为基本油为基本油井水泥，在生产中只允许掺加石膏，不允许掺任何井水泥，在生产中只允许掺加石膏，不允许掺任何外加剂 G级水泥与相应的多种外加剂配合使用，可广泛用级水泥与相应的多种外加剂配合使用，可广泛用?于井深和井温的固井工程于井深和井温的固井工程。