第二章 硅酸盐水泥国家标准及生产 要点： · 本章主要学习硅酸盐水泥的组分材料、生产技术要求与指标；· 熟悉硅酸盐水泥的生产过程、生产方法和特点；· 明确新型干法水泥生产的技术特征；

§2.1 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的标准

GB175—99 内容如下一、定义1. 硅酸盐水泥：凡是由硅酸盐水泥熟料， 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。

硅酸盐水泥分两种类型 :

不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥，用代号 P ．Ⅰ表示； 在硅酸盐水泥粉磨时掺入不超过水泥质量5% 的石灰石或粒化高炉渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥，用代号 P ．Ⅱ表示。其中 P为波特兰“ Portland” 的英文字首。

2. 普通硅酸盐水泥

凡是由硅酸盐水泥熟料， 6 ～ 15% 混合材料，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（简称普通硅酸盐水泥）代号 P·O 活性混合材料掺加量按重量百分比计＜ 15% ，其中允许用不超过 5% 的窑灰，或不超过 10 % 非活性混合材来代替。

3. 组分材料

（ 1 ）硅酸盐水泥熟料 即国际上的波特兰水泥熟料，简称水泥熟料。是一种由主要含 CaO 、 SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3 的原料按适当比例配合磨成细粉（生料）烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的产物。

（ 2 ）石膏 　 天然石膏：以二水硫酸钙（ CaSO4·2H2O ）为主要成分的天然矿石。 GB5483

硬石膏 　以无水硫酸钙（ CaSO4 ）为主要成分的天然矿石 工业副产石膏：工业生产中以 CaSO4 为主要成分的副产品

作用：石膏是用作调节水泥凝结时间的组分，是缓凝剂。适量石膏可以延缓水泥的凝结时间，使建筑施工中的搅拌、运输、振捣、砌筑等工序得以顺利进行；同时适量的石膏也可以提高水泥的强度。

（ 3 ）活性混合材料 　　活性混合材：具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料 GB1596 的粉煤灰 GB2847 火山灰质混合材料 GB203 粒化高炉矿渣

作用：在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能、调节水泥标号、提高水泥产量。如粒化高炉矿渣、石灰石等。　　 粒化高炉矿渣是高炉冶炼生铁所得以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物经淬冷成粒后的产品。 石灰石为水泥工业原料，在水泥中掺入少量石灰石可以起到混合材料的作用。

（ 4 ）非活性混合材料 系指活性指标不符合标准要求的潜在水硬性或火山灰性的混合材料以及砂岩和石灰石。（ 5 ）窑灰 从回转窑窑尾废气中收集下的粉尘。

二 . 　强度与强度等级 (1) 水泥强度　　水泥强度是水泥试体净浆在单位面积上所能承受的外力。 通常以各龄期的抗压强度、抗折强度来表示水泥的质量。一般 3d 或 7d 以前的强度为早期强度， 28d 及其后的强度称为后期强度，也有将 3个月以后的强用度称为后期强度。 通常用 28d 的强度作为水泥质量划分的强度等级。

(2) 强度等级与水泥标号　 强度等级是按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分 ，各强度等级水泥的各龄期强度值不得低于表数值（ GB175—99 ） 。

　　　

抗折机 压力机

硅酸盐水泥的强度指标（ GB175—99 ）

强度等级抗压强度（M

Pa ） 抗折强度（MP

a ） 3 天 28 天 3 天 28 天

42.5 17.0 42.5 3.5 6.5

42.5R 22.0 42.5 4.0 6.5

52.5 23.0 52.5 4.0 7.0

52.5R 27.0 52.5 5.0 7.0

62.5 28.0 62.5 5.0 8.0

62.5R 32.0 62.5 5.5 8.0

• 强度等级习惯称之水泥标号。俗称商品标号

• 硅酸盐水泥： 42.5 42.5R 　 52.5 52.5R • 62.5 62.5R 六个等级•

普通硅酸盐水泥： 32.5 32.5R 　 42.5 42.5R 52.5 52.5R 六个等级

• R ：快硬性 对三天强度有较高要求

三 . 品质指标（技术要求）

1. 不溶物：不溶物是指水泥经酸和碱处理，不能被溶解的残留物。　Ⅰ型≤0.75﹪　　　　　　Ⅱ型≤1.50﹪ 2. 烧失量：水泥烧失量是指水泥在 950 ～ 1000℃高温下燃烧失去的质量百分数。 Ⅰ型≤3.0﹪　　　　　　　　　　Ⅱ型≤3.5﹪ 普通水泥≤5.0﹪ 3. 细度：细度即水泥的粗细程度，通常以比表面积或筛余数表示 ．硅酸盐水泥比表面积﹥３００ ㎡ / ㎏　　　　　　普通水泥８０方孔筛筛余≤１０﹪

4. 凝结时间 水泥凝结时间是水泥从拌和水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间，分初凝时间和终凝时间两种。

初凝时间：是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开始失去塑性的时间。 终凝时间：是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完全失去塑性的时间。 初凝时间 终凝时间 硅酸盐水泥 ﹥ 45min ﹤6.5h 普通水泥 ﹥ 45min ﹤10h

5.安定性 沸煮法检验合格 水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，简称安定性。 引起水泥安定性不良的原因主要有三种 : 熟料中游离氧化钙、方镁石过高及水泥中石膏掺加量过多。

6. 强度 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度划分，各强度等级水泥的个龄期强度不得低于表中数据（ GB175—99 ） 。

7.氧化镁（MgO ） 水泥中≤ 5﹪，如压蒸压蒸安定性试验合格允许放宽到 6﹪

水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水化和体积膨胀效应可使水泥硬化体结构破坏。采用压蒸安定性试验进行检验。

8.三氧化硫（ SO3 ） 水泥中≤ 3.5﹪， 9. 碱

四 .验收规则 1. 废品　　 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定时，均为废品。

2. 不合格品　　 凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中的任一项不符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量、强度低于商品强度等级的指标时，该水泥称为不合格品。水泥包装标志中的水泥品种、强度等级、生产者名称、出厂编号不全的，也属于不合格品。

概述·三项建筑性能指标： 凝结时间、安定性、强度

·安定性不良：水泥在凝结硬化过程中产生剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀 ),称为安定性不良．

·引起安定性不良的原因：熟料中游离氧化钙、氧化镁含量过高以及水泥中石膏掺加量过多。

§2.1 硅酸盐水泥的生产方法

一 . 生产过程 硅酸盐水泥的生产过程通常可分为三个阶段： ◇ 生料制备 ◇ 熟料煅烧 ◇ 水泥制成

生料制备

熟料煅烧

水泥制成

二 . 生产方法 按生料制备方法分为： 干法、半干法、 湿法、半湿法； 按煅烧熟料窑的结构分为： 干法窑 立窑 湿法窑 回转窑： 立波尔窑 悬浮预热器窑 窑外分解窑

立窑

湿 法

新型干法

1. 干法和半干法 　　 干生料直接入窑煅烧叫干法。 干法制得生料粉调配均匀并加入适量水，

制成料球喂入立窑或立波尔窑内煅烧称为半干法，料球含水 12% ～ 15% 。

2.湿法和半湿法 　 原料加水粉磨成生料浆入湿法窑煅烧叫湿法，生料浆水分占 32%~40%左右。

生料浆脱水烘干后破碎，入窑煅烧，称之为半湿法。 　

3. 干法、湿法优缺点比较

干法：热耗低，但粉尘大，生料成分不均匀，熟料质量较湿法窑差。

湿法：热耗高，但电耗低，生料易于均化，熟料质量较较好且均匀 ，且输送方便，粉尘飞扬少 。

4. 新型干法水泥生产技术特征

新型干法水泥生产的特点 （ 1 ）优质 （ 2 ）低耗：热耗 3000kJ/kg 以下，水泥单位电耗 90 ～ 110kWh/t 以下。 （ 3 ）高效 ：单位容积产量达 110 ～ 270kg/m2 ，劳动生产率达 1000 ～ 4000t/年 ·人。（ 4 ）环保 （ 5 ）装备大型化 ：单机生产能力达 10000t/d（ 6 ）生产控制自动化 （ 7 ）管理科学化 （ 8 ）投资大建设周期较长