特種水泥生產(chǎn)技術(shù)第1頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.1概述

特種水泥是特性水泥和專用水泥的統(tǒng)稱，也即指通用水泥以外的水泥。目前我國已研制開發(fā)了70多種特種水泥。第2頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.1.1特種水泥的分類

1、按特種水泥所含礦物分類

特種水泥通?？煞殖闪笙盗挟a(chǎn)品，它們是：硅酸鹽水泥系列（除通用水泥外）、鋁酸鹽水泥系列、硫鋁酸鹽水泥系列、鐵鋁酸鹽水泥系列、氟鋁酸鹽水泥系列、其他（包括無熟料、少熟料）水泥系列。

第3頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、特種水泥的功能或用途分類

①快硬高強水泥。②水工水泥。③油井水泥。④裝飾水泥。⑤膨脹和自應(yīng)力水泥。⑥其他。第4頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.1.2特種水泥的生產(chǎn)狀況

目前我國特種水泥生產(chǎn)年產(chǎn)量低，僅占全國水泥總產(chǎn)量的2﹪以下，與發(fā)達國家7﹪～9﹪的生產(chǎn)規(guī)模有相當(dāng)?shù)牟罹唷?/p>

第5頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、快硬硅酸鹽水泥技術(shù)要求

①氧化鎂含量：≤5.0％

②三氧化硫含量：≤4％

③水泥細度：篩余≤10%

④凝結(jié)時間：初凝≥45min，終凝≤10h⑤安定性：合格⑥強度：不得低于

第6頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、快硬硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝

（1）設(shè)計合理的礦物組成。（2）適當(dāng)提高水泥的比表面積。（3）適當(dāng)增加石膏的含量。

第7頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、快硬硅酸鹽水泥性能與用途

快硬硅酸鹽水泥早期強度高，1d抗壓強度為28d的30%～35%，后期強度呈持續(xù)增長趨勢；其凝結(jié)時間正常，一般初凝時間為2～3h；水泥的水化熱較高，早期干縮率亦較大。主要用語搶修工程、軍事工程、預(yù)應(yīng)力混凝土制件。第8頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.2.2快硬硫鋁酸鹽水泥

以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以無水硫鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要礦物成分的熟料，加入適量石膏和0～10%的石灰石，磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料，稱為快硬硫鋁酸鹽水泥，代號R·SAC?？煊擦蜾X酸鹽水泥的標號以3d抗壓強度表示，分425、525、625、725四個標號。

第9頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、快硬硫鋁酸鹽水泥技術(shù)指標

◆比表面積。比表面積不得低于350m2/kg?！裟Y(jié)時間。初凝不得早于25min。終凝不遲于3h。◆強度。各齡期強度不得低于國標第10頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、快硬硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝

◆原料。鋁質(zhì)原料（礬土）、石灰質(zhì)原料（石灰石）和石膏。要求石灰石中CaO＞52%。MgO＜1.5%；礬土中Al2O350%～65%，SiO2＜25%；二水石膏SO3＞38%，MgO＜3%，也可以使用相應(yīng)質(zhì)量的無水石膏。第11頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

◆熟料的組成與率值熟料礦物以無水硫鋁酸鈣（CaO·Al2O3）·CaSO4（簡寫為C4A3）和硅酸二鈣β-C2S為主，還有少量的CaSO4、鈣鈦礦（CT）和含鐵相等。熟料的化學(xué)組成大致為CaO40%～44%，Al2O318%～22%，SiO28%～12%，F(xiàn)e2O36%～10%，SO312%～16%，其相應(yīng)的礦物組成一般是C4A336%～44%，β-C2S23%～34%，C2F10%～27%，CaSO44%～17%。第12頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月◆煅燒

生產(chǎn)C4A3—β-C2S型水泥熟料，一般采用干法回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)，也可以用立窯生產(chǎn)。生料細度控制在0.080mm方孔篩篩余＜10%。熟料煅燒溫度為1250～1350℃，不宜超過1400℃，否則CaSO4分解，C4A3也分解。第13頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月◆水化

C4A3和石膏形成鈣礬石和Al（OH）3凝膠，石膏量少時，后來生成低硫型硫鋁酸鈣。由于較低溫度形成的C2S水化較快，生成C-S-H凝膠，而AH3和C-S-H凝膠填充在水化硫鋁酸鈣之間，加固和致密水泥石的結(jié)構(gòu)，故水泥早期強度高。改變水泥中石膏的摻入量，可以制得快硬不收縮、微膨脹、膨脹和自應(yīng)力水泥。

第14頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月3、快硬硫鋁酸鹽水泥性能和用途

C4A3—β-C2S型水泥的初凝時間0.5～1h，終凝時間1～1.5h；長期強度穩(wěn)定，并有所增長。低溫性能較好，氣溫在-5℃以上時，不必采取任何特殊措施，就可以正常施工。可用于緊急搶修工程，如接縫、堵漏、錨噴、搶修飛機跑道、公路等，適合于冬季施工工程、地下工程、配制膨脹水泥和自應(yīng)力水泥以及玻璃纖維砂漿等，但不適應(yīng)于在100℃以上環(huán)境下使用。

第15頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.2.3快硬氟鋁酸鹽水泥

以礬土、石灰石、螢石（或再加石膏）經(jīng)配料煅燒得到的以氟鋁酸鈣（C11A7·CaF2）為主要礦物的熟料，再與石膏一起磨細而成的水泥為快硬氟鋁酸鹽水泥。第16頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

1、快硬氟鋁酸鹽水泥礦物組成

主要礦物為氟鋁酸鈣、阿利特、貝利特和鐵鋁酸鈣固溶體。

2、快硬氟鋁酸鹽水泥配料

先設(shè)計水泥熟料的礦物組成，然后計算出熟料的化學(xué)成分，再用試配法進行配料。第17頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、快硬氟鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝

燒成溫度一般控制在1250～1350℃，火焰溫度控制在1350～1400℃，溫度過高，易結(jié)大塊，易結(jié)圈；溫度過低，容易產(chǎn)生生燒。熟料要求急冷。水泥粉磨細度要求較高，一般比表面積控制在500～600m2/kg。

4、快硬氟鋁酸鹽水泥性能與用途

快硬氟鋁酸鹽水泥凝結(jié)很快，硬化很快?？煊卜X酸鹽水泥可用于搶修工程，用作噴錨用的噴射水泥。由于其水化產(chǎn)物鈣礬石在高溫迅速脫水分解，它可用作鑄造業(yè)用的型砂水泥。

第18頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.2.4快硬鐵鋁酸鹽水泥

以適當(dāng)成分的生料，經(jīng)煅燒所得以鐵相、無水硫鋁酸鈣和硅酸鈣為主要礦物的熟料，加入適量石灰石和石膏，磨細制成的早期強度高的水硬性膠凝材料。第19頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月1、快硬鐵鋁酸鹽水泥技術(shù)要求

比表面積、凝結(jié)時間、游離氧化鈣符合表12.6的規(guī)定。

項目技術(shù)要求比表面積（m2/kg）不小于380凝結(jié)時間（min）初凝不早于25終凝不遲于180游離氧化鈣（%）

不大于0.4第20頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

2、快硬鐵鋁酸鹽水泥生產(chǎn)工藝

（1）熟料的化學(xué)成分及礦物組成主要化學(xué)成分分為CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要礦物為C4A3、β-C2S、C4AF。（2）原料、燃料配料采用三組分配料：石灰石、鐵礬土、石膏。（3）煅燒煅燒設(shè)備為回轉(zhuǎn)窯。燒成溫度一般為1250～1350℃，。（4）粉磨在水泥粉磨過程中，比表面積應(yīng)控制在350m2/kg以上，一般為350～400m2/kg的范圍。

第21頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月3、快硬鐵鋁酸鹽水泥的特性和用途（1）早強高強。

（2）抗凍性。（3）耐蝕性能好。

（4）高抗?jié)B性能?？煊茶F鋁酸鹽水泥適合于冬季施工工程、搶修工程、配制噴射混凝土及生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件等。第22頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12．3抗硫酸鹽水泥

凡以適當(dāng)成分的硅酸鹽水泥熟料，加入適量的石膏，磨細制成的具有抵抗硫酸根離子侵蝕的水硬性膠凝材料，稱為抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，簡稱抗硫酸鹽水泥。按其抗硫酸鹽侵蝕分為中抗硫酸鹽水泥和高抗硫酸鹽水泥兩類。

第23頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.3.1抗硫酸鹽水泥的技術(shù)要求

中抗硫酸鹽水泥、高抗硫酸鹽水泥的標號均有兩種，分為425、525兩個標號。各標號水泥的各齡期強度不低于表12.10中的所列數(shù)據(jù)。

水泥標號抗壓強度（MPa）抗折強度（MPa）

3d

28d3d

28d

425

16.0

42.53.5

6.5

525

22.0

52.54.0

7.0第24頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.3.2抗硫酸鹽水泥的生產(chǎn)技術(shù)

抗硫酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝基本上與硅酸鹽水泥生產(chǎn)相似，不同之處在于熟料礦物有所區(qū)別。對于抗硫酸鹽水泥熟料，由于KH值低，n值高，p值也較低，所以熟料的形成熱較硅酸鹽水泥熟料低，易于燒成。對于回轉(zhuǎn)窯的窯皮維護不利，應(yīng)加強穩(wěn)定熱工制度、嚴格控制熟料的結(jié)粒情況；對于立窯來講，應(yīng)加強熟料燒成控制，淺暗火操作，快燒快冷，減少中間結(jié)大塊，提高立窯煅燒能力。

第25頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.3.3抗硫酸鹽水泥的性能與用途

抗硫酸鹽侵蝕性能好。中抗硫水泥可以抵御SO42-離子濃度2500㎎/L的純硫酸鹽溶液的腐蝕，高抗硫水泥可以抵御SO42-離子濃度8000㎎/的腐蝕，最高可抗SO42-離子濃度（1～2）×104㎎/L。主要用于受硫酸鹽侵蝕的海港、水利、地下、隧道、引水、道路和橋梁基礎(chǔ)等工程。第26頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.4裝飾水泥

裝飾水泥指白色水泥和彩色水泥。裝飾水泥主要用于建筑裝飾工程，可配制成彩色灰漿或制造各種彩色和白色混凝土，如水磨石、斬假石等。白色和彩色水泥與其他天然的和人造的裝飾材料相比，具有使用方便、價格較低廉、耐久性好等優(yōu)點。

第27頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.4.1白色水泥

凡以適當(dāng)成分的生料燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分，氧化鐵含量少的熟料，加入適量的石膏，磨細制成的水硬性膠凝材料稱為白色硅酸鹽水泥（簡稱白色水泥）。白色硅酸鹽水泥的白度與產(chǎn)品等級劃分如表

白水泥等級白度標號級別白度（﹪）優(yōu)等品特級

86﹪

625、525

一級品一級二級84﹪80﹪525、425525、425

合格品二級三級80﹪75﹪

325425、325第28頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.4.1彩色水泥

彩色水泥的生產(chǎn)方法有兩種：一種是直燒制法，在水泥生料中摻入適量著色物質(zhì)，煅燒成彩色熟料，然后磨制成彩色硅酸鹽水泥。彩色水泥熟料顏色的深淺隨著著色劑的摻量而變。另一種混合法制造彩色水泥，它是在白水泥中或硅酸鹽水泥中摻入適量的著色物質(zhì)，粉磨成彩色水泥。所用著色劑要求對光和大氣的耐侯性好，不溶于水，并能耐堿，對水泥石不起破壞作用，也不能使水泥的強度顯著下降。第29頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5道路水泥

凡由道路硅酸鹽水泥熟料，0～10﹪活性材料和適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為道路鹽硅酸鹽水泥，（簡稱道路水泥）水泥粉磨時允許加入不損害水泥性能的助磨劑,其加入量不得超過水泥質(zhì)量的1%。

第30頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5.1道路水泥的技術(shù)要求

標號分為425、525、625三個標號，各標號齡期不得低于表

水泥標號抗壓強度(MPa)抗折強度(MPa)

3d

28d

3d

28d42522.0

42.5

4.0

7.0525

27.0

52.5

5.0

7.5625

32.0

62.5

5.5

8.5第31頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5.2道路水泥的生產(chǎn)技術(shù)

生產(chǎn)道路水泥主要是通過改變水泥熟料的礦物組成、粉磨細度、石膏加入量及外摻劑來達到。與普通水泥熟料相比，一般適當(dāng)提高C3S、C4AF含量。水泥的耐磨性與水泥的抗壓強度有較好的相關(guān)性，因此提高水泥熟料中的C3S含量，可以提高水泥的強度。C4AF的脆性小，體積收縮小，提高C4AF的含量，對提高水泥的抗折強度及耐磨性有利。

在煅燒方面，道路水泥可以采用回轉(zhuǎn)窯煅燒，也可以在立窯上煅燒。第32頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5.3道路水泥的性能和用途

性能主要有以下特點

①耐磨性好。②強度高。

③干縮性小。

④水化熱低，耐久性好。道路水泥最適宜各類混凝土路面工程，使用于耐磨、抗干縮等性能要求較高的其他工程。

第33頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.6.油井水泥

我國將普通油井水泥分為9個級別、三個類型。（1）A、B、C、D、E、F級油井水泥是由水硬性硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，加入適量的石膏和助磨劑，磨細制成的產(chǎn)品。在粉磨混合D、E、F級水泥的過程中，允許摻加適量的促凝劑。（2）G、H級油井水泥是有水硬性硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，加入適量的石膏和水，磨細制成的產(chǎn)品，在混磨與混合過程中，不允許摻加任何其他外加劑。（3）J級油井水泥由水硬性硅酸鈣為主要成分的水泥熟料，加入適量的硅質(zhì)材料和石膏，磨細制成的產(chǎn)品。

第34頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月

我國油井水泥分為A、B、C、D、E、F、G、H、J九個級別，包括普通型、中等抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型三類。

（1）A級油井水泥

無特殊性能要求時，適應(yīng)于自地面至1830m井深的注水泥。僅有普通型。（2）B級油井水泥

適用于自地面至1830m井深的注水泥。分為中抗硫酸型和高抗硫酸鹽型兩種。第35頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）C級油井水泥

要求具有高早強度時，適應(yīng)于自地面至1830m井深的注水泥。分為普通型、中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型三種。（4）D、E、F級油井水泥

G、H級油井水泥是一種基本水泥。適用與自地面至2440m井深的注水泥，分為中抗硫酸鹽型和高抗硫酸鹽型。與促凝劑或緩凝劑一起使用能適應(yīng)于較大的井深和溫度范圍。

（5）J級油井水泥

J級油井水泥適用于超高溫高壓條件下的3660～4880m井深的注水泥。與促凝劑或緩凝劑一起使用，能適應(yīng)與較大的井深和溫度范圍。

第36頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.7其他特種水泥

12.7.1砌筑水泥

凡由活性混合材料或水硬性工業(yè)廢渣，加入少量的硅酸鹽水泥熟料和石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為砌筑水泥。

12.7.2耐酸水泥

凡由耐酸填料（一般采用石英巖、熔融輝綠巖或陶瓷碎片）和硬化硅酸鈉（水玻璃），按適當(dāng)比例配合，共同磨細或分別磨細后混合均勻制成的具有抗酸腐蝕性能的化學(xué)硬化型膠凝材料。使用時加適量硅酸鈉液體拌合，制備耐酸砂漿或混凝土。

第37頁，課件共41頁，創(chuàng)作于2023年2月12.7其他特種水泥

12.7.3耐高溫水泥

耐高溫水泥與耐火集料配制的耐火混凝土廣泛用于石油、冶金、化工、電力及建材工業(yè)的各種窯爐上。12.7.4中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥

中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣硅酸鹽水泥同屬水