水泥的用途和发展过程是什么？

粉末水硬性无机胶凝材料。泥浆加水搅拌后，在空气中或水中都能硬化，能牢固地将砂、石等材料粘结在一起。水泥是一种重要的建筑材料。水泥制成的砂浆或混凝土经久耐用，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

“水泥”这个词是从拉丁语caementum发展而来的，意思是碎石和片状的。水泥的历史可以追溯到古罗马人在建筑工程中使用的石灰和火山灰的混合物。1796年，英国人j·帕克(J. Parker)用泥灰岩烧制了一种棕色水泥，这种水泥被称为罗马水泥或天然水泥。1824年，英国J. asp丁烧石灰石和粘土制成水泥。硬化后颜色与英国波特兰用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥，并获得专利。20世纪初，随着人民生活水平的提高，对建设项目的要求日益提高。在不断改进硅酸盐水泥的同时，成功开发了高铝水泥、特种水泥等一批适用于特殊建筑工程的水泥，水泥品种发展到100多种。

水泥的生产工艺以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、混合、粉磨制成生料，送入水泥窑煅烧成熟料，再加入适量石膏(有时是混合料或添加剂)进行粉磨。按用途和性能可分为三类:①通用水泥。用于一般土木工程，如硅酸盐水泥(以硅酸钙为主要矿物的硅酸盐水泥的统称，包括普通硅酸盐水泥、矿渣、火山灰、粉煤灰、混合硅酸盐水泥等。).②特种水泥。用于特殊工程，如油井水泥、砂水泥等。③特种水泥。用于对混凝土某些性能有特殊要求的工程，如快硬水泥、水硬性水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥、自应力水泥等。水泥的性能必须满足细度、凝结时间、安定性、强度、比重、水化热、抗渗性、抗冻性、胀缩性、耐热性、耐腐蚀性等国家标准的要求。

水泥分类

水泥按用途和性能分为。

1，普通水泥，一般土木工程中常用的水泥。通用水泥主要是指GB 175-1999、GB 1344-1999和GB 12958-1999中规定的六类水泥，即硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和火山灰。

2、特种水泥、专用水泥。例如:G级油井水泥和道路硅酸盐水泥。

3.特性水泥，一种性能突出的水泥。如:快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥和膨胀硫铝酸盐水泥。

根据其主要水硬性物质的名称，水泥分为以下几类

(1)硅酸盐水泥，国外俗称硅酸盐水泥；铝酸盐水泥；(3)硫铝酸盐水泥；(4)铝酸铁水泥；(5)氟铝酸盐水泥；(6)以火山灰或潜在水硬性材料等活性物质为主要成分的水泥。

按要求在水泥命名中标明的水泥主要技术特性分为:

(1)快硬:可分为快硬和快硬；

(2)水化热:分为中热和低热；

(3)耐硫酸盐性:分为中度耐硫酸盐性和高度耐硫酸盐性两类；

(4)膨胀性:可分为膨胀性和自应力性两类；

(5)耐高温性:铝酸盐水泥的耐高温性根据水泥中氧化铝的含量分等级。四、水泥命名的一般原则:

水泥的命名是根据水泥的主要水硬性矿物、混合材料、用途和主要特性按不同类别进行命名，力求简洁准确。当名称太长时，允许使用缩写。

一般水泥是以水泥的主要水硬性矿物的名称与混合材的名称或其他适当的名称来命名的。

特种水泥因其特殊用途而得名，可以贴上不同型号的标签。

特色水泥以水泥的主要水硬性矿物命名，可按不同型号或混合材料命名。

以火山灰或潜在水硬性材料等活性物质为主要成分的水泥，以活性物质命名，也可用特征名称命名，如过硫酸盐水泥、石灰火山灰水泥等。

主要水泥产品的定义

1.水泥:一种粉状水硬性胶结材料，可与水混合形成塑性泥浆，可胶结砂、石和其他材料，可在空气和水中硬化。

2.硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、0%~5%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，分为P.I和P.II两种，国外俗称硅酸盐水泥。

3.普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材和适量石膏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..

4.矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、粒化高炉矿渣和适量石膏制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥，代号:P.S。

5.火山火山灰硅酸盐水泥:一种由硅酸盐水泥熟料、火山火山灰混合材料和适量石膏制成的水硬性胶凝材料。它叫做火山灰硅酸盐水泥，代号:p.p。

6.粉煤灰硅酸盐水泥:一种由硅酸盐水泥熟料、粉煤灰和适量石膏制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥，代号:P.F..

7.复合硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上特定混合材料和适量石膏制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥(以下简称复合水泥)，代号为P.C..

8.中热硅酸盐水泥:一种具有中等水化热的水硬性胶凝材料，它是由适当成分的硅酸盐水泥熟料粉磨并加入适量石膏制成的。

9.低热矿渣硅酸盐水泥:一种低水化热的水硬性胶凝材料，由适当成分的硅酸盐水泥熟料粉磨后，加入适量石膏制成。

10.快硬硅酸盐水泥:在硅酸盐水泥熟料中加入适量石膏，磨细制成早期强度高的水泥，以3天抗压强度为标志。

11.抗硫酸盐硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和适量石膏制成的具有良好抗硫酸盐侵蚀性能的水泥。

12、白色硅酸盐水泥:由氧化铁含量很少的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，经粉磨制成的白色水泥。

13.道路硅酸盐水泥:由熟练道路硅酸盐水泥、0%~10%活性混合材料和适量石膏制成的水硬性胶凝材料，称为道路硅酸盐水泥。

14.砌筑水泥:主要用于砌筑砂浆的低标号水泥是由活性混合材料，加入适量的硅酸盐水泥熟料和石膏，经粉磨制成。

15.油井水泥:由适当的矿物、适量的石膏和混合材料等组成的硅酸盐水泥熟料制成的水泥。适用于在一定井温下的油气井固井工程。

16、过硫酸盐水泥:以粒化高炉矿渣为主要组分材料，加入适量石膏、硅酸盐水泥熟料或石灰制成的水泥。

水泥窑的类型和功能

目前，有两种主要类型的水泥窑。一种是回转窑(又称转窑)，窑筒是水平的(略倾斜)，可以做旋转运动；另一种窑筒是垂直的，不旋转，称为立窑。水泥回转窑的类型和特点:

水泥工业的发展有不同的生产方式和不同类型的回转窑。按原料制备方法可分为干法生产和湿法生产，适合生产方法的回转窑又可分为干法回转窑和湿法回转窑。由于窑尾热交换装置的不同，可分为不同类型的窑。回转窑的分类大致如下:

1，湿式回转窑的类型:

湿法生产用的水泥窑称为湿窑，湿法生产是将原料制成含水量为32%~40%的料浆。由于制备了具有流动性的料浆，原料混合均匀，原料成分均匀，烧结熟料质量高，这是湿法生产的主要优势。

2.干式回转窑的类型:

与湿法回转窑相比，干法回转窑具有完全相反的优点和缺点。干法将生料制成生料干粉，含水量一般小于65438±0%，因此比湿法减少了蒸发水分所需的热量。由于空心窑排烟温度高，热耗不低。干法生产，生料制成干粉，流动性比泥浆差。所以原料没有混合好，成分不均匀。

水泥立窑的类型及特点

中国目前使用的立窑有两种:普通立窑和机械立窑。

普通立窑是手动进料手动卸料或者机械进料手动卸料；机械立窑是机械进料，机械卸料。机械立窑连续运转，其产量、质量和劳动生产率均高于普通立窑。根据建材技术政策要求，小型水泥厂采用机械化立窑逐步取代普通立窑。

水泥生产中的质量控制和标准

水泥生产质量管理主要有两个方面:一方面是将主要设备——窑和磨机控制在指标控制范围内。

的正常运行；另一方面是对原料、煤炭、生料、熟料、水泥等各种仓库的物资数量和质量进行管理，掌握入库和入库情况，保证生产的正常运转。确定质量控制点和控制指标非常重要。我们必须根据本厂工艺流程和设备的具体情况，制定出合理可行的方案，以便更好地指导生产。

中国水泥标准制修订的主要内容

与旧标准相比，我国水泥新标准主要有两处变化:一是采用GB/T 17671-1999水泥砂浆强度试验方法(ISO法)代替现行的GB 177-85水泥砂浆强度试验方法；二是基于ISO强度对我国六项通用水泥标准进行了修订。

(一)GB/T 17671-1999《水泥砂浆强度试验方法(ISO法)》标准的制定。

GB/T 17671—1999是我国采用国际标准ISO 679—1989制定的，于1999年2月8日颁布，于1999年5月8日生效。

GB/T 17671-1999和GB 177-85属于检测水泥砂浆强度的“软练法”，即塑料砂，采用4X4X160m棱柱试件，先检测试件的抗折强度，再将两个半试件折断。两者的核心区别在于砂浆的成分不同。ISO法采用适中的水灰比和适中的灰砂比，尤其是级配标准砂，因此ISO法得到的强度值比GB-177法更接近水泥在混凝土中的使用效果。

(二)六大水泥标准修订的主要内容

1.水泥砂浆强度试验方法变更为GB/T 17671—1999。

六大水泥产品标准中采用GB/T 17671-1999作为水泥砂浆的强度检验方法，不再使用GB 177-85。因此，GB/T 17671—1999的方法上升为强制方法，而GB 177—85的方法则下降为推荐方法。

2.将水泥标号改为强度等级。

六大老水泥标准都标有Kgf/cm2，如32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。

水泥六大新标准执行以Mpa表示的强度等级，如32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。，因此强度等级的值与水泥的28天抗压强度指数的最低值相同。

新标准还规划了我国水泥的强度等级。硅酸盐水泥分为三级六型，42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5R，其他五种水泥也分为三级六型，分别为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5r。

3.力量年龄和每个年龄的力量指数设置

六项新水泥标准规定的水泥强度龄期为3天和28天，每个龄期都有抗折抗压强度指标的要求。

水泥的选择

水泥的主要技术性能指标:

(1)比重和容重:普通水泥比重为3: 1，容重通常为1300 kg/m3。

(2)细度:指水泥颗粒的粗细。颗粒越细，硬化越快，早期强度越高。

(3)凝结时间:水泥与水混合后开始凝结所需的时间称为初凝时间。从加水搅拌到凝结完成的时间称为最终凝结时间。硅酸盐水泥的初凝时间不早于45分钟，终凝时间不晚于12小时。

(4)强度:水泥的强度应符合国家标准。

(5)体积稳定性:指水泥在硬化过程中体积变化均匀的表现。水泥中杂质多，会产生不均匀变形。

(6)水化热:水泥与水的相互作用会产生放热反应。在水泥硬化过程中，不断释放的热量称为水化热。

常用水泥品种:

(1)硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，掺入适量石膏磨细而成。

(2)普通硅酸盐水泥:它是由硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏和混合材，经粉磨制成。

(3)矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料掺入适量粒化高炉矿渣和石膏制成。

(4)火山灰硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、火山灰材料和石膏按比例混合磨细而成。

(5)粉煤灰硅酸盐水泥:它是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰，掺入适量的石膏和磨细制成。

常用水泥标号:

225号、275号、325号、425号、525号、625号等品种抗拉强度不同，MPa值在2.8-4.5和3.4-8.0之间。

装饰水泥品种

装饰水泥常用于装饰建筑物表面，施工简单，造型方便，易于维护，价格低廉。有以下品种:

(1)白色硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分，配以少量铁熟料和适量石膏制成。

(2)彩色硅酸盐水泥:采用白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏，配以颜料和添加剂，共同粉磨而成。常用的彩色颜料有氧化铁(红、黄、棕、黑)、二氧化锰(棕、黑)、氧化铬(绿)、钴蓝(蓝)、群青(靛)、孔雀蓝(海蓝)、炭黑(黑)。

装饰水泥和硅酸盐水泥差不多，施工和维护都一样，但是容易被污染，仪器工具一定要干净。

水泥砂浆的应用与选择

在家庭装修中，水泥砂浆用于地砖、墙砖的粘贴和砌筑，既能增强面层材料和基层的吸附能力，保护内部结构，又能作为建筑粗糙表面的找平层，所以水泥砂浆是装修工程中必不可少的材料。

很多客户认为水泥在整个砂浆中所占的比例越大，其粘结性就越强，所以往往在水泥用量上与装修公司产生分歧。事实上，如果水泥标号过大，当水泥砂浆凝结时，水泥会吸收大量水分。此时面层的瓷砖吸水过多容易开裂，缩短使用寿命。水泥砂浆一般应按水泥:砂= 1: 2(体积比)的比例进行搅拌。

目前市场上的水泥种类很多，包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等。波特兰水泥通常用于家庭装修。

水泥和砂的选择原则

■为了保证水泥砂浆的质量，一定要注意水泥是否是大厂生产的425#硅酸盐水泥。

■应选择砂，中砂的颗粒厚度非常适合在水泥砂浆中使用。很多客户认为沙子越细，砂浆越好，这其实是一个误区。太细的沙子吸附能力弱，不能产生大的摩擦力，粘不牢瓷砖。

水泥生产工艺流程示例

原材料和燃料进厂后，由实验室取样分析化验，同时按质均化，存放在原料棚内。粘土、煤和硫铁矿粉由干燥机干燥至工艺指标值，并由提升机提升至相应的原料库。石灰石、萤石和石膏经过两级破碎后，由提升机送入各自的仓库。实验室根据石灰石、粘土、无烟煤、萤石、硫铁矿粉的质量，计算出工艺配方。生料通过微机配料系统与黑色生料混合，并由生料磨研磨。每小时取样检测一次氧化钙、氧化铁的百分含量和生料细度，并及时调整，使各项数据符合工艺配方要求。研磨后的黑色生料由斗式提升机提升至生料仓。实验室根据研磨后的生料质量，通过多仓配比和机械倾倒对生料进行均质，然后由升降机提升到两个生料均质仓。生料由两个均化仓配合，提升至造球仓。安装在立窑窑面上的预加水造球控制装置用于生料和水的配比，生料通过造球托盘造球。生料球由立窑分配器分配到窑内不同位置进行煅烧，煅烧后的熟料通过出料管和秤机送入熟料破碎机进行破碎，实验室每小时取样进行化学和物理分析。根据熟料质量，由提升机放入相应的熟料库。同时，根据生产经营要求和建材市场情况，实验室通过熟料微机配料系统将熟料、石膏、矿渣与水泥混合，水泥磨分别磨细425号和525号普通硅酸盐水泥，每小时取样一次进行分析检验。磨碎的水泥由斗式提升机提升到三个水泥仓库。根据磨细水泥的质量，实验室采用多库搭配和机械倾倒的方式对水泥进行均化。由提升机送至两个水泥均化仓，再与两个水泥均化仓匹配。包装机由微电脑控制对水泥进行包装，包装好的袋装水泥存放在成品仓库。试验和抽样检验合格后，签发水泥出厂通知单。

使用水泥的八大禁忌

第一，避免受潮变硬。

受潮变硬的水泥会降低甚至失去原有的强度，因此规范规定出厂超过3个月的水泥应重新检测，并根据检测结果使用。因潮湿而结块或硬化的水泥必须在使用前进行筛选。筛分后的团聚体一般经过搓磨或研磨后用于二次工程的砌筑砂浆或抹灰砂浆。对于一摸或一捏就能粉化的水泥块，强度等级可适当降低。

第二，避免暴晒和快干

混凝土或抹灰在操作后会暴露在阳光下，随着水分的迅速蒸发，其强度会降低甚至完全丧失。因此，施工前，基层必须严格清理并充分湿润；施工后要严格覆盖，并按规定浇水养护。

第三，避免负温冷冻

混凝土或砂浆搅拌后，如果受冻，其水泥不能水化，水冻结膨胀，那么混凝土或砂浆就会被由外向内逐渐加深的粉饼破坏，所以施工时应严格按照《建筑工程冬季施工规范》(JGJ 104-97)进行。

第四，避免高温酷暑

固化后的砂浆层或混凝土构件如果经常处于高温和极热状态下，会失去强度，因为水泥石中的氢氧化钙在高温下会分解；此外，一些骨料在高温下会分解或体积膨胀。

对于长期高温的场合，可用耐火砖隔离保护普通砂浆或混凝土。温度较高时，应采用特殊的耐热混凝土进行浇筑，或在泥浆中掺入一定量的磨细耐热材料。

五、避免基层脏而软

水泥可以与坚硬洁净的基层牢固粘结或包裹，但其粘结强度与基面的平整度有关。光滑基层施工时，要提前凿毛、砸麻、刷干净，使水泥与基层牢固粘结。

基层上的污垢、油脂、酸碱会起到隔离作用，必须仔细清除、清洗，然后先刷一层素水泥浆，再浇砂浆或混凝土。

水泥在凝固过程中会收缩，在干、湿、冷、热变化过程中，极不适应松散、软弱基层的体积变化，必然会产生空鼓或裂缝，难以粘结牢固。因此，木材、炉渣垫层和灰土垫层不能与砂浆或混凝土牢固粘结。

六、避免骨料杂质

作为混凝土或水泥砂浆的骨料，如果有粉尘、粘土或其他有机杂质，就会影响水泥、砂、石之间的粘结强度，从而最终降低抗压强度。所以如果杂质含量超标，终究还是要用的。

七、忌水多灰稠。

人们往往忽略用水量对混凝土强度的影响。为了方便浇筑，有时不认真执行配合比，混凝土拌得很稀。由于水化所需的水量仅为水泥重量的20%左右，多余的水分蒸发后会在混凝土中留下许多孔隙，降低混凝土的强度。因此，在保证浇筑密实度的前提下，尽量减少拌和用水。

很多人认为抹灰用的水泥越多，抹灰层就越牢固。其实水泥用得越多，砂浆越厚，抹灰层的体积收缩越大，产生的裂缝也就越多。一般情况下，抹灰时，找平层应先抹1: (3-5)的粗砂浆，然后薄面层再抹1: (1.5-2.5)的水泥砂浆，不得使用过量水泥。

八、避免酸腐蚀

水泥中的酸性物质和氢氧化钙会发生中和反应，产品疏松膨胀，遇水易水解粉化。其结果是混凝土或抹灰层逐渐被腐蚀和分解，因此保护水泥不受酸腐蚀。

与酸性物质接触的场合或容器应使用耐酸砂浆和耐酸混凝土。矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥均具有良好的耐酸性，应优先选用这三种水泥配制耐酸砂浆和混凝土。普通水泥不允许用于对耐酸腐蚀性有严格要求的工程。