特种水泥分类 1.按特种水泥所含矿物分类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 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 §12-1 快硬高强水泥n特点：凝结硬化快，强度高 5－20min内硬化，1h抗压强度10－30MPa，2h抗压强度20－40MPa，n应用：军事抢修，地下工程，快速施工工程，隧道工程等n品种： 一、快硬硅酸盐水泥 二、快硬硫铝酸盐水泥 三、快硬氟铝酸盐水泥 四、快硬铁铝酸盐水泥 五、特种高强水泥 一、快硬硅酸盐水泥n定义：凡以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示标号的水硬性胶凝材料。
快硬水泥各标号强度指标（GB199-90） 水泥标号抗压强度（MPa）抗折强度（MPa）1d3d28d1d3d28d32515.032.552.53.55.07.237517.037.557.54.06.07.642519.042.562.54.56.48.0 一、快硬硅酸盐水泥n特点： 凝结硬化快，早期强度增进较快－通过增加熟料中C3S、C3A的含量细度：n注意： 快硬水泥易受潮变质，运输和储存中特别注意防潮从出厂起应在一个月内使用 1.快硬硅酸盐水泥技术要求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.快硬硅酸盐水泥的性能及应用快硬硅酸盐水泥的性能及应用性能：性能： 早期强度高，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； 水化热较高，早期干缩率也较大； 不透水性和抗冻性往往优于普通水泥 低温性能较好， 快硬水泥适于蒸养条件下使用。
应用：应用： 要求早期强度高的工程、紧急抢修工程、冬季施工的工程等 二、快硬硫铝酸盐水泥n凡以适当成分的生料（矾土、石灰石、石膏），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，加入适量石膏磨细制成n早期强度高n快硬硫铝酸盐水泥的标号以3d抗压强度表示，分为425、525、625、725四个标号 抗压强度／MPa 抗折强度／MPa 标号 1d 3d 28d 1d 3d 28d 425 525 625 725 34.5 44.0 52.5 59.0 42.5 52.5 62.5 72.5 48.0 58．O 68．O 78．O 6.5 7．O 7.5 8．O 7．O 7.5 8．O 8.5 7.5 8．O 8.5 9.0 1.快硬硫铝酸盐水泥技术指标快硬硫铝酸盐水泥技术指标 ◆比表面比表面积积比表面积不得低于350m2/kg。
◆凝凝结时间结时间初凝不得早于25min终凝不迟于3h ◆强强度各龄期强度不得低于国标 2.快硬硫铝酸盐水泥生产工艺快硬硫铝酸盐水泥生产工艺 ◆◆原料铝质铝质原料（原料（矾矾土）、石灰土）、石灰质质原料（石灰原料（石灰石）和石膏要求石灰石中石）和石膏要求石灰石中CaOCaO＞＞52%52%MgOMgO＜＜1.5%1.5%；；矾矾土中土中AlAl2 2O O3 350%50%～～65%65%，，SiOSiO2 2＜＜25%25%；；二水石膏二水石膏SOSO3 3＞＞38%38%，，MgOMgO＜＜3%3%，，也可以使用相也可以使用相应质应质量的无水石膏量的无水石膏 ◆◆熟料的熟料的组组成与率成与率值值 熟料熟料矿矿物以无水硫物以无水硫铝铝酸酸钙钙（（CaO·AlCaO·Al2 2O O3 3））·CaSO·CaSO4 4（（简简写写为为C C4 4A A3 3））和硅酸二和硅酸二钙钙β-Cβ-C2 2S S为为主，主，还还有少量的有少量的CaSOCaSO4 4、、钙钛矿钙钛矿（（CTCT））和含和含铁铁相等熟料的化学相等熟料的化学组组成大致成大致为为CaO40%CaO40%～～44%44%，，AlAl2 2O O3 318%18%～～22%22%，，SiOSiO2 28%8%～～12%12%，，FeFe2 2O O3 36%6%～～10%10%，，SOSO3 312%12%～～16%16%，，其相其相应应的的矿矿物物组组成一般是成一般是C C4 4A A3 336%36%～～44%44%，，β-Cβ-C2 2S23%S23%～～34%34%，，C C2 2F10%F10%～～27%27%，，CaSOCaSO4 44%4%～～17%17%。
◆◆煅煅烧烧 生生产产C C4 4A A3 3—β-C—β-C2 2S S型水泥熟料，一般采用干法回型水泥熟料，一般采用干法回转转窑生窑生产产，也可以用立窑生，也可以用立窑生产产生料细细度控制在度控制在0.080mm0.080mm方孔方孔筛筛筛筛余＜余＜10%10%熟料煅烧烧温度温度为为12501250～～1350℃1350℃，不宜超，不宜超过过1400℃1400℃，否，否则则CaSOCaSO4 4分解，分解，C C4 4A A3 3也分解 ◆◆水化水化 C4A3和石膏形成和石膏形成钙矾钙矾石和石和Al（（OH））3凝胶，石膏量少凝胶，石膏量少时时，后来生成低硫型硫，后来生成低硫型硫铝铝酸酸钙钙由于较较低温度形成的低温度形成的C2S水化水化较较快，生成快，生成C-S-H凝胶，而凝胶，而AH3和和C-S-H凝胶填充在水凝胶填充在水化硫化硫铝铝酸酸钙钙之之间间，加固和致密水泥石的，加固和致密水泥石的结结构，故水泥早期构，故水泥早期强强度高改变变水泥中石膏的水泥中石膏的掺掺入量，可以制得快硬不收入量，可以制得快硬不收缩缩、、微膨微膨胀胀、膨、膨胀胀和自和自应应力水泥。
力水泥 3.快硬硫铝酸盐水泥性能及应用快硬硫铝酸盐水泥性能及应用性能：性能： 初凝初凝0．．5～～1h，，终终凝凝1～～1．．5h；；长长期期强强度度稳稳定，并有定，并有所增所增长长 低温性能 低温性能较较好好 热稳热稳定性定性较较差差 抗硫酸 抗硫酸盐盐性良好性良好 收 收缩缩小，抗小，抗冻冻性和抗渗性良好性和抗渗性良好应用：应用： 紧紧急急抢抢修工程，如接修工程，如接缝缝、堵漏、、堵漏、锚喷锚喷、、抢抢修修飞飞机跑机跑道、公路等，适合于冬季施工工程、地下工程、配制膨道、公路等，适合于冬季施工工程、地下工程、配制膨胀胀水泥和自水泥和自应应力水泥以及玻璃力水泥以及玻璃纤维纤维砂砂浆浆等，但不适等，但不适应应于于在在100℃以上以上环环境下使用境下使用 三、快硬氟铝酸盐水泥 n以矾土、石灰石、萤石(或再加石膏)经配料煅烧n以氟铝酸钙(C11 A7·CaF2)为主要矿物的熟料n与石膏一起磨细而成n国内的双快(快凝、快硬)和国外的超速硬水泥属于此类 1.快硬氟铝酸盐水泥矿物组成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。
2.快硬氟铝酸盐水泥配料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 3.快硬氟铝酸盐水泥生产工艺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 4.快硬氟铝酸盐水泥的性能及应用快硬氟铝酸盐水泥的性能及应用性能：性能： 初凝仅几分钟，终凝一般不超过30min 硬化很快，5～10min就可硬化，2～3h后抗压强度可达20MPa 低温硬化性能好应用：应用： 抢修工程，用作锚喷用的喷射水泥由于其水化产物钙矾石在高温下迅速脱水分解，它可用作铸造业用的型砂水泥 四、快硬铁铝酸盐水泥 n以适当成分的生料(石灰石、铁矾土、石膏石灰石、铁矾土、石膏 )，经煅烧所得n以铁相、无水硫铝酸钙和硅酸钙为主要矿物的熟料n加入适量石灰石和石膏，磨细制成n该水泥以3d抗压强度表示，分为425、525两个标号。
1.快硬铁铝酸盐水泥技术要求快硬铁铝酸盐水泥技术要求 比表面积、凝结时间、游离氧化钙符合表12.6的规定 项项 目目 技术要求技术要求 比表面积（比表面积（m m2 2/kg/kg）） 不小于不小于380380凝凝结结时时间间（（minmin）） 初凝初凝 不早于不早于2525 终凝终凝 不迟于不迟于180180 游离氧化钙（ 游离氧化钙（% %）） 不大于不大于0.40.4 2.快硬铁铝酸盐水泥生产工艺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 3.快硬铁铝酸盐水泥的特性和应用快硬铁铝酸盐水泥的特性和应用性能：性能： 早强高强 抗冻性好 耐蚀性能好 高抗渗性能应用：应用： 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 五、特种高强水泥 n无大缺陷水泥无大缺陷水泥 硅酸盐水泥(或高铝水泥)、聚合物、塑化剂配制 性能：抗压、抗拉、抗弯强度指标高，且低温下抗裂性能好，吸音和抗静电性强 应用：制成薄板、弹簧等 n超微密水泥超微密水泥 含有超细颗粒均匀分布的致密材料 硅酸盐水泥中掺人20％～25％硅灰，同时采用高效减水剂使水灰比降至0．12～0．15而形成的 应用：代替金属或塑料制品或多种用途的水泥制品，甚至制成各种耐磨的衬里材料、管道或金属切削工具 n阿利尼特水泥阿利尼特水泥 普通硅酸盐水泥生料中加入适量CaCl2 阿利特的变种矿物称为阿利尼特 凝结快于普通硅酸盐水泥2～4倍，强度发展也快 §12-2 抗硫酸盐水泥 n抗硫酸盐硅酸盐水泥抗硫酸盐硅酸盐水泥 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n减少硅酸三钙和铝酸三钙含量 nKH低 n高 p低n性能：性能： 抗硫酸盐 中抗硫酸盐水泥具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的能力 高抗硫酸盐水泥具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的能力 水化热低 耐磨性好n应用：应用：受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、道路桥梁基础 §12-3 中热硅酸盐水泥和 低热矿渣硅酸盐水泥n低水化热，适用于大坝和大体积混凝土工程低水化热，适用于大坝和大体积混凝土工程 降低水化热的方法： 降低水化热的方法：矿物组成、混合材料、细度矿物组成、混合材料、细度n中热硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥 由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料n低热矿渣硅酸盐水泥低热矿渣硅酸盐水泥 由适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入矿渣、适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料。
§12-4 油井水泥n专用于油井、气井地固井工程，又称堵塞水泥 n水泥浆要有一定的流动性和合适的密度，水泥浆注入井内后，应较快凝结，并在短期内达到相当强度；硬化后的水泥浆应有良好的稳定性和抗渗性、抗蚀性等 n油井底部的温度和压力随着井深的增加而提高，每深入100 m，温度约提高3℃，压力增加1.0～2.0 MPa n我国油井水泥分为九个等级A、B、C、D、E、F、G、H、J，包括普通（0）、中等抗硫酸盐型（MSR）和高抗硫酸盐型（HSR ） nA级：在无特殊性能要求时使用，适用于自地面至1 830 m井深的注水泥nB级：适合于井下条件要求高早期强度时使用，适用于自地面至1 830 m井深的注水泥nC级：适合于井下条件要求高的早期强度时使用，适用于自地面至1 830 m井深的注水泥nD级：适合于中温中压的井下条件时使用nE级：适合于高温高压的进行条件时使用nF级：适合于超高温高压的进行条件时使用nG级、H级：是一种基本油井水泥nJ级：适用于超高温高压条件下的3 660～4 880 m井深的注水泥 生产n硅酸盐水泥熟料n石膏n混合材料（硅质）n外加剂 §12-5 装饰水泥n白色硅酸盐水泥n彩色硅酸盐水泥n颜色从那里来？ Fe2O3、MnO、CrO2、如当水泥中Fe2O3的含量从3％～4％降低为0.35-0.4%时，硅酸盐水泥的颜色将从灰色变为白色或淡绿色原料 纯 燃料 油 漂白 还原气氛 急冷 加白度较高的石膏 采用铁含量很低的铝酸盐或硫铝酸盐水泥生料也可生产出白色铝酸盐或硫铝酸盐水泥。
彩色水泥生产方法n间接法n直接法 §12-6 膨胀和自应力水泥n在水化硬化过程中产生体积膨胀的水泥n膨胀水泥 : 补尝收缩n自应力水泥 : 膨胀 钢拉应力 混凝土受压应力 增加抗拉强度n应用：补偿收缩混凝土结构工程，防渗抗裂、补强和防渗抹面工程，大口径混凝土管及其接缝，固接机器底座等 膨胀水泥的生产n产生膨胀的原因： Ca0水化生成Ca(OH)2 Mg0水化生成Mg(OH)2 形成钙矾石不易控制不易控制 n自应力硅酸盐水泥 以适当比例的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥、高铝水泥和天然二水石膏磨制而成的膨胀性的水硬性胶凝材料n自应力铝酸盐水泥 自应力铝酸盐水泥是以一定量的高铝水泥熟料和二水石膏粉磨而成的大膨胀率胶凝材料按1 ：2标准砂浆28 d自应力值分为3.0，4.5和6.0三个级别n膨胀硫铝酸盐水泥 凡以适当成分的生料，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，加入适量二水石膏磨细制成的具有可调膨胀性能的水硬性胶凝材料 §12-7 道路硅酸盐水泥 由较高铁铝酸钙含量的硅酸盐道路水泥熟料，0％～10％活性混合材和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥道路硅酸盐水泥 性能：耐磨性好、收缩小、抗冻性好、抗冲击性好，有高的抗折强度和良好的耐久性。
C C4 4AFAF的脆性小，体积收缩最小的脆性小，体积收缩最小 细度增加，提高强度，收缩增加很快，易产生微细裂缝 5％以下的石英砂 石膏加入量，可提高水泥的强度和降低收缩 §12-8 其他特性水泥n一、砌筑水泥n二、耐酸水泥n三、耐高温水泥n四、防辐射水泥n五、低碱度水泥n六、生态水泥 一、砌筑水泥n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n水泥标号分为125、175、225三个标号 n砌筑水泥适用于工业、民用建筑的砂浆和内墙抹面砂浆 二、耐酸水泥n凡由耐酸填料(一般采用石英岩、熔融辉绿岩或陶瓷碎片)和硬化硅酸钠(水玻璃)按适当比例配合，共同磨细或分别磨细后混合均匀制成的具有抗酸腐蚀性能的化学硬化型胶凝材料称为耐酸水泥n广泛应用于化学工业的构件中，如塔、贮酸槽、结晶器、沉降槽、中和器等 n水玻璃耐酸水泥、硫磺耐酸水泥和聚合物耐酸水泥水玻璃耐酸水泥、硫磺耐酸水泥和聚合物耐酸水泥 n水玻璃、填充料和硬化剂 n硫磺、聚硫橡胶或聚氯乙烯增韧及耐酸填料 n以合成树脂为黏结料，加入固化剂、填料、增韧剂或稀释剂而制成 三、耐高温水泥n耐高温水泥与耐火集料配制的耐火混凝土广泛用于石油、冶金、化工、电力及建材工业的各种窑炉上。
使用耐火混凝土具有可浇注成各种复杂的形状、整体性好、施工方便且不用煅烧等优点 n铝酸盐水泥、磷酸盐水泥、水玻璃水泥和硅酸盐水泥耐火混凝土 四、防辐射水泥n防γ射线和X射线的钡、锶水泥和防中子的含硼水泥n以重晶石和黏土为原料，另加入少量的有助于重晶石分解的焦炭，粉磨制得以3BaO·Si02和3SrO·Si02为主要矿物的钡、锶水泥熟料，再加入适量石膏共同粉磨而制成的胶凝材料，称为钡、锶水泥 n选用高铝水泥熟料，加入适量经过煅烧的硼镁石和天然硬石膏，按一定比例配合，粉磨至规定细度的胶凝材料，称为含硼水泥 五、低碱度水泥n硫铝酸盐水泥熟料和硬石膏按一定的比例配料经粉磨而成 六、生态水泥n生态水泥是指利用城市垃圾焚烧灰渣、下水道污泥、工业废渣赤泥等，经过一定的生产工艺制成的无公害与环境谐调型水泥生产生态水泥是保护环境并使废弃物再资源化的有效途径生态水泥是一种新型的硅酸盐水泥，含有20％左右的C11 A7·CaCl2。