水泥的成分

水泥的基本性能

硅酸盐水泥熟料的矿物组成

组成矿物名称化学分子式缩写含量，%

硅酸三钙SiO·3CaO2CS337~6075~82

硅酸二钙SiO·2CaO2SC215~37

铝酸三钙O·AI3CaO32AC37~1518~25

铁铝酸四钙OO4C·AIFeO·3

a322

CAF410~18

1、硅酸三钙是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物成分，遇水时水化反

应速度快，水化热大，凝结硬化快，其水化产物表现为早期强度高。

硅酸三钙是主要赋予硅酸盐水泥早期强度的矿物。

2、硅酸二钙是硅酸盐水泥中的主要矿物，遇水时水化反应速度慢，

水化热很低，其水化产物表现为早期强度低而后期强度增进较高。硅

酸二钙是决定硅酸盐水泥后期强度的矿物。

3、铝酸三钙遇水时水化反应极快，水化热很大，水化产物的强度很

低。铝酸三钙主要影响硅酸盐水泥的凝结时间，同时也是水化热的主

要来源。由于在煅烧过程中，铝酸三钙的熔融物是生成硅酸三钙的基

因，故被列为“熔媒矿物”。

4、铁铝酸四钙遇水时水化反应速度快，水化热低，水化产物的强度

也很低。由于在煅烧熔融阶段有助于硅酸三钙的生成，同样属于“熔

媒矿物”。

硅酸盐水泥的技术要求

按国家标准规定，硅酸盐水泥应确保九项技术要求：水泥中的不熔物、

氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量和碱含量，均不得超限；水泥的

细度、凝结时间、安定性和强度，均必须达标。

2

掺加混合材料的硅酸盐水泥

1、普通硅酸盐水泥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，称为普通硅酸盐水泥，简称普通

水泥，代号P·O。

2、矿渣水泥凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、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），代

号P·S。

3、火山灰水泥凡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。

4、粉煤灰水泥凡由硅酸盐熟料和粉煤灰、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。

5、复合水泥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。

除普通硅酸盐水泥的上述四种水泥，其组成物料与普通硅酸盐水泥比

较，虽然都有硅酸盐水泥熟料和适量石膏但它们的混合材料掺加量较

多，且品种不同。因此在使用性能方面，矿渣水泥、火山灰水泥、粉

煤灰水泥及复合水泥，与普通水泥明显不同。由于这四种水泥的共同

点是熟料的相对减少，因此，凝结硬化速度较慢，早期强度较低；水

化放热速度慢，发热量低；由于生成的氢氧化钙较少，在与混合材料

化合时又耗去很多，故抵抗软水及硫酸盐介质的侵蚀能力较强。由于

这四种水泥的共同点是掺加混合材料较多，因此其抗碳化、耐磨、抗

冻等性能显差，干缩量也较高。此外，由于这四种水泥的混合材料品

种不同，导致他们在3

性能上也有所差异。如矿渣水泥泌水显著，制品的抗渗性差，而火山

灰水泥的需水量较大，制品的抗渗性好；矿渣水泥、特别是火山灰水

泥的干缩性差，而粉煤灰水泥有一定的抗裂性；复合水泥的性质，则

因掺加混合材料的种类、比例不同而异。

五种水泥的特性和适用范围

硅酸盐水泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥

特

性

1、快

硬早强

水2、

化热较

高抗、3

冻性较

好耐、4

热性较

差、5

耐腐蚀

性较差

1、早期

强度较

高2、

水化热

较大3、

耐冻性

好耐、

4热性

较差5

耐、腐

蚀与耐

水性较

差

1、早期

低度强后

期强度增

长较快、

2水化热

较低3、

耐热性较

好4、耐

硫酸盐侵

蚀和耐水

性较好

5、抗冻

1、抗渗

性较好

2、耐热

性较差

3、不易

泌水同

其他矿

渣水泥

1、干

缩性较

小、抗

裂较性

好2、

抗碳化

力能

差同他

其灰山

火水

泥

4

性差泌

易6、水

缩干7、

性大

适

用

范

围

快硬早

强的工

程、配制

高强等

级度混

凝的土、

预应力

构件、

一般工

土建混

程中及

土凝力

应预混

筋钢土

结凝构、

受反

高、温1

车间和耐

热有要求

的凝混土

结构体

大2、积混

凝

地1、

下、水中

大体积

混凝土

结构和

有抗渗

要求的

混凝

地1、

上、地

下、水

中级大

体积混

土凝

结构

蒸2土结构复工冰冻土结构、地下蒸、、

蒸汽2用程养汽的喷作的3汽养护的护射护

养的结构、拌里衬的混凝混凝高凝混土等

制强构件凝构土混度土构件一土件地

上、3、、4

有地、般混凝和下3的中水硫抗土结构有

4般一盐酸混、抗硫酸土凝蚀结侵5

构、有

抗5硫酸

盐要侵蚀

一求的

般工程

盐侵蚀

要求的

一般工

程

求要一

的工般

程

不

适

用

范

围

1、大体

积混凝

土工程

2、受化

学侵蚀

水及

1、大体

积混凝

土工程

受2、化

学侵蚀

水及

早期1、

要强度高

求较的

工程、严

寒2地区，

处在水位

处1、

在干燥

环境的

工程

有、2

耐磨要

求的工

碳有抗

求要化

的工程

同他其

山火灰

水泥

降海水侵升范海水侵程同蚀的工其的他围

蚀的工内水渣凝混土程程矿、3受泥

受、3结构水压作水压作用的工用的工程

程

矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥及复合水泥的技术要求，包括氧

6

化镁含量、三氧化硫含量、细度、凝结时间、安定性和碱含量七项。

所采用的指标与普通水泥要求相比：这四种水泥的细度、凝结时间和

安定性的指标，以及复合水泥的强度指标，完全相同；不同点有，氧

化镁为熟料中的含量、三氧化硫含量对矿渣水泥放宽1%、除复合水

泥外的三种

水泥另订了同一的强度指标。

出厂水泥应保证出厂强度等级，其余技术要求应达标。凡氧化镁、三

氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项未达标时，均为废品。凡细度、

终凝时间、不熔物和烧失量中的任一项未达标，或混合材料掺加量超

过最大限量和强度低于商品强度等级的指标时为不合格产品。水泥包

装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的，也属

于不合格产品。

六种通用水泥的技术要求

目项

水泥品种

P·ⅠP·ⅡP·OP·SP·PP·FP·C

细

度

比面2

积，m/

㎏

＞300——

80um

筛筛%

余，

——≤10

凝结

时间

初凝时

间

≥45分钟

终凝时306≤小时≤10小时

7

间分钟

安定性用沸煮法检验必须合格

氧化镁含

量%*，

水泥中≤5.0熟料中≤5.0

三氧化硫含

泥，水量%

中，

≤3.5≤4.0≤3.5

不熔物，水

泥%

中，

≤

0.75

≤

1.5

—

—

——

烧失量，%≤

3.0

≤

3.5

≤

5.0

——

碱含量，按

O+0.65KN2a

2

要求低碱水泥

时，≤0.6%或协

商

商协

O计算值表示

强度见下表

注：若水泥经压蒸安定性试验合格，可放宽至6%。熟料中氧化镁的

含量为5.0%~6.0%时，如P·S中混合材料总掺量大于40%或P·P

中混合材料总掺量大于30%时，可不做压蒸试验。

六种通用水泥强度指标的最低限值

品种强度等级抗压强度，Mpa抗折强度，Mpa

3d28d3d28d

8

硅酸

盐水

泥

42.5

42.5R

52.5

52.5R

62.5

62.5R

17.0

22.0

23.0

27.0

28.0

32.0

42.5

42.5

52.5

52.5

62.5

62.5

3.54.0

4.05.0

5.05.5

6.56.5

7.07.0

8.08.0

普通

水泥

复合水

泥

32.5

32.5R

42.5

42.5R

52.5

52.5R

11.0

16.0

16.0

21.0

22.0

26.0

32.5

32.5

42.5

42.5

52.5

52.5

2.53.5

3.54.0

4.05.0

5.55.5

6.56.5

7.07.0

32.510.032.52.55.5

矿渣水32.5R3.532.55.515.0

泥42.542.56.515.03.5

42.5R42.56.519.04.0

火山灰52.57.052.521.04.0

水泥52.5R

5.0

23.0

7.0

52.5

粉煤灰水泥其他品种的水泥一、铝酸盐水泥9

铝酸盐水泥旧称矾土水泥、高铝水泥，是以铝酸钙为主、氧化铝含

量约50%的熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料。

铝酸盐水泥的主要矿物成分为铝酸一钙，与水反应生成水化铝酸钙

和氢氧化铝凝胶，致使水泥石密实并具有高强，凝结硬化十分迅速，

水化放热很大。因

此，铝酸盐水泥适用于抡建、抡修和冬季施工等特殊需要工程，但

不能用于大体积混凝土工程。

铝酸盐水泥具有较高的抗硫酸盐侵蚀能力，又具有较高的耐火性，

因此适用于抗硫酸盐侵蚀工程及配制耐火混凝土等。

使用铝酸盐水泥时，不得与硅酸盐水泥、石灰等能析出氢氧化钙的

胶凝物质混合，也不得与未硬化的硅酸盐水泥混凝土接触。铝酸盐水

泥混凝土的后期强度下降较大，应按最低稳定强度设计。铝酸盐水泥

不宜在较高温度下施工，不得用蒸气养护。未经试验，铝酸盐水泥中

不得加入任何外加物。

以铝酸盐水泥为基础，通过调整其矿物成分，或加入外加物料，可

制得许多铝酸盐系的水泥，如石膏矾土膨胀水泥、自应力水泥、高铝

水泥-65、特快硬调凝铝酸盐水泥，等等。

二、快硬硅酸盐水泥

以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗压强度表示强

度等级的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水泥（简称快硬水泥）。

快硬水泥，按规定方法测得的3d强度，划分强度等级，对其初凝，

终凝，安定性，细度，三氧化硫的含量，熟料中氧化镁含量，都规定

有技术指标。

快硬硅酸盐水泥可用来配制早强、高强混凝土，适用于紧急抢修工

程、低温施工工程和高强混凝土预制件等。

三、白水泥和彩色水泥

10

1．白色硅酸盐水泥

以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分，氧

化铁含量少的白色硅酸盐熟料，加入适量石膏，磨细制成的水硬性材

料，称为白色硅酸盐水泥（简称白水泥）。

白水泥按规定方法测得白度值，划分白度级别；按胶砂强度试验法，

测定的抗压和抗折强度，划分强度等级；又按白水泥的白度级别和强

度等级，划分产品等级。

白水泥其他的技术要求有，熟料中氧化镁的含量，水泥中三氧化硫

的含量，细度，初凝，终凝时间和安定性等项，都必须合格。

白水泥主要用于配制白色或彩色砂浆、混凝土和涂料等。

2.彩色硅酸盐水泥

用白色泥熟料、适量石膏和碱性颜料共同磨细，可制成彩色硅酸盐

水泥。用彩色水泥做饰面，比将颜料直接掺在白水泥中使用，色彩均

匀，简化工序，装饰效果会好得多。

在配制生料时，加适量的金属氧化物，直接烧成彩色水泥熟料，磨

细后得到彩色水泥。用这种方法生产的水泥，颜色稳定，成本低，但

色彩的种类有限。

彩色水泥尚未形成国家级标准，各生产厂自订有技术要求指标。彩

色水泥的凝结时间，一般比白水泥快，其程度随颜料的品种和掺量不

同而异。强度一般因惨入颜料而降低。

彩色水泥主要用于配制彩色混凝土和砂浆，制作水磨石、人造大理

石、花阶砖等。

3.其他成分的白水泥和彩色水泥

白色硫酸盐水泥，是以硫酸钙为主要成分的白水泥。这种水泥的水

硬性较弱，11

其性质与白色硅酸盐水泥截然不同，不能直接用于承重结构。钢渣白

水泥，是以电炉还原渣为主要原料，加入适量经煅烧的无水石膏，经

磨细制成。钢渣白水泥的凝结快，水硬性较弱，易锈蚀钢筋，不能制

作钢筋混凝土构件和加筋制品。

铝酸盐彩色水泥，是在铝酸盐水泥生料中，加入烧后致色的物料，

直接烧成的水泥。这种水泥早期强度高、耐高温性好，具有铝酸盐水

泥的特性，不能与彩色硅酸盐水泥混同。

四、膨胀水泥

膨胀水泥，是在水化过程中，能形成大量体积增大的晶体，而产

生一定膨胀能的水泥。按所含主要水硬性物质，可分为硅酸盐系、铝

酸盐系膨胀水泥。能膨胀特性，可分为膨胀类和自应力类；膨胀类中，

又有中膨胀、微膨胀和无收缩之别。按膨胀源，可分为硫铝酸钙型、

氧化钙型和铁型等；目前较多的为硫铝酸钙型。

1、硅酸盐膨胀水泥

以适当成分的硅酸盐水泥熟料、膨胀剂和石膏，按一定比例混合粉

磨而制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐膨胀水泥。

硅酸盐膨胀水泥的膨胀率，按规定的线膨胀试验法试验，当水中养

护时，1d的膨胀率不得小于0.3%；28d的不得大于1.0%，且又不得

大于3d的70%。在湿度大于90%的条件养护下，最初3d内不应有

收缩。

硅酸盐膨胀水泥适用于制造砂浆防水层和防水混凝土，用于结构加

固、浇灌机器底座或地脚螺栓，并可用于接缝及修补工程。禁止用于

有硫酸盐侵蚀的水中工程。

2、石膏矾土膨胀水泥

12

以适当成分的硅酸盐水泥熟料、二水石膏和少量助磨剂，按一定比

例共同粉磨而成的一种具有快硬、早强和膨胀性的水硬性胶凝材料，

称为石膏矾土膨胀水泥。

石膏矾土膨胀水泥的凝结时间，初凝不得早于20min，终凝不得迟

于4h。膨

胀率（当水中养护时），1d不小于0.15%；28d不小于0.30%，且不

大于1.0%。

石膏矾土膨胀水泥，适用于制作砂浆防水层、防水混凝土和钢筋混

凝土贮油罐，混凝土结构的补强和加固，装配式结构构件的接缝及管

道接头等。不能用于与碱液接触的工程；施工温度低于5℃，且无辅

助加热措施的工程；环境温度或工作温度高于80℃的工程。

3、硫铝酸盐微膨胀水泥

硫铝酸盐微膨胀水泥，是以适当成分生料，经煅烧所得以无水硫铝

酸???

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ú?摧?W?&?摧?W?摧?é?钙和β型硅酸二钙为主要矿物

成分的熟料，加入适量石膏，磨细制成具有一定膨胀性能的水硬性胶

凝材料。

硫铝酸盐微膨胀水泥的凝结时间，初凝不早于30min，终凝不迟于

3h。在水中养护的自由膨胀率，1d不小于0.05%；28d不大于0.50%。

硫铝酸盐微膨胀水泥，适用于管道接头、油罐、贮水池等的防渗抹

面，工程的接缝、接头、和浆锚。不得用于耐热工程或使用温度经常

处于100℃的混凝土工程。

自应力水泥

13

自应力水泥，属高膨胀的水泥，是依靠自身水化时产生的膨胀能，

使混凝土制品硬化后产生预加的自应力值。

自应力水类。

1、中热硅酸盐水泥

中热硅酸盐水泥，是以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，

磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料。

中热硅酸盐水泥熟料中的C3A含量，不得超过6%，C3S含量不得超

过55%。

2、低热矿渣硅酸盐水泥

以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入矿渣、适量石膏，磨细制成的

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。水泥中

矿渣掺加量，以质量的百分比计为20%—60%，允许用不超过混合材

总量50%的磷渣或粉煤灰代替部分矿渣。

低热矿渣硅酸盐水泥熟料中，铝酸三钙含量不得超过8%，游离氧

化钙含量不得超过1.2%。

3、低热微膨胀水泥

低热微膨胀水泥，是以粒化高炉矿渣为主要组成，加入适量硅酸盐

水泥熟料和石膏，磨细制成的，具有低水化热和微膨胀性能的水硬性

胶凝材料。

低热微膨胀水泥的线膨胀率，1d不得小于0.05%；7d不得小于0.10%；

28d不得大于0.50%。

4、以上三种水泥，除一般要求的物理、化学性指标外，对水化热的

限定，必须符合下表：

三种低水化热水泥的水化热高限，KJ/Kg

强度中热硅酸盐水泥低热硅酸盐水泥低热微膨胀水泥

14

等级3d7d3d7d3d7d

32.542.5

52.5

——251

251

——293

293

188197

——

230230

——

155176

——

176197

——

、上述四种水泥，主要适用于要求低水化热的混凝土；其中低热微膨

胀水泥，5也适用于要求抗渗和抗硫酸盐侵蚀的工程。同时适用于要

求补偿收缩的混凝土，此外，大坝水泥也属于低水化热的水泥，除专

门用于大坝外，同时也适用于大体积混凝土工程。目前已形成标准的

有，硅酸盐大坝水泥、普通硅酸盐大坝水泥和矿渣硅酸盐大坝水泥

三种。

15