任务一
了解水泥的定义及分类

任务描述与分析

水泥是多矿物、多组分的物质，由于各矿物组分的不同，将得到不同性能、不同品种、不同用途的水泥产品，广泛用于建筑工程的各个地方。本任务主要学习通用硅酸盐水泥的定义及分类。

知识与技能

（一）通用硅酸盐水泥的定义

根据《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）规定，通用硅酸盐水泥是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。

1.混合材料

在硅酸盐水泥中，掺入的一些天然或人工合成的矿物材料、工业废渣（如矿渣、火山灰、粉煤灰等）称为混合材料。混合材料分为活性混合材料（常用的有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰）和非活性混合材料（又称填充性混合材料，如石英砂、石灰石、黏土、窑灰、慢冷矿渣等）。

掺混合材料的目的是改善水泥的某些性能、调整水泥强度、增加水泥品种、扩大水泥的使用范围、综合利用工业废料、节约能源、降低水泥成本等。

2.硅酸盐水泥熟料

凡以适当成分的生料（主要成分为CaO、SiO ₂ 、Al ₂ O ₃ 、Fe ₂ O ₃ ）烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物称为硅酸盐水泥熟料，简称熟料。

（二）通用硅酸盐水泥的分类

通用硅酸盐水泥按混合材料的品种和掺量，分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥六大类。

1.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和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥（即国外统称的波特兰水泥）。硅酸盐水泥有两种类型：即Ⅰ型（不掺混合材料），代号P·Ⅰ；Ⅱ型（掺 5%以下的混合材料），代号P·Ⅱ。

2.普通硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料，活性混合材料掺加量大于 5%且小于等于 20%，并允许用不超过水泥质量 8%的非活性材料或不超过水泥质量 5%的窑灰代替部分活性混合材料，及适量石膏磨细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。

3.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磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥）。矿渣硅酸盐水泥分为A、B型两类。A型粒化高炉矿渣掺量（按质量百分比计）大于 20%且小于等于 50%，代号P·S·A；B型矿渣掺量大于 50%且小于等于70%，代号P·S·B。其中允许用不超过水泥质量 8%的活性混合材料、非活性混合材料和窑灰中的任何一种材料代替部分矿渣。

4.火山灰质硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、大于 20%且小于等于 40%的火山灰质混合材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。

5.粉煤灰硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、大于 20%且小于等于 40%粉煤灰和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥），代号P·F。

6.复合硅酸盐水泥

由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上大于 20%且小于等于 50%的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P·C。其中，混合材料允许用不超过水泥质量 8%的窑灰代替，掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。

（三）水泥的包装及标志

水泥是粉状材料，分为袋装（图3-1）和散装（图3-2）两种。袋装水泥每袋净含量 50 kg，且不得少于标示质量的 99%。随机抽取 20 袋总质量（含包装袋）应不小于 1 000 kg。

水泥包装袋上的标志有：水泥品种名称、代号、强度等级、出厂日期、净含量、生产单位和厂址、执行标准号、生产许可证标志（QS）及编号、出厂编号、包装年月日。散装运输时，应提交与袋装标志相同内容的卡片。

包装袋两侧应根据水泥的品种不同采用不同颜色印刷水泥标志，具体见表3-1。

拓展与提高

通用硅酸盐水泥的生产

（1）生产水泥的原料有石灰质原料、黏土质原料和校正原料。石灰质原料主要提供氧化钙（CaO），黏土质原料主要提供二氧化硅（SiO ₂ ）、三氧化二铝（Al ₂ O ₃ ）及少量三氧化二铁（Fe ₂ O ₃ ）。如果所选用的石灰质原料和黏土质原料按一定比例配合不能满足化学组成要求时，则要掺加相应的校正原料。校正原料有铁质原料（主要补充生料中Fe ₂ O ₃ 不足）、硅质校正原料（主要补充生料中SiO ₂ 的不足）和铝质校正原料（主要补充生料中Al ₂ O ₃ 的不足）。

（2）水泥的生产工艺过程（图3-3）可概括为四个字，即“两磨一烧”（先将原料按一定的比例配料并磨成符合要求的生料，再将生料煅烧使之部分熔融形成熟料，最后将熟料与适量的石膏或混合料共同磨细制成水泥）。

（3）在磨细熟料时掺入适量（3%左右）石膏以延缓水泥的凝结时间。

（4）水泥生料的配合比例不同，直接影响水泥熟料的矿物成分比例和主要技术性能，水泥生料在窑内的煅烧过程是保证水泥熟料质量的关键。

（5）水泥是几种熟料矿物成分的混合物。水泥熟料的主要矿物组成为：硅酸三钙（C ₃ S）、硅酸二钙（C ₂ S）、铝酸三钙（C ₃ A）、铁铝酸四钙（C ₄ AF）。除此之外还含有少量的游离氧化钙、游离氧化镁和碱，但对其总含量应加以限制。

思考与练习

（一）填空题

1.生产水泥的原料有___、___和___，水泥的生产过程可以概括为_______。

2.生产硅酸盐水泥掺入适量的石膏，其目的是_______。

（二）简答题

1.何谓混合材料？混合材料分为哪几类？水泥中掺混合材料的目的是什么？

2.什么是通用硅酸盐水泥？通用硅酸盐水泥分几类？

3.水泥熟料的矿物成分有哪些？

4.写出六大类硅酸盐水泥的代号及包装袋两侧字体的颜色。 l09jfcWjsBEDTjniK4jaPjyFvvj1wOhPsajJnFusfYUqnTvbH92/EI8HDMnvE56M