一、定義
硅酸鹽水泥是以硅酸鈣為主要成分的水泥的總稱。如摻�；郀t渣則稱礦渣硅酸鹽水泥，摻火山灰質混合材料則稱火山灰質硅酸鹽水泥。在國外，硅酸鹽水泥統稱為波特蘭水泥（portland cement）。我國國家標準規定，硅酸鹽水泥是專指不摻混合材料（代號：P•Ⅰ）、或混合材料摻加量≤5%（代號：P•Ⅱ），和硅酸鹽水泥熟料、加適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料。它是我國主要水泥品種之一，強度等級分為：42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R六個等級。主要用于配制高強度等級的混凝土。
由上述可知，硅酸鹽水泥的基本組分材料是硅酸鹽水泥熟料、混合材料（石灰石或�；郀t礦渣）、石膏。
二、組分材料
（一）硅酸鹽水泥熟料
硅酸鹽水泥熟料，即國際上的波特蘭水泥熟料，簡稱水泥熟料，是一種由主要含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料按適當比例配合磨成細粉（生料）燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的水硬性膠凝物質。
水泥熟料是各種硅酸鹽水泥的主要組分材料，其質量的優劣直接影響到水泥產品的性能與質量優劣，在硅酸鹽水泥生產中熟料屬于半成品，其詳細品質與技術要求見第二章第四節。
（二）混合材料
混合材料是指在粉磨水泥時與熟料、石膏一起加入磨內用以改善水泥性能、調節水泥強度、提高水泥產量的礦物質材料，如�；郀t礦渣、粉煤灰、石灰石等。
�；郀t礦渣是高爐冶煉生鐵所得以硅酸鈣和鋁酸鈣為主要成分的熔融物經淬冷成粒后的產品。粉煤灰是火力發電廠燃煤后的灰渣，主要成分是氧化硅和氧化鋁，對于改善水泥性能有很重要的作用。石灰石為水泥工業原料，在水泥中摻入少量石灰石可以起到混合材料的作用。
混合材料的種類、活性、化學組成等詳見第十一章第一節。石灰石的基本化學組成與性能見第三章第一節。
（三） 石膏
石膏是用作調節水泥凝結時間的組分，是緩凝劑。適量石膏可以延緩水泥的凝結時間，使建筑施工中的攪拌、運輸、振搗、砌筑等工序得以順利進行；同時也可以提高水泥的強度�？晒┦褂玫氖翘烊皇�，也可以用工業副產品石膏。
1.天然石膏
石膏以二水硫酸鈣（CaSO4•2H2O）為主要成分的天然礦石。CaSO4•2H2O的質量百分數應為二級及以上，即w（CaSO4•2H2O）≥75％。
硬石膏以無水硫酸鈣（CaSO4）為主要成分的天然礦石，采用天然石膏應符合GB／15483－1996（《石膏與硬石膏》）規定的技術要求。w（CaSO4）／［w（CaSO4）＋w（CaSO4•2H2O）］≥75％。
2.工業副產品石膏
工業生產中以硫酸鈣為主要成分的副產品，稱為工業副產品石膏。采用工業副產品石膏時，應經過試驗證明對水泥性能無害。
三、硅酸鹽水泥生產技術要求
技術要求即品質指標，是衡量水泥品質及保證水泥質量的重要依據。水泥質量可以通過化學指標和物理指標加以控制和評定。
水泥的化學指標主要是控制水泥中有害物質的化學成分不超過一定限量，若超過了最大允許限量，即意味著對水泥性能和質量可能產生有害的或潛在有害的影響。
水泥的物理指標主要是保證水泥具有一定的物理力學性能，滿足水泥使用要求，保證工程質量。
硅酸鹽水泥技術指標主要有不溶物、燒失量、細度、凝結時間、安定性、氧化鎂含量、三氧化硫含量、堿含量及強度指標。
（一）水泥的化學和物理指標
硅酸鹽水泥的化學和物理指標及評定方法見表2-1。
表2-1 硅酸鹽水泥的化學和物理指標
序號 項 目 指 標 檢驗方法
與依據
P•Ⅰ P•Ⅱ
1 不溶物/% ≤0.75 ≤1.50 GB/T176
2 燒失量/% ≤3.00 ≤3. 50 GB/T176
3 細度（比表面積）/（㎡/㎏） ≥300 GB/T8074
4
凝結時間/min 初凝 ≥45 GB/T1346
終凝 ≤390 GB/T1346
5 安定性 沸煮試驗法 合格 GB/T750
6
氧化鎂含量/% ≤5.00；水泥壓蒸安定性檢驗合格時，≤6.00
GB/T176
7 三氧化硫含量/% ≤3.50 GB/T176
8 堿含量（Na2O+0.658K2O）/% ≤0.60或協商指標 GB/T176
9 氯離子/％ ≤0.060或協商指標 JC/T420
1.不溶物
不溶物是指水泥經酸和堿處理，不能被溶解的殘留物。其主要成分是結晶SiO2，其次是 R2O3（指Al2O3、Fe2O3），它屬于水泥中的非活性組分之一。
2.燒失量
水泥燒失量是指水泥在950～1000℃高溫下煅燒失去的質量百分數。水泥中不溶物和燒失量指標主要是為了控制水泥制造過程中熟料煅燒質量以及限制某些組分材料的摻量。
3.細度
細度即水泥顆粒的粗細程度，通常以比表面積或篩余量表示。水泥需有足夠的細度，使用中才能具有良好的和易性、不泌水等施工性能，并具有一定的早期強度，從而滿足施工進度要求。從水泥生產來說，水泥的粉磨細度直接影響水泥的能耗、質量、產量和成本，故實際生產中必須權衡利弊作出適當的控制。
水泥細度的調節通過粉磨工藝過程的控制來實現。
4.凝結時間
水泥凝結時間是水泥從和水開始到失去流動性，即：從可塑性狀態發展到固體狀態所需要的時間，分初凝時間和終凝時間兩種。
初凝時間：是指水泥加水拌和起到標準稠度凈漿開始失去塑性的時間。終凝時間：是指水泥加水拌和起到標準稠度凈漿完全失去塑性的時間。
為保證水泥使用時砂漿或混凝土有充分時間進行攪拌、運輸和砌筑，必須要求水泥有一定的初凝時間；當施工完畢又希望混凝土能較快硬化、較快脫模，因此，又要求水泥有不太長的終凝時間。
凝結時間的調節可以通過加入適量的石膏來實現，并使其達到標準的要求。
5.安定性
水泥硬化后體積變化的均勻性稱為：水泥體積安定性，簡稱：安定性。
安定性是水泥質量中最重要的指標之一，它直接反映水泥質量的好壞。如果水泥中某些成分的化學反應發生在水泥水化過程中甚至硬化后，致使劇烈而不均勻的體積變化（體積膨脹）足以使建筑物強度明顯降低、甚至潰裂，這種現象便是水泥安定性不良。
引起水泥安定性不良的原因主要有三種：熟料中游離氧化鈣、游離氧化鎂含量過高及水泥中石膏摻加量過多。因此，確保水泥安定性合格的有效途徑就是控制熟料中游離氧化鈣、游離氧化鎂含量及水泥中石膏摻加量在一個適當的范圍內。
當水泥中游離氧化鈣含量達到一定程度時，將造成水泥混凝土體積膨脹而使結構破壞。因此，水泥標準對安定性有嚴格要求，一般均采用雷氏夾或試餅法、沸煮法檢驗，而不規定游離氧化鈣含量指標。
6.氧化鎂（MgO）含量
水泥中氧化鎂含量過高時，由于其緩慢的水化和體積膨脹效應可使水泥硬化體結構破壞。但總結國內水泥生產使用實踐，并經大量科研和調查證明，水泥中MgO含量≤5.0％時對水泥混凝土工程質量有保證，故標準中規定水泥中MgO的含量不得超過5.0％。如果水泥中MgO含量超過5.0％，有可能出現游離MgO含量過高和方鎂石（結晶MgO）晶體顆粒過大，將造成后期膨脹的潛在危害性，且游離MgO比游離CaO更難水化，沸煮法不能檢定。因此，必須采用壓蒸安定性試驗進行檢驗。
7.三氧化硫（SO3）含量
水泥中的SO3主要是生產水泥時為調節凝結時間加石膏而帶入的，此外，水泥中摻入窯灰、采用石膏作礦化劑、使用高硫燃煤都會把SO3帶入熟料。通過對不同SO3含量的各種水泥的物理性能試驗表明，硅酸鹽水泥中SO3含量超過3.5％后，強度下降，膨脹率上升，硬化后水泥的體積膨脹，甚至結構破壞，因此，規定水泥中三氧化硫含量不得超過3.5％。
8.堿含量
標準中規定水泥中堿含量按鈉堿含量（Na2O＋0.658K2O）計算值來表示。水泥混凝土中的堿骨料（或稱堿集料）與反應與混凝土中拌和物的總堿量、骨料的活性程度及混凝土的使用環境有關。為防止堿骨料反應，不同的混凝土配比和不同使用環境對水泥中堿含量的要求也不一樣，因此，標準中將堿含量定為任選要求。當用戶要求提供低堿水泥時，以鈉堿含量計的堿含量應不大于0.60％；當用戶對堿含量不作要求時，可以協商制訂指標。
（二）強度與強度等級
1.水泥強度
水泥強度是水泥試體凈漿在單位面積上所能承受的外力。它是水泥技術要求中最關鍵的主要性能指標，又是設計混凝土配合比的重要依據。由于水泥在拌水后硬化過程中強度是逐漸增大的，通常以各齡期的抗壓強度、抗折強度或水泥標號來表示水泥的強度增長速率。一般稱3天或7天以前的強度為早期強度，28天及其后的強度稱為后期強度，也有將 3個月以后的強度稱為后期強度。由于水泥到28天時,強度已大部分發揮出來，以后強度增大相當緩慢。所以，我國國家標準規定通用水泥用28天的強度高低來劃分水泥產品質量的等級；而部分特種水泥（如：快硬硅酸鹽水泥等）用三天的強度高低來劃分水泥產品質量的等級。
2.強度等級
強度等級是按規定齡期的抗壓強度和抗折強度來劃分的，硅酸鹽水泥各強度等級水泥的各齡期強度值不得低于表2-2中的數值。硅酸鹽水泥（P•I、P•II）的強度等級分為42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R共六個級別，其中R型屬早強型水泥，它具有比同級別一般水泥3天強度高的特點，而28天的強度指標完全相同。
表2-2 硅酸鹽水泥的強度等級（單位：MPa）
強度等級 抗壓強度 抗折強度
3d 28d 3d 28d
42.5 17.0
42.5 3.5
6.5
42.5R 22.0 4.0
52.5 23.0
52.5 4.0
7.0
52.5R 27.0 5.0
62.5 28.0
62.5 5.0
8.0
62.5R 32.0 5.5
1999年之前,根據水泥強度的高低劃分水泥產品質量的等級，稱之為：水泥標號。1999年為了使我國水泥強度檢測方法與國際標準接軌，我國國家水泥標準也進行了重大修改，其中之一就是將“水泥標號”改為“強度等級”。由于檢測方法的改變，國內同一水泥試樣實際強度的檢測數值，約降低了10MPa,相當于一個級別。
某一級別的硅酸鹽水泥必須同時滿足表2-2中所規定的各齡期抗壓強度、抗折強度的相應指標。若其中任一齡期抗壓強度或抗折強度指標達不到所要求的數值規定，則以其中最低的某一個強度數值，來確定該水泥的強度等級。
3.不合格品
新頒布的國家標準《通用硅酸鹽水泥》中取消了原標準中關于“廢品”的判定�！安缓细衿贰敝腥∠恕凹毝取焙汀盎旌喜牧蠐郊恿俊钡囊幎�。不合格品的判定規則為：檢驗結果不符合本標準6.1（化學指標）、6.3.1（凝結時間）、6.3.2（安定性）、6.3.3（強度）條中任何一項技術條件要求的為不合格品。
