相对于一般土木建筑工程所用的通用水泥而言,特种水泥是指具有某些独特性能,适合特定的用途,或能发挥特殊作用并赋予建筑物特别功能的水泥品种,包括特性水泥和专用水泥。如具有膨胀特性的
膨胀水泥、专门用于油气井固井用的油井水泥等。
也称早强水泥,通常以水泥的1天或3天
抗压强度值确定标号。按其矿物组成不同可分为:硅酸盐快硬水泥、铝酸盐快硬水泥、硫铝酸盐快硬水泥和氟铝酸盐快硬水泥。按其早期强度增长速度不同又可分为:快硬水泥,以3天抗压强度值确定标号;特快硬水泥,以小时抗压强度值确定标号,氟铝酸盐快硬水泥即属特快硬水泥。
这类
水泥水化热较低,适用于大坝和其他大体积建筑。按水泥组成不同可分为硅酸盐
中热水泥、普通硅酸盐中热水泥、
矿渣硅酸盐低热水泥和
低热微膨胀水泥等。低热和中热水泥是按水泥在3、7天龄期内放出的水化热量来区别。中国标准规定:低热水泥3、7天的水化热值,分别低于188×103和251×103焦/千克;中热水泥分别低于230×103和293×103焦/千克。
抗硫酸盐水泥 对硫酸盐腐蚀具有较高抵抗能力的水泥。按水泥矿物组成不同可分为抗硫酸盐
硅酸盐水泥、铝酸盐贝利特水泥和
矿渣锶水泥等。按水泥抵抗硫酸盐侵蚀能力的大小,又可分为抗硫酸盐水泥和高抗硫酸盐水泥。
抗硫酸盐硅酸盐水泥是抗硫酸盐水泥的主要品种,由特定矿物组成的
硅酸盐水泥熟料,掺加适量石膏磨细而成。中国标准规定:抗硫酸盐硅酸盐水泥熟料中,
硅酸三钙含量不大于50%;
铝酸三钙不大于5%;铝酸三钙与
铁铝酸四钙含量不大于22%;游离石灰含量不得超过1.0%;
氧化镁含量不得超过4.5%;而水泥中的
三氧化硫含量不得超过2.5%;水泥的抗硫酸盐侵蚀指标,即腐蚀系数Fb不得小于 0.8。
抗硫酸盐水泥适用于同时受硫酸盐侵蚀、冻融和干湿作用的海港工程、水利工程以及
地下工程。
专用于油井、气井固井工程的水泥,也称堵塞水泥。按用途可分为普通油井水泥和特种油井水泥。普通油井水泥由适当矿物组成的
硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细而成,必要时可
掺加不超过水泥重量15%的
活性混合材料(如
矿渣),或不超过水泥重量10%的非活性混合材料(如
石英砂、石灰石)。中国的普通油井水泥按油(气)井深度不同,分为45°C、75°C、95°C和 120°C四个品种,适用于一般油(气)井的固井工程。特种
油井水泥通常由普通油井水泥掺加各种外加剂制成。
硬化过程中体积膨胀的水泥,按矿物组成不同,中国分为硅酸盐类膨胀水泥、铝酸盐类膨胀水泥、硫铝酸盐类膨胀水泥和
氢氧化钙类膨胀水泥。硅酸盐膨胀水泥、
明矾石膨胀水泥、氧化铁膨胀水泥、氧化镁膨胀水泥、 K型膨胀水泥等属于硅酸盐类膨胀水泥。这类水泥一般是在
硅酸盐水泥中,掺加各种不同的膨胀组分磨制而成。如以
高铝水泥和石膏作为膨胀组分,适量加入硅酸盐水泥中,可制得硅酸盐膨胀水泥。石膏
矾土膨胀水泥属于铝酸盐类
膨胀水泥,通常是在高铝水泥中掺加适量石膏和石灰共同磨制而成。硫铝酸盐膨胀水泥是由
硫铝酸盐水泥熟料掺加适量石膏共同磨制而成。一般膨胀值较小的水泥,可配制收缩补偿胶砂和混凝土,适用于加固结构,
灌筑机器底座或
地脚螺栓,堵塞、修补漏水的裂缝和孔洞,以及地下建筑物的防水层等。膨胀值较大的水泥,也称
自应力水泥,用于配制
钢筋混凝土。自应力水泥在硬化初期,由于化学反应,
水泥石体积膨胀,使钢筋受到
拉应力,反之,钢筋使混凝土受到
压应力,这种预压应力能够提高钢筋混凝土构件的承载能力和抗裂性能。对自应力水泥,要求其
砂浆或混凝土在膨胀变形稳定后的自应力值大于2
兆帕(一般膨胀水泥为1兆帕以下)。自应力水泥按矿物组成不同可分为硅酸盐类
自应力水泥、铝酸盐类自应力水泥和硫铝酸盐类自应力水泥。这类水泥的
抗渗性良好,适宜于制作各种直径的、承受不同液压和气压的自应力管,如城市水管、煤气管和其他输油、输气管道。
膨胀水泥在硬化过程中,水泥中的矿物水化生成的水化物在结晶时会产生很大的膨胀能,人们利用这一原理研制成功了
无声破碎剂,已应用于混凝土构筑物的拆除及岩石的开采、切割和破碎等方面,收到了良好的效果。
耐火度不低于1580°C的水泥。按组成不同可分为铝酸盐耐火水泥、低钙铝酸盐耐火水泥、钙镁
铝酸盐水泥和
白云石耐火水泥等。耐火水泥可用于胶结各种耐火集料(如
刚玉、煅烧高铝矾土等),制成耐火砂浆或混凝土,用于
水泥回转窑和其他
工业窑炉作内衬。
白色
硅酸盐水泥是
白色水泥中最主要的品种,是以
氧化铁和其他有色
金属氧化物含量低的石灰石、
粘土、
硅石为主要原料,经高温
煅烧、淬冷成
水泥熟料,加入适量石膏(也可加入少量白色石灰石代替部分
熟料),在装有石质(或耐磨金属)衬板和
研磨体的磨机内磨细而成的一种硅酸盐水泥。在制造过程中,为了避免有色杂质混入,煅烧时大多采用天然气或重油作燃料。也可用
电炉炼钢生成的还原渣、石膏和白色粒化
矿渣,配制成无熟料白色水泥。白色水泥的色泽以
白度表示,分四个等级,用
白度计测定。白色
硅酸盐水泥的物理性能和
普通硅酸盐水泥相似,主要用作
建筑装饰材料,也可用于雕塑工艺制品。
彩色水泥 通常由白色
水泥熟料、石膏和颜料共同磨细而成。所用的颜料要求在光和大气作用下具有
耐久性,高的分散度,耐碱,不含可溶性盐,对水泥的组成和性能不起破坏作用。常用的无机颜料有氧化铁(可制红、黄、褐、黑色水泥)、
二氧化锰(黑、褐色)、氧化铬(绿色)、
钴蓝(蓝色)、
群青蓝(蓝色)、炭黑(黑色);
有机颜料有
孔雀蓝(蓝色)、天津绿(绿色)等。在制造红、褐、黑等深色彩色水泥时,也可用
硅酸盐水泥熟料代替白色水泥熟料磨制。彩色水泥还可在
白色水泥生料中加入少量
金属氧化物作为着色剂,直接
煅烧成彩色
水泥熟料,然后再磨细,制成水泥。彩色水泥主要用作
建筑装饰材料,也可用于混凝土、砖石等的粉刷饰面。
对
X射线、
γ射线、
快中子和
热中子能起较好屏蔽作用的水泥。这类水泥的主要品种有
钡水泥、
锶水泥、含硼水泥等。钡水泥以
重晶石粘土为主要原料,经煅烧获得以硅酸二钡为主要矿物组成的熟料,再掺加适量石膏磨制而成。其比重达4.7~5.2,可与重集料(如重晶石、钢段等)配制成
防辐射混凝土。钡水泥的
热稳定性较差,只适宜于制作不受热的
辐射防护墙。锶水泥是以
碳酸锶全部或部分代替
硅酸盐水泥原料中的石灰石,经煅烧获得以硅酸三锶为主要矿物组成的
熟料,加入适量石膏磨制而成。其性能与
钡水泥相近,但防射线性能稍逊于钡水泥。在
高铝水泥熟料中加入适量
硼镁石和石膏,共同磨细,可获得含硼水泥。这种水泥与含硼集料、重质集料可配制成比重较高的混凝土,适用于防护
快中子和
热中子的屏蔽工程。