Ⅰ 水泥道路
1 道路水泥的特点
道路水泥除具有普通水泥的理化通性外，特别重要的是它还具有良好的耐磨性，收缩率小，应变能力高，强度高，抗冲击性能好，抗冻性能好，弹性好等特点。道路水泥混凝土能长期经受高速车辆的摩擦，循环不已的负荷、载重车辆的振荡冲击、温度变化产生的胀缩应力和冻融，因此，在公路和机场跑道的修建中，道路水泥是一种优良、耐久的铺设材料。
2 配料方案与生产工艺
道路水泥要求强度高，混凝土抗折性能好，耐磨性好和抗干缩性好。
从表1可看出，C3S是熟料强度来源的主要矿物，而水泥水化产物收缩率的大小主要受制于C3A的含量，C4AF是一种水化后产物收缩小，抗冲击力强和化学稳定性好的矿物。为了保证熟料中硅酸盐矿物在液相中的形成及控制铝酸盐矿物的含量，有必要在道路水泥中增加铁铝酸盐的含量。在实际生产中采用高铁、高饱和比、低铝氧率的配方。
1.根据国外道路水泥标准(见表2)和水泥熟料中各矿物组成的水化情况以及弹性模数与熟料矿物的关系(见表3)，我们在道路水泥生产中选择了熟料中:Fe2O3控制在6.0～6.3%，C4AF控制在18～19%，C3A<5%；KH=0.95～0.98、n=1.6～1.8、P≤1.0的配料方案。
表1 熟料中各矿物水化情况
矿 物
抗压强度 MPa
加 水
（%）
收缩率
（％）
3天
7天
28天
C3S
C2S
C3A
C4AF
24.21
0.49
1.76
11.47
30.97
1.37
7.55
12.15
42.14
3.43
8.13
14.41
13
13
13
13
0.048
0.020
0.102
0.025
表2 国外道路水泥标准
国 别
化 学 成 分（％）
抗压强度（MPa）
抗折强度（MPa）
凝结时间
（时∶分）
C3A
MgO
SO3
烧失量
C4AF
3天
7天
28天
3天
7天
28天
初凝
终凝
日 本
苏 联
罗马尼亚
＜6
≤8
≤6
－
－
≤2.5
2～3
3.5
≤3
－
－
＜3
－
≥14
≥18
-
-
15
-
-
26
-
51.5
40
-
-
3.5
-
-
5.5
5.9
-
6.5
≥2∶00
≥1∶30
≥2∶00
-
-
-
表3 弹性模数与C4AF的关系*
编号
弹性模数
C4AF
C4AF＋C3A
1
2
3
4
212000
240000
190000
205000
12
9
14
13
22
19
19
16
*为日本试验结果（28天龄期）
2.严格控制入窑生料成分，配料均匀稳定提高TCaCO3值的合格率，稳定立窑热工制度，确保熟料质量。
3.控制配热，严格控制外加煤的用量，因为煤灰中含有较高的Al2O3；窑内通风均匀，避免出现还原气氛而导致的结大块、CaO增高、黄粉增多等不良因素。另外窑工操作要合理，底火要稳定。
4.目前国内大部分厂都使用复合矿化剂，在烧制高铁、高饱和比、低铝的道路水泥熟料时，应注意掺量的控制范围。国外资料介绍:若向C-A-F系统中引入氟，则可发现C3A含量有明显的下降，C4AF的量亦有所下降。如图所示。
熟料中氟含量对C3A、C4AF的影响
(1)表示氟对C3A含量的影响；(2)表示氟对C4AF含量的影响
由图可看出氟对熟料中熔剂矿物影响较大，直接影响熟料的矿物组成分配，为确保道路水泥熟料各率值合理，熟料中CaF2掺量控制在0.5～0.8%、SO3含量保持在1.2～1.5%较为适宜。
3 立窑生产道路水泥对原材料的选择
为了保证道路水泥性能指标的合格，在选用原燃料时应注意以下几点:
1.石灰质原料:为了获得较高饱和比的熟料，并使熟料中CaO含量达到一定基准值，应选用品位较高的石灰质原料。
2.粘土质原料:对粘土质原料要求比较严格，选用SiO2含量高、Al2O3含量低的粘土较为适宜，以控制熟料中C3A的含量。
3.铁质原料:合格的铁粉是为道路水泥熟料提供适量Fe2O3的重要保证，铁质原料中Fe2O3含量应在50%以上。
4.燃料:煤作为燃料，其质量的优劣对道路水泥熟料矿物组成的形成影响较大，应选择发热量高、煤灰分中Al2O3低的煤作为烧成用煤。
5.在严格选择各种原燃料的同时，对进厂原燃料应采取相应的预均化措施，控制出磨生料细度，使TCaCO3、Fe2O3、含煤量和细度在控制范围内波动，从而磨出合格的生料，为立窑煅烧出合格的水泥熟料创造良好的条件。
4 熟料煅烧
道路水泥熟料是一种高饱和比、高铁相的硅酸盐水泥熟料，在煅烧过程中，其液相量出现温度低、液相量大且粘度低，这种情况一方面有利于硅酸盐矿物的生成和fCaO的吸收。另一方面又容易结大块和粘边，而且底火层脆弱，特别是当用风不当，出现还原气氛时，很易形成低共熔点的共熔化合物，粘结成大团，影响窑内通风和正常操作；在有外加煤的情况下，如用煤量大，煤粒度偏细，在用风量没有跟上的情况下，将使熟料中产生大量的Fe2+和单质铁，加速β-C2S向γ-C2S的晶型转变，二次fCaO增多、强度降低，也失去了熟料的耐磨性高，干缩小的特点，因此，在整个试烧过程中应严格控制煤的用量。
在煅烧过程中合理的用风是煅烧道路水泥熟料的关键之一，立窑熟料不仅要求其化学成分符合设计要求，而且要使各矿物结晶良好，晶体发育正常，颗粒尺寸合适。针对这种情况，要向窑工交底，规定尽量采用浅暗火煅烧，整个过程中达到风、煤、加料、卸料的平衡。