任务2.3 其他品种水泥
2.3.1 快硬硅酸盐水泥
快硬硅酸盐水泥简称快硬水泥，是以硅酸钙为主要成分的熟料，加入适量石膏，经磨细而制成的一种早期强度增长率高的水硬性胶凝材料。
快硬水泥熟料中，C3S和C3A的含量较高，故有水化快、早期强度高、水化热大等特点。它适用于要求早期强度高的工程、紧急抢修工程、冬季施工的工程及预应力混凝土工程。
根据《快硬硅酸盐水泥》（GB 199—1990）的规定，快硬水泥按3天胶砂抗压强度划分为32.5、37.5、42.5这3个强度等级，各强度等级、各龄期的强度要求见表2.11。
表2.11 快硬硅酸盐水泥各龄期强度值
2.3.2 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥及低热矿渣硅酸盐水泥
中热水泥、低热水泥的水化热量低，适用于大坝工程、大型构筑物以及大型公共建筑的基础等大体积混凝土工程。
中热硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥熟料中加入适量的石膏，经磨细而成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥（简称中热水泥），代号P·MH。
低热硅酸盐水泥：在适当的硅酸盐水泥熟料中，加入适量的石膏，经磨细而成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热硅酸盐水泥（简称低热水泥），代号P·LH。
低热矿渣硅酸盐水泥：在适当的硅酸盐水泥熟料中加入粒化高炉矿渣和适量的石膏，经磨细而成的具有低水化热的水硬性胶凝材料，称为低热矿渣硅酸盐水泥（简称低热矿渣水泥），代号P·SLH。
根据《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》（GB 200—2003）的规定，上述三种水泥的主要技术性质为：
比表面积：应不低于250m2/kg。
凝结时间：初凝时间不早于60min，终凝时间不迟于12h。
体积安定性：用沸煮法检验应合格。
强度：中热水泥强度等级为42.5，低热水泥强度等级为42.5，低热矿渣水泥强度等级为32.5。水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分，各龄期的抗压强度和抗折强度应不低于表2.12中的数值。
表2.12 水泥强度等级与各龄期强度值
水泥的水化热允许采用直接法或溶解热法进行检验，三种水泥各龄期的水化热应不大于表2.13中的数值。
表2.13 水泥强度等级及各龄期的水化热
对于三种水泥，比表面积、终凝时间、烧失量、混合材料名称和掺量、水化热、强度中的任何一项不符合国家标准规定时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、生产者名称和出厂编号不全的也为不合格品。三种水泥中凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间和安定性中有一项不符合国家标准规定时，则为废品。
中热水泥、低热水泥和低热矿渣水泥，由于水化热低，故适用于大体积混凝土，特别是大坝、水闸等水利工程大体积混凝土。如，低热水泥和低热矿渣水泥可用于大坝、大体积建筑物或厚大的基础工程的内部，可以克服因水化热引起的温度应力而导致混凝土的破坏；中热水泥可用于混凝土大坝溢流面、溢洪道、上下游面等部位，可用于大型水闸的闸底板、闸墩等部位，因为溢流面、闸墩等部位的混凝土既要求水化热较低，又要求较高的强度、抗渗性、抗冲磨性、抗溶出性侵蚀等性能。因此，可将这三种水泥称为大坝水泥。
2.3.3 白色硅酸盐水泥和彩色硅酸盐水泥
2.3.3.1 白色硅酸盐水泥
由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料，再加入适量的石膏及混合材料，磨细制成的白色水硬性的胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）代号P·W。
为了保证白水泥的白度，在煅烧和磨细时应防止着色物质混入。一般在煅烧时常采用天然气、煤气或重油作燃料，磨细时在球磨机中用白色硅质石材或坚硬的白色陶瓷作为衬板和研磨体，磨细时还可以加入10%～15%的白色混合材料。
根据国家标准《白色硅酸盐水泥》（GB/T 2015—2005）的规定：白色硅酸盐水泥强度等级有32.5、42.5和52.5三级，各级各龄期的强度值应符合表2.14中的规定。
表2.14 白色硅酸盐水泥各强度等级的各龄期强度
白水泥的细度过80μm的方孔筛筛余应不超过10%；初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于10h；体积安定性用沸煮法检验应合格。
白水泥的白度测定方法按《建筑材料与非金属矿产产品白度测量方法》（GB/T 5950—2008）规定，使用白色陶瓷标准板或白色硅酸盐水泥白度系列国家标准样品，通过光谱测色仪或光电积分类测定仪器测定后，再用亨特（Hunter）白度公式计算，水泥的白度值应不低于87。
白水泥中，凡细度、终凝时间、强度和白度有一项不符合国家标准规定时为不合格品，水泥包装标志中水泥品种、生产者名称和出厂编号不全时也为不合格品；凡三氧化硫、初凝时间和安定性中有一项不合格或强度等级低于最低强度等级指标时则为废品。
2.3.3.2 彩色硅酸盐水泥
以白色硅酸盐水泥熟料、优良白色石膏及矿物染料、外加剂（防水剂、保水剂、增塑剂、促进剂等）共同磨细而成，或者在白色水泥生料中加人金属氧化物着色剂，直接煅烧而成的一种水硬性彩色胶凝材料，称为彩色硅酸盐水泥，简称为彩色水泥。
彩色水泥按其着色的方法不同，有两种生产方法：一种是将水泥熟料、适量的石膏和碱性颜料掺和在一起共同磨细而成；另一种是在白水泥生料中加入少量的金属氧化物，直接烧成彩色水泥。
彩色水泥有红色、黄色、蓝色、绿色、棕色、黑色等。《彩色硅酸盐水泥》（JC/T 870—2000）规定，彩色水泥的强度分为27.5、32.5、42.5这3个强度等级。彩色水泥各强度等级、各龄期的强度要求见表2.15。
表2.15 彩色硅酸盐水泥各龄期强度
彩色水泥的细度，80μm方孔筛的筛余量不得超过6.0%；初凝时间不早于1h，终凝时间不迟于10h；体积安定性用沸煮法检验必须合格；彩色水泥中SO3的含量不得超过4.0%。
白水泥和彩色水泥，主要用于建筑装饰工程，常用于配制各种彩色水泥浆、水泥砂浆，用于饰面刷浆或陶瓷铺贴的勾缝，配制装饰混凝土、彩色水刷石、人造大理石及水磨石等制品。
2.3.4 道路硅酸盐水泥
道路硅酸盐水泥简称道路水泥，它是由道路硅酸盐水泥熟料，即以硅酸钙为主要成分和较多铁铝酸盐含量的硅酸盐水泥熟料，再掺入0～10%的活性混合材料和适量的石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料，代号P·R。
国家标准《道路硅酸盐水泥》（GB 13693—2005）规定，道路硅酸盐水泥的技术要求如下：
细度：比表面积为300～450m2/kg。
凝结时间：初凝时间不早于1.5h，终凝时间不迟于10h。
体积安定性：用沸煮法检验必须合格。
强度：道路硅酸盐水泥有32.5、42.5和52.5三个强度等级，各强度等级的各龄期强度值不得低于表2.16中规定的数值。
表2.16 道路硅酸盐水泥各龄期强度
另外，道路硅酸盐水泥的化学性质、矿物组成也必须达到国家标准中规定的要求。
道路硅酸盐水泥是一种强度高的水泥，且耐磨性好、干缩小，抗冻、抗蚀和抗冲击性能都比较好，广泛应用在道路路面、机场路面和城市广场等工程中，具有干缩裂缝小和耐久性好等优点。
2.3.5 铝酸盐水泥
铝酸盐水泥是以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料经磨细而成的水硬性胶凝材料，代号CA。
根据国家标准《铝酸盐水泥》（GB 201—2000）规定，铝酸盐水泥按Al2O3含量的百分数不同分为四类：
铝酸盐水泥的细度可以用比表面积或筛余来计，比表面积不得小于300m2/kg，或过45μm方孔筛的筛余不大于20%，由供需双方商定，在无约定的情况下发生争议时以比表面积为准。
铝酸盐水泥的凝结时间应符合表2.17的要求。
表2.17 铝酸盐水泥凝结时间
各类型的铝酸盐水泥各龄期强度值不得低于表2.18中的规定。
表2.18 铝酸盐水泥的各龄期强度值
a 当用户需要时，生产厂应提供结果。
铝酸盐水泥早期强度增长快，强度高，因而适用于紧急抢修工程和早期强度要求高的特殊混凝土工程。铝酸盐水泥有后期强度下降的缺点，且下降幅度与环境温度和湿度有关，温度高、湿度大则下降幅度大，因而，铝酸盐水泥不宜用于长期承重的结构和处在高温高湿环境下的混凝土工程。
铝酸盐水泥放热高，而且集中在早期放出，因而适宜于冬期施工。
铝酸盐水泥水化时不析出Ca（OH）2，而且硬化后结构致密，因此具有较好的抗硫酸盐腐蚀的性能，故可用于有硫酸盐腐蚀的混凝土工程中。
碱液对铝酸盐水泥的腐蚀性极强，使用时应避免碱腐蚀。
铝酸盐水泥容易受潮变质，所以在运输和储存过程中应特别注意防潮。铝酸盐水泥从出厂日期起库存不超过1个月，进场后要及时使用，过期的水泥用前要重新检验，确认合格后才准许使用。
2.3.6 抗硫酸盐硅酸盐水泥
抗硫酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥，是以适当成分的生料，燃至部分熔融，所得的以硅酸钙为主的特定矿物组成熟料，加入适量石膏，经磨细制成的具有一定抗硫酸盐侵蚀性能的水硬性胶凝材料。
《抗硫酸盐硅酸盐水泥》（GB 748—2005）规定，按照抗硫酸盐的性能分为中抗硫酸盐水泥（C3A≤5.0%，C3S≤55.0%）及高抗硫酸盐水泥（C3A≤3.0%，C3S≤50.0%）两类。两类水泥按照强度分为32.5、42.5两个强度等级，各龄期的强度值要求见表2.19。
表2.19 抗硫酸盐硅酸盐水泥各龄期强度值
抗硫酸盐水泥熟料中C3S和C3A的含量较低，C4AF含量较高，因此，该水泥水化热较低，抗冻性较好，抗硫酸盐侵蚀能力较强，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。抗硫酸盐水泥一般可抵抗硫酸根离子浓度不超过2500mg/L的纯硫酸盐的腐蚀。
2.3.7 砌筑水泥
凡是由一种或一种以上的活性混合材料或具有水硬性的工业废料为主要原料，加入适量的硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细而制成的水硬性胶凝材料称为砌筑水泥，代号M。
砌筑水泥的主要特点是强度低、硬化慢，但其和易性好。
国家标准《砌筑水泥》（GB/T 3183—2003）规定，砌筑水泥的技术要求如下：
细度：过80μm的方孔筛筛余不得超过10%。
凝结时间：初凝时间不早于60min，终凝时间不迟于12h。
体积安定性：用沸煮法检验必须合格。
强度：分12.5和22.5两个强度等级，各等级的水泥其各龄期强度不得低于表2.20中规定的数值。
表2.20 砌筑水泥各龄期强度值
砌筑水泥是一种低强度等级的水泥，可以用来配制工业与民用建筑用的砌筑砂浆、内墙抹面砂浆和垫层混凝土等，也可用来生产砌块、瓦等，但不允许用于结构混凝土中。
2.3.8 明矾石膨胀水泥
凡以硅酸盐水泥熟料为主，掺入铝质熟料、粒化高炉矿渣（或粉煤灰）和适量的石膏，经磨细后而具有膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为明矾石膨胀水泥，代号A·EC。其中，铝质熟料是指Al2O3含量在25%以上的、经过一定温度煅烧后具有化学活性的材料。
明矾石膨胀水泥主要技术要求按建筑材料行业标准《明矾石膨胀水泥》（JC/T 311—2004）的规定：
比表面积：应不小于400m2/kg。
凝结时间：初凝时间不早于45min，终凝时间不迟于6h。
限制膨胀率：3天应不小于0.015%，28天应不大于0.10%。
不透水性：3天不透水性应合格。
强度等级：分32.5、42.5和52.5三个等级，各强度等级的水泥各龄期强度值应不低于表2.21中的规定。
表2.21 明矾石膨胀水泥强度等级与各龄期的强度值
【案例2.2】 请分别为下列混凝土构件和工程选用合适的水泥品种（从除六大通用硅酸盐水泥以外的其他品种水泥中选），并说明理由。
（1）紧急抢修工程或紧急军事工程。
（2）大体积混凝土坝的内部混凝土。
（3）混凝土大坝溢流面混凝土工程。
（4）高炉混凝土基础工程。
（5）海港码头工程。
（6）飞机场跑道。
（7）配制彩色水刷石。
（8）配制抹灰砂浆或粘贴瓷片。
答：
（1）选快硬水泥、铝酸盐水泥。理由：凝结硬化快，强度发展快，早期强度高。
（2）选低热矿渣水泥、低热水泥。理由：水化热小，用于大体积和大型基础工程，可有效地预防混凝土温度裂缝。
（3）选中热硅酸盐水泥。理由：水化热中等、抗冲磨性好、抗渗性好、强度较高。
（4）选矿渣水泥。理由：耐高温性好。
（5）选抗硫酸盐水泥。理由：抗硫酸盐侵蚀能力强。
（6）选道路水泥。理由：抗折强度高、干缩性较小、耐磨性好。
（7）选白水泥、彩色水泥。理由：装饰性好。
（8）选砌筑水泥。理由：强度低，适用于配制强度也低的抹灰砂浆或粘贴瓷片。