水泥的种类和性能特征

水泥的用途越来越广泛,品种越来越多，分类相当繁杂。按其化学成分、性能和用途，分别可作如下分类：

(1) 按用途或性能来划分

通用水泥

硅酸盐水泥
普通水泥
矿渣水泥
煤灰水泥
粉煤灰水泥
复合水泥

专用水泥

道路水泥
大坝水泥
砌筑水泥等

特性水泥

快硬性水泥
水化热水泥
抗硫酸盐水泥
膨胀水泥

(2) 按化学成分来划分

酸盐水泥
铝酸盐水泥
硫铝酸盐水泥
铁铝酸盐水泥等

水泥的性能特征

根据国家标准GB175-1999，对硅酸盐水泥和普通水泥的主要技术性质要求如下：

(1) 需水性

在用水泥制作净浆、砂浆或者拌制混凝土时，都必须加入需量的水分。这些水分一方面与水泥粉起水化反应，使其凝结硬化；另一方面使净浆、砂浆和混凝土具有一定的流动性和可塑性，以便于施工时浇灌成型。

(2) 细度

细度是指水泥颗粒的粗细程度，它是鉴定水泥品质的主要项目之一。

水泥细度通常采用筛分析法或比表面法（勃氏法）测定。筛析法以80μm方孔筛的筛余量表示。比表面法以1kg水泥所具有的表面积（m2/kg）表示。国家标准规定，硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，应大于300m2/kg。普通水泥的细度用筛余量表示，其筛余量不得超过10.0%。凡水泥细度不符合规定者为不合格品。

(3) 凝结时间

水泥的凝结时间有初凝于终凝之分。自加水起至水泥浆开始失去塑性、流动性减小所需的时间，称为初凝时间。自加水时起至水泥浆完全失去塑性、开始有一定结构强度所需的时间，称为终凝时间。国家标准规定硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。

水泥凝结时间的测定，是以标准稠度的水泥净浆达到规定温度和湿度下，用凝结时间测定仪来测定。所谓标准稠度是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合水量，以占水泥质量的百分率表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水量，一般在24%–30%之间。水泥熟料矿物成分不同表示。硅酸盐水泥的标准稠度用水量，一般在24%–30%之间。水泥熟料矿物成分不同时，其标准稠度用水量亦有所差别，磨得越细的水泥，标准稠度用水量越大。

规定水泥的凝结时间在施工中具有重要的意义。初凝不宜过快是为了保证有足够的时间在初凝之前完成混凝土成型等各工序的操作；终凝不宜过迟是为了使混凝土在浇捣完毕后能尽早完成凝结硬化，产生强度，以利于下一道工序的及早进行。

(4) 体积安定性

水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀性。水泥硬化后产生不均匀的体积变化即体积安定性不良，水泥体积安全性不良会使水泥制品、混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑质量，甚至引起严重工程事故。因此，水泥的体积安全性检验必须合格，体积安全性不合格的水泥作废品处理。

水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化的过程中体积变化的均匀性。水泥硬化后产生不均匀的体积变化即体积安全性不良，水泥体积安定性不良会使水泥制品、混凝土构件产生膨胀性裂缝，降低建筑物质量，甚至引起严重工程事故。因此，水泥的体积安全性检验必须合格，体积安全性不合格的水泥作废品处理。

水泥安定性不良的原因是由于其熟料矿物组成中含有过多的游离钙或游离氧化镁，以及水泥粉磨时所掺石膏超量等所致。熟料中所含的游离钙或游离氧化镁都是在高温下生成的，属过烧氧化物，水化很慢，它要在水泥凝结硬化后才慢慢开始水化，水化时产生体积膨胀，从而引起不均匀的体积变化而使硬化水泥石开裂。

国家标准规定，由游离氧化钙引起的水泥安全性不良可采用试饼法或雷氏法检验。在有争议时以雷氏法为准。试饼法是将标准稠度的水泥净浆做成试饼经恒沸3h后，用肉眼观察未发现裂纹，用直尺检查没有弯曲现象，则称为安全性合格，反之，为不合格。雷氏法是测定水泥浆在雷氏夹中硬化沸煮后的膨胀值，当两个试件沸煮后膨胀值的平均值不大于5.0mm时，即判为该水泥安全性合格，反之为不合格。由于游离氧化镁的水化作用比游离氧化钙更加缓慢，所以必须用压蒸法才能检验出它的危害作用。

当水泥中石膏掺量过多时，多余的石膏将与已固化的水化铝酸钙作用生成水化硫铝酸钙晶体，体积膨胀1.5倍，造成硬化水泥石开裂破坏。石膏的危害需经长期浸在常温水中才能发现。因氧化镁和石膏的危害作用不易快速检验，故常在水泥生产中严格加以控制。国家标准规定，水泥中游离镁含量不得超过5.0%。三氧化硫含量不得超过3.5%。

(5) 碱含量

水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值表示，若使用活性骨料，用户要求提供低碱水泥时，水泥中碱含量不得大于0.50%，或由供需双方商定。

(6) 密度与堆积密度

在进行混凝土配合比计算和储运水泥时需要知道水泥的密度和堆积密度。硅酸盐水泥和普通水泥的密度一般在3.1—3.2g/cm3之间。水泥在松散状态时的堆积密度一般在900—1300kg/m3之间，紧密堆积状态可达1400–1700 kg/m3

(7) 强度及强度等级

国家标准规定，采用《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671-1999）测定水泥强度，该法是将水泥和中国ISO标准砂按质量计以1:3混合，用0.5的水灰比按规定的方法制成40mm×40mm×160mm的试件，在标准温度（20±1）℃的水中养护，分别测定其后3d和28Dde1抗压强度和抗折强度。根据测定结果，分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5和62.5R等6个强度等级。水泥按3d强度又分为普通型和早强型两种类型，代号中有R者为早强型水泥。

通常28天的抗压强度即为水泥标号，如，抗压强度为42.5Mpa，标号即为42.5或42.5(R)，相当于原来的525#水泥。标号带R的水泥，早期强度高于不带R的水泥。

混凝土的等级也由抗压强度来确定，如C30即抗压强度为30Mpa。