第11章 其他通用水泥生产技术 11.1 混合材料的种类及质量要求 11.2 普通硅酸盐水泥 11.3 矿渣硅酸盐水泥 11.4 火山灰硅酸盐水泥 11.5 复合硅酸盐水泥 11.6 石灰石硅酸盐水泥

11.1混合材料的种类及质量要求 11.1.1 混合材料的种类及作用 作用 (1) 提高水泥产量 (2) 有利于改善水泥的性能 (3) 调节水泥标号

混合材料的分类: 种类 活性混合材料： 非活性混合材料： 粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰 主要包括 粒化高炉矿渣 活性指标不 符合要求的 砂岩、石灰石、块状的高炉矿渣 粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰 包括

形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。 组成： 11.1.2 粒化高炉矿渣 形成：高炉冶炼生铁时所得以硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷粒化后的产品。 组成： CaO SiO2 Al2O3 MgO Fe2O3 硫化物 ＞90% 其中Al2O3 ＞12% CaO ＞40%的活性较好 化学成分：

矿渣的活性： 矿渣的活性激发剂 化学成分：活性组分主要指： 影响矿渣活性的因素 玻璃体的含量：越高越好 石灰 熟料 碱性激发剂：主要： CaO Al2O3 MgO 化学成分：活性组分主要指： 玻璃体的含量：越高越好 影响矿渣活性的因素 矿渣的活性激发剂 石灰 熟料 碱性激发剂：主要： 硫酸盐激发剂：主要： 能产生Ca(OH)2 常用的 激发剂 石膏 工业副产石膏 CaSO4

质量评定： 主要用化学成分分析法： K= K为质量系数，其值越大，矿渣活性越高。 用于水泥中的粒化高炉矿渣：K≥1.2

11.1.3 火山灰质混合材料 天然的火山灰质混合材料 人工的火山灰质混合材料 火山灰、凝灰岩、沸石岩、浮石、硅藻土、硅藻石、蛋白石。 烧页岩、烧粘土、煤矸石、煤渣、硅质渣

◆火山灰质混合材料的组成 火山灰质混合材料的化学成分以SiO2、Al2O3为主，其含量占70%左右，而CaO含量较低，其矿物组成随其成因变化较大。

◆火山灰质混合的活性评定（火山灰性试验） 1、 化学方法 　　化学方法即火山灰试验，结果评定：如果试验点在曲线（40℃氢氧化钙的溶解度曲线）的下方，则认为该混合材的火山灰试验验合格；如果试验点在曲线上方或曲线上，则重做试验，但恒温时间为15d。如果此时试验点落在曲线下方，仍可认为火山灰性合格，否则不合格。

2、 物理方法 物理方法即强度对比法，是利用掺30%火山灰质混合材水泥做胶砂28d抗压强度与硅酸盐水泥28d抗压强度之比值R来评定，要求R≥62%。具体试验方法按GB1295进行。

◆火山灰质混合材料的选择 应注意满足如下质量要求： （1）烧失量不得超过10%； （2）SO3不超过3%； （3）火山灰性试验合格； （4）胶砂28d抗压强度经不得低于62%； （5）人工山灰质混合材料放射性物质应符合规定， 具体数值由水泥厂根据人工的火山灰质混合材掺量而定。

11.1.4 粉煤灰质混合材料 　　粉煤灰是从煤粉炉烟道气体中收集的粉尘。在火力发电厂，煤粉在锅炉内经1100~1500℃的高温燃烧后，一般有70%~80%呈粉状灰随烟气排出经收尘器收集，即为粉煤灰；20%~30~呈烧结状落入炉底，称为炉底灰或炉渣。

◆粉煤灰的成分与基本性质 1、 成分与活性 　　粉煤灰的化学成分随煤种、燃烧条件和收尘方式等条件的不同而在较大范围内波动。但以SiO2、Al2O3为主，并含有少量Fe2O3、CaO。

2、物理性质 　　粉煤灰的粒径一般在0.5~200m之间，其主要颗粒在1~1.5m范围内，0.08mm方孔筛筛余35~40%，质量密度2.0~2.3g/cm3，体积密度0.6~1.0kg/L。国内大多数粉煤灰收集后用水冲灰即湿排，因此含水量较大。

◆用于水泥中粉煤灰的技术要求 　　水泥生产中用作活性混合材料的粉煤灰分为I、Ⅱ两级。各级粉煤灰的技术要求见表11.8所示。如果28d坑压强度比指标低于62%，则该粉煤灰只可作为非活性混合材料。

◆化铁炉渣 ◆精炼铬铁渣 ◆粒化电炉磷渣 ◆粒化高炉钛矿渣 ◆增钙液态渣 ◆钢渣 ◆沸腾炉渣 ◆窑灰 11．1．5 其他混合材料 ◆化铁炉渣 ◆精炼铬铁渣 ◆粒化电炉磷渣 ◆粒化高炉钛矿渣 ◆增钙液态渣 ◆钢渣 ◆沸腾炉渣 ◆窑灰

11.2 普通硅酸盐水泥 定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材 料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 11.2 普通硅酸盐水泥 定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材 料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 ◆掺活性混合材料时：最大15%，其中允许用≤5%的窑灰或≤10%的非活性混合材料来代替。 ◆掺非活性混合材料时：最大10% 代号：P·O 强度等级：32.5 42.5 52.5 32.5R 42.5R 52.5R

技术要求: 普通硅酸盐水泥:8项 普通水泥与硅酸盐水泥技术要求上的区别: 不做烧失量 细度用筛余百分数表示 MgO以熟料中的含量计 终凝时间延长

序号 项 目 指 标 1 不溶物（%） ≤0.75 ≤1.5 2 烧失量（%） ≤3.0 ≤3.5 ≤5.0 3 细度 ≥300 ≤10% 项 目 指 标 P·Ⅰ P·Ⅱ P·O 1 不溶物（%） ≤0.75 ≤1.5 2 烧失量（%） ≤3.0 ≤3.5 ≤5.0 3 细度 （比表面积）（m2/kg) ≥300 0.08mm方孔筛筛余（%） ≤10% 4 凝结时间（min) 初凝 ≥45 终凝 ≤390 ≤ 10h 5 安定性（沸煮法检验） 合格 6 氧化镁（%） ≤5.0;水泥压蒸安定性检验合格可放宽到6.0 7 三氧化硫（%） 8 碱（Na2O+0.658K2O)(%) ≤0.6或协商指标

硅酸盐水泥的强度指标 强度 等级 抗压强度 (MPa) 抗折强度 3d 28d 42.5 17.0 3.5 6.5 42.5R 22.0 4.0 52.5 23.0 7.0 52.5R 27.0 5.0 62.5 28.0 8.0 62.5R 32.0 5.5

普通硅酸盐水泥的强度指标 强度 等级 抗压强度 (MPa) 抗折强度 3d 28d 32.5 11.0 2.5 5.5 32.5R 16.0 3.5 42.5 6.5 42.5R 21.0 4.0 52.5 22.0 7.0 52.5R 26.0 5.0

生产: 与P·Ⅱ同 性能： 1、凝结硬化较快，早强较高； 2、抗冻性较好； 3、水化热偏高； 4、耐酸、碱、硫酸盐类化学侵蚀差。

用 途 1、一般地上工程和不受侵蚀的地下工程； 2、在低温条件下需要强度发展较快的工程； 3、无腐蚀性水中的受冻工程； 用 途 1、一般地上工程和不受侵蚀的地下工程； 2、在低温条件下需要强度发展较快的工程； 3、无腐蚀性水中的受冻工程； 4、配制较高标号混凝土。

定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%~70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 11.3 矿渣硅酸盐水泥 定义：凡由硅酸盐水泥熟料和20%~70%粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量≤8%，替代后水泥中粒化高炉矿渣不得少于20% 代号：P·S

1、MgO熟料中≤5.0%. 2、SO3 ≤4.0% 3、细度期 ≤10% 4、凝结时间初凝不得早于45min；终凝不得迟于10h 5、安定性用沸煮法检验必须合格 6、强度 7、碱由供需双方商定

矿渣硅酸盐水泥的强度指标 强度等级 抗压强度 抗折强度 3天 7天 32.5 10.0 2.5 5.5 32.5R 15.0 3.5 42.5 6.5 42.5R 19.0 4.0 52.5 21.0 7.0 52.5R 23.0 4.5

性 能 1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好； 2、耐热性较好； 3、水化热较低； 4、在蒸汽养护中强度发展较快； 性 能 1、对硫酸盐类侵蚀的抵抗能力及抗水性较好； 2、耐热性较好； 3、水化热较低； 4、在蒸汽养护中强度发展较快； 5、在潮湿环境中后期强度增进率较大； 6、早强较低，凝结较慢，在低温环境下尤甚； 7、抗冻性较差； 8、干缩性较大，有泌水现象。

用 途 1、地下、水中和海水中工程，以及经常受高水压的工程； 2、大体积混凝土工程； 3、蒸汽养护的工程； 用 途 1、地下、水中和海水中工程，以及经常受高水压的工程； 2、大体积混凝土工程； 3、蒸汽养护的工程； 4、一般地上工程，亦可用于不常受冻融交替作用的受冻工程。

提高矿渣水泥质量的主要途径 1、选择适当的熟料的矿物组成 2、控制矿渣的质量和加入量 3、提高水泥的粉磨细度 4、增加石膏的加入量。

11.4　火山灰质硅酸盐水泥 11.4.1　生产技术要求 　　火山灰质硅酸盐水泥简称火山灰水泥，代号P·P。它是由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶硬材料。水泥中火山灰质混合材掺加量按质量百分比计为20%~50%。

11.4.1　生产技术要求 　　火山灰水泥的材料要求、强度等级与矿渣硅酸盐水泥相同。 　　火山灰水泥的技术要求中，氧化镁、水泥细度、凝结时间、安定性、强度指标均同于矿渣水泥的技术要求，但SO3在水泥中的含量不得超过3.5%。如果火山灰水泥中混合材料总掺量＞30%，熟料中MgO含量为5.0%~6.0%时，制成的水泥可不作压蒸试验。

11.4 .2 配制工艺 在生产工厂，将硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料、石膏按一定比例一起入磨或分别粉磨再进行混合。这是常见的工艺。 11.4 .2　配制工艺 　　在生产工厂，将硅酸盐水泥熟料、火山灰质混合材料、石膏按一定比例一起入磨或分别粉磨再进行混合。这是常见的工艺。 　　在实际生产中，通过调整水泥熟料、混合材料、石膏的配比及合理控制出磨水泥的细度等，可以生产出不同标号的火山灰水泥。

混合材料掺量多少，直接影响所生产水泥的性质、标号及水泥的成本等。火山灰水泥中混合材料的掺加量按质量百分比计为20%~50%。 11.4.3　火山灰质硅酸盐水泥混合材料的掺量 　　混合材料掺量多少，直接影响所生产水泥的性质、标号及水泥的成本等。火山灰水泥中混合材料的掺加量按质量百分比计为20%~50%。

11.4.4 火山灰质硅酸盐水泥的性能与用途 ◆性能 1、泌水率低，保水性好 2、水化热小，而耐腐蚀性好 3、需水量大，干缩性大，抗冻性差 11.4.4　火山灰质硅酸盐水泥的性能与用途 ◆性能 　1、泌水率低，保水性好 　2、水化热小，而耐腐蚀性好 　3、需水量大，干缩性大，抗冻性差 　4、早期强度低，但后期强度较高甚至可 以赶上或超过硅酸盐水泥

用途 　　适用地下、水中工程或经常受较高水压作用的工程，尤其是需要抗渗性、抗淡水、抗硫酸盐侵蚀的工程中;适宜于进行水蒸汽养护、生产的混凝土构制件;适用于大体积的混凝土工程;可同普通水泥一样用于一般地面建筑工程。但应该注意，火山灰水泥不适用于早期强度要求较高的工程，也不适合冻融交替的工程及长期于燥和高温的地方。

11.5 粉煤灰硅酸盐水泥 水泥中粉煤灰掺加加量按质量百分比计为20%~40%。 11.5　粉煤灰硅酸盐水泥 　　粉煤灰硅酸盐水泥简称粉煤灰水泥。它是由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材，代号P·F。 　　水泥中粉煤灰掺加加量按质量百分比计为20%~40%。

11.5.1 粉煤灰水泥的粉磨工艺 ◆常用的粉磨流程及特点 1、共同粉磨 2、分别粉磨 3、两级混磨 4、辊压机预粉磨 11.5.1　粉煤灰水泥的粉磨工艺 ◆常用的粉磨流程及特点 1、共同粉磨 2、分别粉磨 3、两级混磨 4、辊压机预粉磨 5、辊压机联合粉磨工艺系统 6、粉煤灰直接喂入选粉机中 7、将粉煤灰喂入磨机最后一仓

11.5.1 粉煤灰水泥的粉磨工艺 ◆粉磨流程选择 ◆粉煤灰的掺量 11.5.1　粉煤灰水泥的粉磨工艺 ◆粉磨流程选择 　　在生产粉煤灰水泥时，由于粉煤灰掺量较大，粉煤灰应经过球磨机粉磨，以破坏粉煤灰团粒和球状玻璃体外壳，提高粉煤灰的水化活性。 ◆粉煤灰的掺量 　　粉煤灰在水泥中的掺加量，通常与水泥熟料的质量、粉煤灰的活性和要求生产的水泥标号有关，粉煤灰掺加加量按质量百分比计为20%~40%。

1、需水量少，和易性好 2、干缩小，抗裂性好 3、水化热低 4、耐腐蚀性好 5、早期强度低，后期强度增进率大 11.5.3　粉煤灰水泥的性能 1、需水量少，和易性好 2、干缩小，抗裂性好 3、水化热低 4、耐腐蚀性好 5、早期强度低，后期强度增进率大

11.5.4　粉煤灰水泥的用途 　　粉煤灰水泥可用于一般的工业和民用建筑，尤其适用于大体积和水利工程的混凝土以及地下、海港工程等，但不适用于早期强度要求高的工程、受冻工程、有水位升降的混凝土工程以及有抗碳化要求的工程等等。

11.6 复合硅酸盐水泥 11.6.1复合硅酸盐水泥的生产技术要求 ◆定义 11.6 复合硅酸盐水泥 11.6.1复合硅酸盐水泥的生产技术要求 ◆定义 　　凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、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。水泥中的混合材料总掺加量按质量百分数计应大于15%，但不超过50%。

◆水泥标号 　　复合水泥允许生产的标号有：325、325R 、425、425R、525、525R六个标号。其对应的强度等级分别为：32.5、32.5R 、42.5、42.5R、52.5、52.5R

11.6.2　复合水泥的混合材料掺加量 ◆混合材料种类

◆选择性能优势可互补的复合材料并确定适宜掺量 ◆控制合适的粉磨细度 ◆当混合材料掺量较高时可掺入一加剂定量的外 11.6.3 生产复合水泥应注意的问题 ◆选择性能优势可互补的复合材料并确定适宜掺量 ◆控制合适的粉磨细度 ◆当混合材料掺量较高时可掺入一加剂定量的外

◆性能 ◇复合水泥的性能可以通过混合材料的相互搭配 ◇复合水泥建筑性能良好 ◆应用 复合水泥可广泛应用于工业和民用建筑工程中。 11.6.4 复合水泥的性能与应用 ◆性能 　◇复合水泥的性能可以通过混合材料的相互搭配 　◇复合水泥建筑性能良好 ◆应用 复合水泥可广泛应用于工业和民用建筑工程中。

11.7 石灰石硅酸盐水泥 　　石灰石硅酸盐水泥是通用水泥的一种，现行标准是JC600—2002，2002年12月1日开始实施。硅酸盐水泥熟料掺加适量石灰石生产石灰石硅酸盐水泥，有利于提高水泥早期强度，改善水泥混凝土和易性，调整企业产品结构，解决混合材料资源短缺问题，降低水泥生产成本，节约能源增加经济效益。尤其对矿渣、粉煤灰、火山灰等混合材短缺的地区来说，生产这种水泥有更大的价值。

本章学习小结 　　普通硅盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥及石灰石硅酸盐水泥同属于硅酸盐水泥系列，都是以硅酸盐水泥熟料为主要组分，以石膏作缓凝剂，不同品种水泥之间的差别主要在于所掺加混合材料的种类和数量不同。