水泥的分類與適用情況研究

1、天 津 大 學(xué) 網(wǎng) 絡(luò) 教 育 學(xué) 院?？飘厴I(yè)論文題目：水泥的分類與適用情況研究  完成期限：2011年 9月 10日 至 2011年 12月 10日學(xué) 習(xí) 中 心 某某某 年 級(jí) 2009級(jí)專 業(yè) 某某某某 指 導(dǎo) 教 師 某某某姓 名 某某某 學(xué) 號(hào) 水泥的分類與適用情況研究 摘要 隨著建筑技術(shù)的不斷進(jìn)步，對(duì)我國(guó)水泥品種分類和使用情況又了個(gè)詳細(xì)的說(shuō)明，并對(duì)目前國(guó)內(nèi)在水泥品種分類的特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行了一次系統(tǒng)的了分析，提出了關(guān)于如何進(jìn)行對(duì)水泥進(jìn)行分類和適用于那種情況都有了一個(gè)比較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：水泥 品種 適用情況引言隨著經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入以及社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)

2、于產(chǎn)品質(zhì)量的要求也變得越來(lái)越苛刻，然而各式各樣產(chǎn)品名目繁多，普通的消費(fèi)者不能憑借一己之力來(lái)判斷所采購(gòu)產(chǎn)品的質(zhì)量是否可靠。建筑業(yè)作為攸關(guān)人民生命及財(cái)產(chǎn)安全的基礎(chǔ)行業(yè)，建設(shè)工程材料質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到建設(shè)工程的質(zhì)量。水泥是重要的建筑材料，廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國(guó)防等工程。水泥質(zhì)量指數(shù)的編制就是將水泥的各項(xiàng)性能進(jìn)行綜合評(píng)定，以直觀的方法顯示市場(chǎng)上水泥質(zhì)量的現(xiàn)狀和動(dòng)態(tài)信息，以便于監(jiān)督檢驗(yàn)部門進(jìn)行評(píng)定管理。本文將聚焦于此，設(shè)法通過(guò)建立科學(xué)、合理的評(píng)估方法，對(duì)建設(shè)工程材料的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，構(gòu)建水泥質(zhì)量指數(shù)體系以數(shù)量化地反映水泥質(zhì)量，為管理決策部門、相關(guān)投資方及消費(fèi)者提供參考。一、我國(guó)水泥的發(fā)展概況（一）

3、水泥類型的定義 水泥：加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、石等材料既能在空氣中硬化又能在水中硬化的粉末狀水硬性膠凝材料。 （二）水泥的概述 我國(guó)現(xiàn)有八千多家水泥廠,年產(chǎn)水泥達(dá)5.36億噸,約占世界水泥產(chǎn)量的1/3,是世界上第一水泥生產(chǎn)大國(guó)。但是我國(guó)水泥工業(yè)卻未能躋身于世界先進(jìn)行列。其中關(guān)鍵問題是水泥產(chǎn)品的質(zhì)量。水泥標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的水泥發(fā)展水平。采用ISO水泥檢驗(yàn)方法及參照世界先進(jìn)國(guó)家的水泥品種劃分方法進(jìn)行分類管理,可以普遍提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量,使我國(guó)水泥工業(yè)邁向國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)水泥工業(yè)在解放前一直沒有全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。解放后,前蘇聯(lián)幫助我國(guó)建設(shè)的第一批156個(gè)重點(diǎn)工程,設(shè)計(jì)圖紙全部來(lái)自蘇

4、聯(lián)。水泥作為一種重要的建筑材料,必須符合蘇聯(lián)設(shè)計(jì)圖紙的要求。在我國(guó)科技人員廣泛試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,于1956年采納了蘇聯(lián)的水泥標(biāo)準(zhǔn),將水泥品種分為三大類,即普通硅酸鹽水泥,礦渣水泥和火山灰水泥。蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:波特蘭水泥允許加入不超過(guò)水泥重量15%的水硬性混合材料或粒化高爐礦渣,也可以在水泥中加入不超10%的石英砂、石灰石或者一些其它中性混合材料,這時(shí)不改變水泥名稱仍稱波特蘭水泥。我國(guó)普通硅酸鹽水泥的定義,實(shí)際上是參照蘇聯(lián)50年代的波特蘭水泥標(biāo)準(zhǔn),一直沿用至今。 從1969年開始,歐洲國(guó)家一直致力于制訂統(tǒng)一的水泥標(biāo)準(zhǔn),在許多方面都已達(dá)成共識(shí)。歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)水泥與石灰技術(shù)委員會(huì)頒布的歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)已

5、形成一個(gè)完整體系,可以認(rèn)為歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際水泥標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ),今后ISO很可能會(huì)采用歐洲水泥標(biāo)準(zhǔn)。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,如日、德、英等國(guó)都相繼對(duì)水泥分類進(jìn)行了修改,基本上都采用了歐洲水泥試行標(biāo)準(zhǔn)的水泥品種劃分方法。二、當(dāng)今建筑水泥的種類 關(guān)于我國(guó)已經(jīng)研制(包括仿制)成功的水泥品種有多少種?這個(gè)問題過(guò)去一直未為人們所注視，也未見過(guò)有關(guān)的資料介紹。近年來(lái)，始在少數(shù)幾份建材工業(yè)的刊物和小冊(cè)子中有了點(diǎn)滴的報(bào)導(dǎo)和介紹。建材科技消息(1977.燦31)報(bào)導(dǎo):“二十八年來(lái)，我國(guó)水泥，特別是特種水泥的研究、試制和生產(chǎn)發(fā)展很快。據(jù)1976年的調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有水泥品種約百余種。其中已經(jīng)投入生產(chǎn)或間斷生產(chǎn)的特殊

6、工程用水泥有四十余種;軍事工程專用的以及利用工業(yè)廢渣生產(chǎn)的無(wú)熟料或少熟料水泥約五十余種”。建材研究院水泥研究所編寫的“建國(guó)三十年來(lái)水泥科學(xué)研究成就”小冊(cè)子中談到:“解放前，我國(guó)僅生產(chǎn)三種硅酸鹽水泥。解放后，為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的需要，水泥品種得到了很快的發(fā)展。目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，能滿足一些特殊要求的水泥品種約有六十余種以上。“兩者的數(shù)據(jù)差別較大。要確切地回答這個(gè)問題，首先要求我們對(duì)什么樣的材料才能稱為“水泥”進(jìn)行討論，以求取得統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。 眾多的水泥品種就需要有一個(gè)科學(xué)的方法對(duì)它們進(jìn)行分類，這樣既利于大家去熟悉、掌握它們，又可給今后新品種水泥的研制帶來(lái)方便。關(guān)于水泥品種分類的原則和具

7、體方法，世界各國(guó)都不盡一致，總的來(lái)說(shuō)有:按照其(1)主要性能及使用范圍.(2)硬化后，生成物的性質(zhì)和形式，(3)所發(fā)生的化學(xué)和物理化學(xué)過(guò)程。(4)原料特性、加工工藝等幾種。當(dāng)然，在某些情況下，這些方法彼此會(huì)有交錯(cuò)的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)材料科學(xué)提出了越來(lái)越高的要求，特別是為適應(yīng)各種新技術(shù)的發(fā)展需要，要求材料具有一定的特性以適用于某一特殊用途，在這種情況下，我們認(rèn)為采用從使用要求出發(fā)，以性能和使用范圍為主要依據(jù)來(lái)對(duì)水泥品種進(jìn)行分類的方法，是容易為人們所接受的，因?yàn)檫@種分類法比較實(shí)用、方便，而又不失其科學(xué)性。對(duì)于某些具有多種用途的水泥品種來(lái)說(shuō)，則可考慮以它的主要用途來(lái)進(jìn)行分類，如高鋁水泥，它既具

8、有快硬高強(qiáng)的性能，又具有較耐熱的特性，但從其用途來(lái)看，主要還是用于需要快硬高強(qiáng)的工程上，因此，可把它列入快硬高強(qiáng)水泥類。按照上述分類原則和方法，在辭典里，我們將數(shù)十種水泥品種分列為八個(gè)類，它們是:1一般水泥類如普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。這類水泥的特點(diǎn)是生產(chǎn)的量大、使用面廣、適用于一般的建筑工程。其它如無(wú)熟料水泥、羅馬水泥等也劃歸此類?？煊哺邚?qiáng)水泥類 如快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥、快硬硫鋁酸鹽水泥、快凝快硬氟鋁酸鹽水泥等。3.水工水泥類:如硅酸鹽大壩水泥、低熱微膨脹水泥，抗硫酸鹽硅酸鹽水泥等。4.油井水泥類:如45、75oC、95、120油井水泥和高溫，低比重、高

9、比重、膨脹油井水泥等。5.膨脹水泥和自應(yīng)力水泥類:如明礬石膨脹水泥、硫鋁酸鹽膨脹水泥、硅酸鹽自應(yīng)力水泥、鋁酸鹽自應(yīng)力水泥等。6.耐火水泥類:如鋁酸鹽耐火水泥等。7.防護(hù)水泥類:如鋇水泥、鈕水泥等。8.其它專用水泥類:如白色硅酸鹽水泥、彩色硅酸鹽水泥、抗菌水泥、防藻水泥等。三、水泥在建筑中的適用狀況（一）水泥的特性1. 高效性和可靠性 由超細(xì)水泥等無(wú)機(jī)超細(xì)微粒組成的高性能灌漿材料，它具有良好的滲透性及可灌性，具有比有機(jī)化學(xué)灌漿液更高的強(qiáng)度及耐久性，不存在老化現(xiàn)象。因而MFC-GM可適用于各種土質(zhì)環(huán)境的地基加固處理、砂土層的固化處理、各種復(fù)雜的基礎(chǔ)加固處理、各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)灌漿處理，如地鐵、油井、橋

10、墩、隧道、大壩、高速公路、大型設(shè)備基礎(chǔ)等等。 2.安全無(wú)污染性 由無(wú)毒無(wú)害的無(wú)機(jī)材料組成，其化學(xué)組成決定了其對(duì)水、土壤、空氣等周圍環(huán)境無(wú)污染，相對(duì)于其它灌漿材料而言，具有更高的安全性，屬于綠色環(huán)保型建材產(chǎn)品。 3.較高的經(jīng)濟(jì)性 施工方便，易于操作，且比有機(jī)化學(xué)灌漿液價(jià)格便宜，灌漿后不會(huì)老化，具有良好的耐久性，可適用于任何一種灌漿設(shè)備，可采用任一種灌漿方法進(jìn)行灌漿施工，因而具有更高的經(jīng)濟(jì)性。 （二）水泥的適用范圍和狀況(1) 硅酸鹽水泥的適用范圍適用于地上、地下和水中重要結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土工程；適用于要求早期強(qiáng)度高和冬期施工的混凝土工程；適用于嚴(yán)寒地區(qū)遭受反復(fù)凍融的混凝土工程；適合

11、用于空氣中二氧化碳濃度較高的環(huán)境，如鑄造車間；不宜用于受流動(dòng)的和有壓力的軟水作用的混凝土工程；不宜用于受海水及其他腐蝕性介質(zhì)作用的混凝土工程；不得用于大體積混凝土；不得用于耐熱混凝土工程；可用于干燥環(huán)境下的混凝土工程；可用于地面和道路工程。 (2) 普通硅酸鹽水泥的適用范圍普通硅酸鹽水泥適用于地上、地下、水中的不受侵蝕性水作用的混凝土工程；適用于配置高強(qiáng)度等級(jí)混凝土及早強(qiáng)工程；不適用于大體積混凝土工程、冬期施工工程及高溫環(huán)境的工程。 (3) 礦渣硅酸鹽水泥的適用范圍適用于受溶出性侵蝕，以及硫酸鹽、鎂鹽腐蝕的混凝土工程；適用于大體積混凝土工程；適用于受熱的混凝土工程，若摻入耐火磚粉等材料可制成耐

12、更高溫度的混凝土。不宜用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土，如現(xiàn)澆混凝土、冬期施工混凝土等；不宜用于嚴(yán)寒地區(qū)水位升降范圍內(nèi)的混凝土工程及有耐磨要求的混凝土工程；不適合處于二氧化碳濃度高的環(huán)境(如鑄造車間)中的混凝土工程；不宜用于要求抗?jié)B的混凝土工程和受凍融干濕交替作用的混凝土工程； (4) 火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥的適用范圍適用于要求抗?jié)B的水中混凝土；適用于大體積混凝土工程；適用于受溶出性侵蝕以及硫酸鹽、鎂鹽腐蝕的混凝土工程；不適用于干燥或干濕交替環(huán)境下的混凝土以及有耐磨要求的混凝土；不宜用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土，如現(xiàn)澆混凝土、冬期施工混凝土等；不宜用于嚴(yán)寒地區(qū)水位升降范圍內(nèi)的混凝土工程及有耐磨要求的混凝土

13、工程；不適合處于二氧化碳濃度高的環(huán)境(如鑄造車間)中的混凝土工程。 (5) 粉煤灰硅酸鹽水泥的適用范圍適用于受溶出性侵蝕以及硫酸鹽、鎂鹽腐蝕的混凝土工程；適用于大體積混凝土工程；不宜用于早期強(qiáng)度要求高的混凝土，如現(xiàn)澆混凝土、冬期施工混凝土等；不宜用于嚴(yán)寒地區(qū)水位升降范圍內(nèi)的混凝土工程及有耐磨要求的混凝土工程；不適合處于二氧化碳濃度高的環(huán)境(如鑄造車間)中的混凝土工程。 (6) 白色及彩色硅酸鹽水泥的適用范圍主要用于建筑裝修的砂漿、混凝土，如人造大理石、水磨石、斬假石等。 (7) 快硬硅酸鹽水泥的適用范圍適用于早強(qiáng)、高強(qiáng)混凝土工程以及緊急搶修工程和冬期施工等工程；不得用于大體積混凝土工程和與腐蝕

14、介質(zhì)接觸的混凝土工程。 (8) 道路硅酸鹽水泥的適用范圍用于道路施施工工程。 (9) 高鋁水泥的適用范圍適用于緊急搶修工程和早期強(qiáng)度要求高的特殊工程；不宜用于大體積混凝土工程；可作為耐熱混凝土的膠結(jié)材料。 (10) 硫鋁酸鹽水泥的適用范圍用于玻璃纖維增強(qiáng)水泥制品，可防止玻璃纖維腐蝕；主要用來(lái)配制結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)或抗?jié)B用的砂漿或混凝土；還可配制自應(yīng)力混凝土，如鋼筋混凝土壓力管。 (11) 膨脹水泥的適用范圍 硅酸鹽膨脹水泥：用作防水層及防水混凝土；加固地腳螺栓等結(jié)構(gòu)、澆灌機(jī)器座；用作修補(bǔ)或接縫工程；不可使用于有硫酸鹽侵蝕性介質(zhì)工程中。 硅酸鹽自應(yīng)力水泥：用于制造自應(yīng)力鋼筋(或鋼絲網(wǎng))混凝土壓力管；各種管

15、接頭銜接的粘結(jié)劑。 (12)大壩水泥的適用范圍三種大壩水泥都適用于要求水化熱較低和大體積的混凝土工程；硅酸鹽大壩水泥與普通大壩水泥更適用于有抗凍性與耐磨性要求的水中大體積混凝土工程及構(gòu)件的表層結(jié)構(gòu)，礦渣大壩水泥更適用于水下工程及大體積混凝土工程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。四、水泥的發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)在最熱門話題是執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展。大家一致認(rèn)為這是21世紀(jì)世界各國(guó)的重要任務(wù)。就水泥工業(yè)而言,在生產(chǎn)過(guò)程中盡量節(jié)約資源、能源,保護(hù)環(huán)境雖是十分必要,但應(yīng)注意其局限性。水泥和混凝土堪稱為世界上耗用量最大的材料,在我國(guó)尤其如此。我們要從幾個(gè)發(fā)面來(lái)分析水泥在未來(lái)的發(fā)展動(dòng)向：（一）水泥產(chǎn)品性能的提高現(xiàn)在我國(guó)32.5水泥使用量占總用量的

16、60%-70%，42.5水泥只占30%左右，這和我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及建筑質(zhì)量的要求很不匹配，更重要的是和國(guó)家的節(jié)能減排政策不匹配。混凝土的等級(jí)也很低，目前我國(guó)以C30為主，而發(fā)達(dá)國(guó)家基本是C50?；炷撂岣咭粋€(gè)等級(jí)，就可以減少10-15%的水泥和鋼筋用量。推廣高性能混凝土不僅會(huì)給建筑業(yè)帶來(lái)革命，也會(huì)給建材業(yè)帶來(lái)深刻變化，水泥企業(yè)必須實(shí)行高標(biāo)號(hào)化來(lái)迎接這場(chǎng)變化，這是水泥行業(yè)迎接低碳經(jīng)濟(jì)的不二選擇。（二）水泥種類的多樣化政策限制導(dǎo)致企業(yè)不能擴(kuò)大產(chǎn)量，那么不擴(kuò)大產(chǎn)量之后，企業(yè)做什么？企業(yè)應(yīng)該加大創(chuàng)新力度，大力開發(fā)特種水泥，使產(chǎn)品向多樣化發(fā)展。日本住友大阪有100多種特種水泥，這種細(xì)分化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會(huì)給水泥企

17、業(yè)帶來(lái)巨大的利潤(rùn)空間。我國(guó)的特種水泥用量正在逐漸增加，如橋梁、核電站、高鐵、大壩等，不同的施工環(huán)境需要用不同的水泥。因此，水泥企業(yè)應(yīng)該進(jìn)一步提升技術(shù)含量，細(xì)分市場(chǎng)，研發(fā)各種特種水泥，增加產(chǎn)品附加值。（三）加強(qiáng)粉磨和攪拌站的一體化進(jìn)程全世界大的水泥公司都做商混和砂石骨料，一般本公司商混用量占水泥供應(yīng)量的30%-40%，而我國(guó)水泥企業(yè)做商混的就很少，上規(guī)模的更少。如果能把粉磨站和攪拌站一體化，不但能延伸產(chǎn)業(yè)鏈，使水泥廠大規(guī)模進(jìn)入商混，更能直接面對(duì)終端客戶，可以確保混凝土質(zhì)量。國(guó)家在整頓水泥行業(yè)的同時(shí)，也發(fā)現(xiàn)商混業(yè)在打亂仗。所以當(dāng)淘汰完小水泥之后，還應(yīng)該把水泥和商混大規(guī)模整合、重組、改造，讓商混作為

18、水泥企業(yè)的最終產(chǎn)品出現(xiàn)，減少中間環(huán)節(jié)，節(jié)約生產(chǎn)成本，確保產(chǎn)品質(zhì)量。這是水泥行業(yè)必須要走的一步。（四）加快建筑和水泥的結(jié)合力度水泥制品構(gòu)件化是水泥企業(yè)延伸產(chǎn)業(yè)鏈的方向，水泥產(chǎn)品大型構(gòu)件化、集成化、模式化，可以極大提高水泥產(chǎn)品的附加值。預(yù)制構(gòu)件在美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)有了大規(guī)模發(fā)展。三十年前我們也做過(guò)預(yù)制構(gòu)件，但因當(dāng)時(shí)技術(shù)條件所限做得非常粗糙。如今技術(shù)發(fā)展迅速，預(yù)制構(gòu)件可以做到天衣無(wú)縫，成品房屋可以不粉刷就十分美觀，有些構(gòu)件甚至可以上機(jī)床加工。結(jié)束語(yǔ) 綜上所述，我們不難看出，對(duì)新品種水泥的分類和命名是一件科學(xué)性、哲理性很強(qiáng)的工作。雖然，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)總局委托我院在這方面要多做點(diǎn)工作，但我們的工作還做得不多，所以殷切期望廣大從事建材工業(yè)工作的同志們，在水泥品種分類和命名問題上多出主意，和我們共同把這項(xiàng)工作做好。 在經(jīng)濟(jì)全球化和我國(guó)改革開放政策不斷深入的形勢(shì)下,為進(jìn)一步提高我國(guó)水泥工業(yè)的生產(chǎn)管理和銷售水平,我國(guó)通用水泥的分類法與國(guó)際接軌已顯得十分必要和迫切。參考文獻(xiàn)1國(guó)家建筑材料工業(yè)總局技術(shù)情報(bào)標(biāo)準(zhǔn)所，“我國(guó)特種水泥的科學(xué)研究取得了豐碩成果”，建材科技消息，2008。2建筑材料科學(xué)研究院水泥研究