水泥的英文名稱
粉末水硬性無機膠凝材料。泥漿加水攪拌後，在空氣中或水中都能硬化，能牢固地將砂、石等材料粘結在壹起。水泥是壹種重要的建築材料。水泥制成的砂漿或混凝土經久耐用，廣泛應用於土木建築、水利、國防等工程。
“水泥”這個詞是從拉丁語caementum發展而來的，意思是碎石和片狀的。水泥的歷史可以追溯到古羅馬人在建築工程中使用的石灰和火山灰的混合物。1796年，英國人j·帕克(J. Parker)用泥灰巖燒制了壹種棕色水泥，這種水泥被稱為羅馬水泥或天然水泥。1824年，英國J. asp丁燒石灰石和粘土制成水泥。硬化後顏色與英國波特蘭用於建築的石頭相似，被命名為波特蘭水泥，並獲得專利。20世紀初，隨著人民生活水平的提高，對建設項目的要求日益提高。在不斷改進矽酸鹽水泥的同時，成功開發了高鋁水泥、特種水泥等壹批適用於特殊建築工程的水泥，水泥品種發展到100多種。
水泥的生產工藝以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、混合、粉磨制成生料，送入水泥窯煆燒成熟料，再加入適量石膏(有時是混合料或添加劑)進行粉磨。
2.水泥分類
2.1水泥分為:
(1)普通水泥:壹般土木工程中常用的水泥。通用水泥主要是指GB 175-1999、GB 1344-1999和GB 12958-1999中規定的六類水泥，即矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥和火山灰。
(2)特種水泥:特殊用途的水泥。例如:G級油井水泥和道路矽酸鹽水泥。
(3)特色水泥:壹種性能突出的水泥。如:快硬矽酸鹽水泥、低熱礦渣矽酸鹽水泥和膨脹硫鋁酸鹽水泥。
2.2水泥分為:
(1)矽酸鹽水泥，國外俗稱矽酸鹽水泥；
(2)鋁酸鹽水泥；
(3)硫鋁酸鹽水泥；
(4)鋁酸鐵水泥；
(5)氟鋁酸鹽水泥；
(6)以火山灰或潛在水硬性材料等活性物質為主要成分的水泥。
2.3主要技術特征分為:
(1)快硬:可分為快硬和快硬；
(2)水化熱:分為中熱和低熱；
(3)耐硫酸鹽性:分為中度耐硫酸鹽性和高度耐硫酸鹽性兩類；
(4)膨脹性:可分為膨脹性和自應力性兩類；
(5)耐高溫性:鋁酸鹽水泥的耐高溫性根據水泥中氧化鋁的含量分等級。
2.4水泥命名的原則:
水泥的命名是根據水泥的主要水硬性礦物、混合材料、用途和主要特性按不同類別進行命名，力求簡潔準確。當名稱太長時，允許使用縮寫。
壹般水泥是以水泥的主要水硬性礦物的名稱與混合材的名稱或其他適當的名稱來命名的。
特種水泥因其特殊用途而得名，可以貼上不同型號的標簽。
特色水泥以水泥的主要水硬性礦物命名，可按不同型號或混合材料命名。
以火山灰或潛在水硬性材料等活性物質為主要成分的水泥，以活性物質命名，也可用特征名稱命名，如過硫酸鹽水泥、石灰火山灰水泥等。
2.5水泥類型的定義(1)水泥:壹種粉狀水硬性膠結材料，與水混合形成塑性漿體，能膠結砂、石等材料，在空氣和水中能硬化。
(2)矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、0%~5%石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為矽酸鹽水泥，分為P.I和P.II兩種，國外俗稱矽酸鹽水泥。
(3)普通矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、6%~15%混合材和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為普通矽酸鹽水泥(簡稱普通水泥)，代號:P.O..
(4)礦渣矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、粒化高爐礦渣和適量石膏磨細而成的水硬性膠凝材料，稱為礦渣矽酸鹽水泥，代號:P.S..
(5)火山灰矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、火山灰混合材料和適量石膏制成的水硬性膠凝材料。它叫做火山灰矽酸鹽水泥，代號:p.p。
(6)粉煤灰矽酸鹽水泥:壹種由矽酸鹽水泥熟料、粉煤灰和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為粉煤灰矽酸鹽水泥，代號:P.F..
(7)復合矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料、兩種或兩種以上規定的混合材料和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為復合矽酸鹽水泥(簡稱復合水泥)，代號P.C..
(8)中熱矽酸鹽水泥:壹種具有中等水化熱的水硬性膠凝材料，由適當成分的矽酸鹽水泥熟料粉磨，加入適量石膏制成。
(9)低熱礦渣矽酸鹽水泥:壹種低水化熱的水硬性膠凝材料，由適當成分的矽酸鹽水泥熟料粉磨後，加入適量石膏制成。
(10)快硬矽酸鹽水泥:矽酸鹽水泥熟料中加入適量石膏，磨細制成早期強度高的水泥，標註3天抗壓強度。
(11)抗硫酸鹽矽酸鹽水泥:由矽酸鹽水泥熟料和適量石膏制成的抗硫酸鹽侵蝕性能良好的水泥。
(12)白色矽酸鹽水泥:由氧化鐵含量很少的矽酸鹽水泥熟料，加入適量石膏，經粉磨制成的白色水泥。
(13)道路矽酸鹽水泥:由熟練道路矽酸鹽水泥、0%~10%活性混合材料和適量石膏制成的水硬性膠凝材料，稱為道路矽酸鹽水泥。
(14)砌築水泥:主要用於砌築砂漿的低標號水泥是由活性混合材，加入適量的矽酸鹽水泥熟料和石膏，經粉磨制成。
(15)油井水泥:由適當的礦物、適量的石膏和混合材料等組成的矽酸鹽水泥熟料制成的水泥。適用於在壹定井溫下的油氣井固井工程。
(16)過硫酸鹽水泥:以粒化高爐礦渣為主要組分材料，加入適量石膏、矽酸鹽水泥熟料或石灰制成的水泥。
3.水泥生產技術
3.1生產方法
矽酸鹽水泥的生產工藝在水泥生產中具有代表性。以石灰石和粘土為主要原料，經破碎、混合、粉磨制成生料，然後送入水泥窯煆燒成熟料，再將熟料與適量石膏(有時是混合料或添加劑)粉磨。
水泥生產根據原料制備方法的不同，可分為幹法(含半幹法)和濕法(含半濕法)。
①幹生產。將原料同時幹燥和研磨的方法，或將其幹燥和研磨成生料粉，然後將其送入幹窯煆燒成熟材料的方法。但也有壹種方法是在生料粉中加入適量的水制成生料球，送入立珀窯煆燒成熟料，這種方法稱為半幹法，至今仍是幹法生產方法之壹。
②濕法生產。將原料用水磨成生料漿，送入濕式窯煆燒成熟料的方法。還有壹種方法是將濕法制備的生料漿脫水，制成生料塊，入窯煆燒，稱為半濕法，仍屬於濕法生產的壹種。
幹法生產的主要優點是熱耗低(如帶預熱器的幹法窯熟料熱耗為3140 ~ 3768焦/kg)，缺點是生料成分不均勻，車間粉塵大，電耗高。濕法生產具有操作簡單、原料成分容易控制、產品質量好、料漿輸送方便、車間粉塵少等優點，但缺點是熱耗高(熟料熱耗通常為5234 ~ 6490焦/kg)。
3.2生產流程
水泥的生產壹般可分為三個過程:生料粉磨、煆燒和粉磨。
(1)生料研磨
有兩種:幹法和濕法。幹法壹般采用閉路操作系統，即原料經過磨機細磨，然後進入分級機進行分離，粗粉回流到磨機中進行研磨，大多采用物料在磨機中同時幹燥和研磨的工藝。使用的設備包括管磨機、中間卸料磨機和輥磨機。濕法通常采用管式磨機、棒球磨機等開路系統，壹次通過磨機不回流，但也有帶分級機或弧形篩的閉路系統。
(2)煆燒
煆燒熟料的設備主要有兩種:立窯和回轉窯。立窯適用於小型工廠，回轉窯適用於大中型工廠。
(1)立窯:
不垂直旋轉的窯筒稱為立窯。分為普通立窯和機械化立窯。普通立窯是手動進料手動卸料或者機械進料手動卸料；機械立窯是機械進料，機械卸料。機械立窯連續運轉，其產量、質量和勞動生產率均高於普通立窯。近年來，國外立窯大部分已被回轉窯取代，但在我國當前的水泥工業中，立窯仍占據重要地位。根據建材技術政策要求，小型水泥廠采用機械化立窯逐步取代普通立窯。
②回轉窯:
圓筒是水平的(稍微傾斜)並能做旋轉運動的窯叫回轉窯。可分為煆燒生料粉的幹窯和煆燒料漿的濕窯(含水量通常在35%左右)。
A.加熱幹燥室
幹法窯可分為空心窯、余熱鍋爐窯、懸浮預熱器窯和懸浮分解窯。20世紀70年代左右，發展了壹種煆燒技術——窯外分解技術，可以大幅度提高回轉窯產量。其特征在於采用預分解窯，在懸掛預熱器窯的基礎上，在預熱器和窯之間增加預分解爐。在分解爐中加入占燃料總消耗量50-60%的燃料，使燃料燃燒過程和原料的預熱及碳酸鹽分解過程從窯內傳熱效率低的區域移到分解爐中，原料在懸浮狀態或沸騰狀態下與熱空氣進行熱交換，提高了傳熱效率， 使原料入窯前碳酸鈣分解率達到80%以上，降低了窯的熱負荷，延長了窯襯的使用壽命和窯的運轉周期，保持了傳熱效率。
B.濕窯
濕法生產用的水泥窯稱為濕窯，濕法生產是將原料制成含水量為32%~40%的料漿。由於制備了具有流動性的料漿，原料混合均勻，原料成分均勻，燒結熟料質量高，這是濕法生產的主要優勢。
濕式窯可分為長濕式窯和短濕式窯，帶有料漿蒸發器。長窯應用廣泛，短窯目前很少使用。為了降低濕式長窯的熱耗，窯內安裝了各種類型的換熱器，如鏈條式、料漿過濾預熱器、金屬或陶瓷換熱器等。
(3)研磨
水泥熟料的細磨通常采用環流粉磨工藝(即閉路操作系統)。為了防止生產中粉塵飛揚，水泥廠都配備了除塵設備。水泥廠常用的除塵器有電除塵器、袋式除塵器和旋風除塵器。
近年來，由於在原料預均化、生料粉均化和收塵方面采用了新的技術和設備，特別是窯外分解技術的出現，出現了壹種新的幹法生產工藝。采用這種新工藝，幹法生產的熟料質量不亞於濕法，電耗也有所降低，已成為各國水泥工業的發展趨勢。
3.3生產工藝流程示例
原材料和燃料進廠後，由實驗室取樣分析化驗，同時按質均化，存放在原料棚內。粘土、煤和硫鐵礦粉由幹燥機幹燥至工藝指標值，並由提升機提升至相應的原料庫。石灰石、螢石和石膏經過兩級破碎後，由提升機送入各自的倉庫。實驗室根據石灰石、粘土、無煙煤、螢石、硫鐵礦粉的質量，計算出工藝配方。生料通過微機配料系統與黑色生料混合，並由生料磨研磨。每小時取樣檢測壹次氧化鈣、氧化鐵的百分含量和生料細度，並及時調整，使各項數據符合工藝配方要求。研磨後的黑色生料由鬥式提升機提升至生料倉。實驗室根據研磨後的生料質量，通過多倉配比和機械傾倒對生料進行均質，然後由升降機提升到兩個生料均質倉。生料由兩個均化倉配合，提升至造球倉。安裝在立窯窯面上的預加水造球控制裝置用於生料和水的配比，生料通過造球托盤造球。生料球由立窯分配器分配到窯內不同位置進行煆燒，煆燒後的熟料通過出料管和秤機送入熟料破碎機進行破碎，實驗室每小時取樣進行化學和物理分析。根據熟料質量，由提升機放入相應的熟料庫。同時，根據生產經營要求和建材市場情況，實驗室通過熟料微機配料系統將熟料、石膏、礦渣與水泥混合，水泥磨分別磨細425號和525號普通矽酸鹽水泥，每小時取樣壹次進行分析檢驗。磨碎的水泥由鬥式提升機提升到三個水泥倉庫。根據磨細水泥的質量，實驗室采用多庫搭配和機械傾倒的方式對水泥進行均化。由提升機送至兩個水泥均化倉，再與兩個水泥均化倉匹配。包裝機由微電腦控制對水泥進行包裝，包裝好的袋裝水泥存放在成品倉庫。試驗和抽樣檢驗合格後，簽發水泥出廠通知單。
4.績效指標
4.1水泥主要技術指標
(1)比重和容重:普通水泥比重為3: 1，容重通常為1300 kg/m3。
(2)細度:指水泥顆粒的粗細。顆粒越細，硬化越快，早期強度越高。
(3)凝結時間:水泥與水混合後開始凝結所需的時間稱為初凝時間。從加水攪拌到凝結完成的時間稱為最終凝結時間。矽酸鹽水泥的初凝時間不早於45分鐘，終凝時間不晚於12小時。
(4)強度:水泥的強度應符合國家標準。
(5)體積穩定性:指水泥在硬化過程中體積變化均勻的表現。水泥中雜質多，會產生不均勻變形。
(6)水化熱:水泥與水的相互作用會產生放熱反應。在水泥硬化過程中，不斷釋放的熱量稱為水化熱。
4.2水泥標準的修訂
與舊標準相比，我國水泥新標準主要有兩處變化:壹是采用GB/T 17671-1999水泥砂漿強度試驗方法(ISO法)代替現行的GB 177-85水泥砂漿強度試驗方法；二是基於ISO強度對我國六項通用水泥標準進行了修訂。
(1)GB/T 17671—1999水泥砂漿強度試驗方法標準制定(ISO法)
GB/T 17671—1999是我國采用國際標準ISO 679—1989制定的，於1999年2月8日頒布，於1999年5月8日生效。
GB/T 17671-1999和GB 177-85屬於檢測水泥砂漿強度的“軟練法”，即塑料砂，采用4X4X160m棱柱試件，先檢測試件的抗折強度，再將兩個半試件折斷。兩者的核心區別在於砂漿的成分不同。ISO法采用適中的水灰比和適中的灰砂比，尤其是級配標準砂，因此ISO法得到的強度值比GB-177法更接近水泥在混凝土中的使用效果。
(2)六大水泥標準修訂的主要內容
A.水泥砂漿強度的檢驗方法變更為GB/t 17671—1999。
六大水泥產品標準中采用GB/T 17671-1999作為水泥砂漿的強度檢驗方法，不再使用GB 177-85。因此，GB/T 17671—1999的方法上升為強制方法，而GB 177—85的方法則下降為推薦方法。
B.將水泥標號改為強度等級。
六大老水泥標準都標有Kgf/cm2，如32.5、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。
水泥六大新標準執行以Mpa表示的強度等級，如32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R等。，因此強度等級的值與水泥的28天抗壓強度指數的最低值相同。
新標準還規劃了我國水泥的強度等級。矽酸鹽水泥分為三級六型，42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5R，其他五種水泥也分為三級六型，分別為32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5r。
C.力量年齡和各年齡力量指數的設置
六項新水泥標準規定的水泥強度齡期為3天和28天，每個齡期都有抗折抗壓強度指標的要求。
5.水泥簡史
“水泥”這個詞是從拉丁語caementum發展而來的，意思是碎石和片狀的。水泥的歷史可以追溯到古羅馬人在建築中使用的石灰和火山灰的混合物，這與現代的石灰-火山灰水泥非常相似。用它膠結的碎石制成的混凝土，不僅硬化後強度高，而且能抵抗淡水或鹽水的侵蝕。長期以來，它作為壹種重要的膠凝材料，被廣泛應用於建築工程中。
1756年，英國工程師j·斯米頓發現，為了獲得水硬性石灰，必須使用含有粘土的石灰石進行燒制；用於水下結構的砌築砂漿的最理想成分是由水硬性石灰和火山灰制成的。這壹重要發現為現代水泥的研究和發展奠定了理論基礎。
1796年，英國人j·帕克用泥灰巖燒制了壹種水泥，外觀呈褐色，很像古羅馬時期石灰和火山灰的混合物，並將其命名為羅馬水泥。它也被稱為天然水泥，因為它是由天然泥灰制成的，不含任何成分。具有良好的水硬性和速凝特性，特別適用於與水接觸的工程。
在1813中，法國土木工程師加比發現石灰和粘土以三比壹的比例混合制成的水泥具有最好的性能。
1824年，英國建築工人J. asp丁獲得矽酸鹽水泥專利權。他以石灰石和粘土為原料，按壹定比例混合後，在類似燒石灰的立窯中煆燒成熟料，再經粉磨制成水泥。因為硬化水泥的顏色與英國波特蘭用於建築的石頭相似，所以被命名為波特蘭水泥。在水泥史上具有卓越的建築性能和劃時代的意義。
1907，法國Bie用鋁礦的鋁礬土代替粘土，混合石灰石燒制水泥。因為這種水泥含有大量的氧化鋁，所以被稱為“礬土水泥”。
1871年，日本開始建設水泥廠。
1877年，英國的克蘭普頓發明了回轉爐，1885年，蘭薩姆將其改造成了更好的回轉爐。
1889，中國河北唐山開平煤礦附近，立窯生產的唐山“細棉土”廠成立。1906年在該廠基礎上成立啟新石灰公司，年產水泥4萬噸。
1893年，日本的遠藤秀吉和三真內海發明了不怕海水的矽酸鹽水泥。
20世紀，人們在不斷提高矽酸鹽水泥性能的同時，成功研制出壹批適用於特殊建築工程的水泥，如高鋁水泥和特種水泥。世界上有100多種水泥，2007年水泥年產量約為20億噸。
1952年，我國制定了第壹個國家統壹標準，確定水泥生產以多品種、多標號為原則，並根據其主要礦物組成將矽酸鹽水泥更名為矽酸鹽水泥，後更名為矽酸鹽水泥，沿用至今。2007年，中國水泥年產量約為1100萬噸。
6.裝飾水泥的購買和使用
6.1裝飾水泥品種
裝飾水泥常用於裝飾建築物表面，施工簡單，造型方便，易於維護，價格低廉。有以下品種:
(1)白色矽酸鹽水泥:以矽酸鈣為主要成分，配以少量鐵熟料和適量石膏制成。
(2)彩色矽酸鹽水泥:采用白色矽酸鹽水泥熟料和優質白色石膏，配以顏料和添加劑，共同粉磨而成。常用的彩色顏料有氧化鐵(紅、黃、棕、黑)、二氧化錳(棕、黑)、氧化鉻(綠)、鈷藍(藍)、群青(靛)、孔雀藍(海藍)、炭黑(黑)。
裝飾水泥和矽酸鹽水泥差不多，施工和維護都壹樣，但是容易被汙染，儀器工具壹定要幹凈。
6.2使用和購買
在家庭裝修中，水泥砂漿用於地磚、墻磚的粘貼和砌築，既能增強面層材料和基層的吸附能力，保護內部結構，又能作為建築粗糙表面的找平層，所以水泥砂漿是裝修工程中必不可少的材料。
很多客戶認為水泥在整個砂漿中所占的比例越大，其粘結性就越強，所以往往在水泥用量上與裝修公司產生分歧。事實上，如果水泥標號過大，當水泥砂漿凝結時，水泥會吸收大量水分。此時面層的瓷磚吸水過多容易開裂，縮短使用壽命。水泥砂漿壹般應按水泥:砂= 1: 2(體積比)的比例進行攪拌。
目前市場上的水泥種類很多，包括矽酸鹽水泥、普通矽酸鹽水泥、礦渣矽酸鹽水泥等。波特蘭水泥通常用於家庭裝修。
6.3使用水泥的八大禁忌
(1)避免受潮變硬。
受潮變硬的水泥會降低甚至失去原有的強度，因此規範規定出廠超過3個月的水泥應重新檢測，並根據檢測結果使用。因潮濕而結塊或硬化的水泥必須在使用前進行篩選。篩分後的團聚體壹般經過搓磨或研磨後用於二次工程的砌築砂漿或抹灰砂漿。對於壹摸或壹捏就能粉化的水泥塊，強度等級可適當降低。
(2)避免暴曬和快幹。
混凝土或抹灰在操作後會暴露在陽光下，隨著水分的迅速蒸發，其強度會降低甚至完全喪失。因此，施工前，基層必須嚴格清理並充分濕潤；施工後要嚴格覆蓋，並按規定澆水養護。
(3)避免在負溫下凍結
混凝土或砂漿攪拌後，如果受凍，其水泥不能水化，水凍結膨脹，那麽混凝土或砂漿就會被由外向內逐漸加深的粉餅破壞，所以施工時應嚴格按照《建築工程冬季施工規範》(JGJ 104-97)進行。
(4)避免高溫和極熱
固化後的砂漿層或混凝土構件如果經常處於高溫和極熱狀態下，會失去強度，因為水泥石中的氫氧化鈣在高溫下會分解；此外，壹些骨料在高溫下會分解或體積膨脹。
對於長期高溫的場合，可用耐火磚隔離保護普通砂漿或混凝土。溫度較高時，應采用特殊的耐熱混凝土進行澆築，或在泥漿中摻入壹定量的磨細耐熱材料。
(5)避免基層骯臟和松軟
水泥可以與堅硬潔凈的基層牢固粘結或包裹，但其粘結強度與基面的平整度有關。光滑基層施工時，要提前鑿毛、砸麻、刷幹凈，使水泥與基層牢固粘結。
基層上的汙垢、油脂、酸堿會起到隔離作用，必須仔細清除、清洗，然後先刷壹層素水泥漿，再澆砂漿或混凝土。
水泥在凝固過程中會收縮，在幹、濕、冷、熱變化過程中，極不適應松散、軟弱基層的體積變化，必然會產生空鼓或裂縫，難以粘結牢固。因此，木材、爐渣墊層和灰土墊層不能與砂漿或混凝土牢固粘結。
(6)避免不純骨料
作為混凝土或水泥砂漿的骨料，如果有粉塵、粘土或其他有機雜質，就會影響水泥、砂、石之間的粘結強度，從而最終降低抗壓強度。所以如果雜質含量超標，使用前壹定要清洗幹凈。
(7)避免水太濃太灰
人們往往忽略用水量對混凝土強度的影響。為了方便澆築，有時不認真執行配合比，混凝土拌得很稀。由於水化所需的水量僅為水泥重量的20%左右，多余的水分蒸發後會在混凝土中留下許多孔隙，降低混凝土的強度。因此，在保證澆築密實度的前提下，盡量減少拌和用水。
很多人認為抹灰用的水泥越多，抹灰層就越牢固。其實水泥用得越多，砂漿越厚，抹灰層的體積收縮越大，產生的裂縫也就越多。壹般情況下，抹灰時，找平層應先抹1: (3-5)的粗砂漿，然後薄面層再抹1: (1.5-2.5)的水泥砂漿，不得使用過量水泥。
(8)避免酸腐蝕
水泥中的酸性物質和氫氧化鈣會發生中和反應，產品疏松膨脹，遇水易水解粉化。其結果是混凝土或抹灰層逐漸被腐蝕和分解，因此保護水泥不受酸腐蝕。
與酸性物質接觸的場合或容器應使用耐酸砂漿和耐酸混凝土。礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥均具有良好的耐酸性，應優先選用這三種水泥配制耐酸砂漿和混凝土。普通水泥不允許用於對耐酸腐蝕性有嚴格要求的工程。