2 混凝土原材料
2.1 水泥
水泥是加水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。
水泥按其用途及性能可分为三类：
（1）通用水泥：通用硅酸盐水泥，用于一般土木建筑工程的水泥。如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。
（2）专用水泥：专门用途的水泥。如砌筑水泥、油井水泥等。
（3）特性水泥：某种性能比较突出的水泥。如快硬硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、低热微膨胀水泥和膨胀硫铝酸盐水泥等。
专用水泥和特性水泥统称为特种水泥。
由于水泥熟料矿物组成不同或混合材料种类和掺量不同，使得水泥具有不同的特性。硅酸盐水泥熟料主要矿物成分、含量和特性见表2-1。
表2-1 硅酸盐水泥熟料主要矿物成分、含量和特性表
水利水电工程大体积混凝土应选用发热量较低的硅酸盐水泥。
2.1.1 通用硅酸盐水泥
（1）定义。以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏，及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料称为通用硅酸盐水泥。
（2）组分。通用硅酸盐水泥的组分应符合表2-2的规定。
表2-2 通用硅酸盐水泥的组分表
① 本组分材料为符合《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）第5.2.3条的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合GB 175—2007第5.2.4条的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合GB 175—2007第5.2.5条的窑灰代替。
② 本组分材料为符合《用于水泥中的粒化高炉矿渣》（GB/T 203—2008）或《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》（GB/T 18046—2008）的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合标准GB 175—2007第5.2.3条的活性混合材料或符合GB 175—2007第5.2.4条的非活性混合材料或符合GB 175—2007第5.2.5条的窑灰中的任一种材料代替。
③ 本组分材料为符合《用于水泥中的火山灰混合材料》（GB/T 2847—2005）的活性混合材料。
④ 本组分材料为符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2005）的活性混合材料。
（3）技术要求。通用硅酸盐水泥的技术要求见表2-3。检验结果符合表2-3化学和物理指标的规定为合格品，检验结果不符合表2-3中的任何一项技术要求为不合格品。
表2-3 通用硅酸盐水泥的技术要求表
续表
注 引自《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）①～③为3种特定情况。
（4）主要性能和适用范围。通用硅酸盐水泥的主要性能和适用范围见表2-4。
表2-4 通用硅酸盐水泥的主要性能和适用范围表
续表
2.1.2 特种水泥
特种水泥为除通用水泥之外的水泥，包括专用水泥和特性水泥。特种水泥分类见表2-5，我国部分特种水泥主要性能和用途见表2-6。
表2-5 特种水泥分类表
续表
注 此表摘自《水泥生产问答》.王君伟，2010。
表2-6 我国部分特种水泥主要性能和用途表
注 此表摘自《水泥生产问答》.王君伟，2010。
2.1.2.1 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥
（1）定义。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称为中热硅酸盐水泥，简称“中热水泥”。
以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有低水化热的水硬性胶凝材料称为低热硅酸盐水泥，简称“低热水泥”。
以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入粒化高炉矿渣、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，简称“低热矿渣水泥”。
（2）组分及熟料成分。中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥组分及熟料成分见表2-7。
（3）技术要求。中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥的技术要求见表2-8。凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合技术要求时，均为废品。凡比表面积、终凝时间、烧失量、混合材料名称和掺加量、水化热、强度中的任一项不符合技术要求时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。
表2-7 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥组分及熟料成分表
① 允许用不超过混合材料总量50%的粒化电炉磷渣或粉煤灰代替部分粒化高炉矿渣。
② 如果水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中MgO的含量允许放宽到6.0%。
表2-8 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥的技术要求表
注 引自《中热、低热、低热矿渣硅酸水泥》（GB 200—2003）。
（4）主要性能和适用范围。中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥的主要性能及适用范围见表2-9。
2.1.2.2 低热微膨胀水泥
（1）定义。以粒化高炉矿渣为主要成分，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称为低热微膨胀水泥。
表2-9 中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥的主要性能及适用范围表
（2）熟料成分。低热微膨胀水泥的熟料成分见表2-10。
表2-10 低热微膨胀水泥的熟料成分表
（3）技术要求。低热微膨胀水泥的技术要求见表2-11。凡三氧化硫、比表面积、凝结时间、安定性、强度、水化热、线膨胀率、氯离子、碱含量符合规定的技术要求的为合格品，任一项不符合规定的技术要求的为不合格品。
表2-11 低热微膨胀水泥的技术要求表
续表
注 引自《低热微膨胀水泥》（GB 2938—2008）。
2.1.2.3 抗硫酸盐硅酸盐水泥
（1）定义。抗硫酸盐硅酸盐水泥按其抗硫酸盐性能分为中抗硫酸盐硅酸盐水泥、高抗硫酸盐硅酸盐水泥两类。
以特定矿物组成的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗中等浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料称为中抗硫酸盐硅酸盐水泥，代号为P·MSR。
以特定矿物组成的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有抵抗较高浓度硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料称为高抗硫酸盐硅酸盐水泥，代号为P·HSR。
（2）技术要求。凡硅酸三钙、铝酸三钙、氧化镁、三氧化硫、烧失量、不溶物、比表面积和凝结时间中的任一项不符合技术要求和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。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品。抗硫酸盐硅酸盐水泥的技术要求见表2-12。
表2-12 抗硫酸盐硅酸盐水泥的技术要求表
注 引自《抗硫酸盐水泥》（GB 748—2005）。
2.1.2.4 白色硅酸盐水泥
（1）定义。由氧化铁含量少的硅酸盐水泥熟料、适量石膏及《白色硅酸盐水泥》（GB/T 2015—2005）规定的混合材料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为白色硅酸盐水泥，简称“白水泥”。
（2）组分及熟料成分。白色硅酸盐水泥的熟料成分见表2-13。
表2-13 白色硅酸盐水泥的熟料成分表
（3）技术要求。白色硅酸盐水泥的技术要求见表2-14。凡三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合技术要求或强度低于最低等级的指标时为废品。凡细度、终凝时间、强度和白度任一项不符合技术要求时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。
表2-14 白色硅酸盐水泥的技术要求表
注 引自《白色硅酸盐水泥》（GB/T 2015—2005）。
2.1.2.5 道路硅酸盐水泥
（1）定义。由道路硅酸盐水泥熟料、适量石膏，可加入《道路硅酸盐水泥》（GB 13693—2005）规定的混合材料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为道路硅酸盐水泥，简称“道路水泥”。
（2）组分及熟料成分。道路硅酸盐水泥的熟料成分见表2-15。
表2-15 道路硅酸盐水泥的熟料成分表
（3）技术要求。道路硅酸盐水泥的技术要求见表2-16。凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合技术要求时，均为废品。凡比表面积、终凝时间、烧失量、干缩率和耐磨性的任一项不符合技术要求，或强度低于商品等级规定的指标时，均为不合格品；水泥包装标志中水泥品种、等级、工厂名称和出厂编号不全的也属于不合格品。
表2-16 道路硅酸盐水泥的技术要求表
注 引自《道路硅酸盐水泥》（GB 13693—2005）。
2.1.2.6 砌筑水泥
（1）定义。凡由一种或一种以上的水泥混合材料，加入适量硅酸盐水泥熟料和石膏，经磨细制成的工作性较好的水硬性胶凝材料称为砌筑水泥，代号为M。砌筑水泥主要用于砌筑和抹面砂浆、垫层混凝土等，不应用于结构混凝土。
（2）技术要求。砌筑水泥的技术要求见表2-17。凡三氧化硫、初凝时间、安定性中任一项不符合技术要求或12.5级砌筑水泥强度低于技术要求规定的指标时均为废品。凡细度、终凝时间、保水率中的任一项不符合技术要求或22.5级砌筑水泥强度低于技术要求规定的指标时均为不合格品。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品。
表2-17 砌筑水泥的技术要求表
续表
注 引自《砌筑水泥》（GB/T 3183—2003）。
2.1.2.7 油井水泥
（1）定义。由适当矿物组成的硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料等磨细制成的适用于一定井温条件下油、气井固井工程用的水泥称为油井水泥。
（2）级别、使用条件及类型。油井水泥的级别、使用条件及类型见表2-18。
表2-18 油井水泥的级别、使用条件及类型表
（3）技术要求。油井水泥的化学要求见表2-19，油井水泥的物理性能要求见表2-20。
表2-19 油井水泥的化学要求表
续表
注 引自《油井水泥》（GB 10238—2005）。NR为不要求；NA为不适用。
① 当A级水泥铝酸三钙含量为8%或小于8%时，三氧化硫不大于3%。
② 用计算假定化合物表示化学成分范围时，不一定就指氧化物真正或完全以该化合物的形式存在。当Al2O3/Fe2O3≤0.64时，C3A含量为零。当Al2O3/Fe2O3>0.64时，化合物按下式计算：C3A=2.65×Al2O3%-1.69×Fe2O3%，C4AF=3.04×Fe2O3%C3S=4.07×CaO%-7.60×SiO2%-6.72×Al2O3%-1.43×Fe2O3%-2.85×SO3%当Al2O3/Fe2O3<0.64时，形成氧化铁-氧化铝-氧化钙固熔体（表达为C4AF+C2F），化合物按下式计算：C3S=4.07×CaO%-7.60×SiO2%-4.48×Al2O3%-2.86×Fe2O3%-2.85×SO3%。
表2-20 油井水泥的物理性能要求表
续表
注 NR为不要求；NA为不适用。
2.1.2.8 铝酸盐水泥
（1）定义。凡以铝酸钙为主的铝酸盐水泥熟料，磨细制成的水硬性胶凝材料称为铝酸盐水泥。根据需要也可在磨制A12O3量大于68%的水泥时掺加适量的Al2O3。
（2）分类。铝酸盐水泥分类见表2-21。
表2-21 铝酸盐水泥分类表
（3）技术要求。铝酸盐水泥的技术要求见表2-22。当碱含量指标达不到要求时为废品，其余要求中任一项达不到时为不合格品。
（4）应用范围及注意事项。铝酸盐水泥具有凝结硬化速度快、水化热大、放热量集中、较高的耐热性、抗硫酸盐腐蚀、后期强度低、与硅酸盐水泥和石灰相混产生闪凝及破坏等特点。见表2-23。
表2-22 铝酸盐水泥的技术要求表
注 引自《铝酸盐水泥》（GB 201—2000）。
① 当用户需要时，生产厂应提供结果和测定方法。
表2-23 铝酸盐水泥的应用范围及注意事项表
注 此表摘自《水泥生产问答》.王君伟，2010。
2.1.2.9 硫铝酸盐水泥
（1）定义。以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成分的水泥熟料掺加不同量的石灰石、适量石膏共同磨细制成，具有水硬性胶凝材料称为硫铝酸盐水泥。
其中由适当成分的硫铝酸盐水泥熟料和少量石灰石、适量石膏共同磨细制成的，具有早期强度高的水硬性胶凝材料称为快硬硫铝酸盐水泥。
由适当成分的硫铝酸盐水泥熟料和较多量石灰石、适量石膏共同磨细制成，具有碱度低的水泥硬性胶凝材料称为低碱度硫铝酸盐水泥。
由适当成分的硫铝酸盐水泥熟料加入适量石膏磨细制成的，具有膨胀性的水硬性胶凝材料，称为自应力硫铝酸盐水泥。
（2）分类。硫铝酸盐水泥的分类见表2-24。
表2-24 硫铝酸盐水泥的分类表
（3）技术要求。硫铝酸盐水泥的技术要求见表2-25。出厂检验结果符合技术要求时，判为出厂检验合格。低碱度硫铝酸盐水泥中的碱度和28d自由膨胀率中任一项不符合要求时，判为废品；自应力硫铝酸盐水泥自应力值低于最低等级和水泥中的碱含量任一项不符合要求时，判为废品。快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥的比表面积、凝结时间、强度等级中任何一项不符合要求时，判为不合格品；自应力硫铝酸盐水泥的自由膨胀率、自应力值、28d自应力增进率中任一项不符合要求时，判为不合格品；快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥包装标志中水泥品种、强度等级、自应力等级、生产厂家名称和出厂编号不全时，判为不合格品。
表2-25 硫铝酸盐水泥的技术要求表
续表
注 引自《硫铝酸盐水泥》（GB 20472—2006）。
① 用户要求时，可以变动。
（4）应用范围及注意事项。硫铝酸盐水泥具有早强高强、高抗冻性、耐蚀性、高抗渗性、膨胀性、低碱性的特点。硫铝酸盐水泥的应用范围及注意事项见表2-26。
表2-26 硫铝酸盐水泥的应用范围及注意事项表
注 此表摘自《水泥生产问答》.王君伟，2010。