介绍几种特种水泥的性能与应用

油井水泥专用于油井、气井的固井工程，又称为堵塞水泥。在勘探和开采石油或天然气时，要把钢套管下入井内，再注入水泥浆，将套管与周围地层胶凝封固，进行固井作业，封隔地层内的油、气、水层，防止互相串拢，以便在井层内形成一条从油层流向地面，隔绝良好的油流通道。

油井水泥的基本技术要求为：在井底的温度和压力条件下，所配成的水泥浆在注井过程中，能具有一定的流动性和合适的密度；水泥浆在注入井内后，应较快凝结，并在短期内达到相当强度；硬化后的水泥石应有良好的稳定性和抗渗性，对地层水中的侵蚀性介质，也要有足够的耐蚀性等等。

彩色水泥的制造方法有两种，一种是将着色剂以干式混合的方式混入白色水泥或硅酸盐水泥之中，或在粉磨白色水泥和硅酸盐水泥时掺入着色剂。另一种方法是在水泥生料中掺入适量着色物质，煅烧成彩色熟料，然后磨成彩色硅酸盐水泥。

混合法制造彩色水泥 ，所用着色剂要求对光和大气的耐久性好，不溶于水，分散性好，并能耐碱，对水泥石不起破坏作用，也不能使水泥的强度显著下降。颜色要浓，不含杂质；加入量要少，价格比较便宜。常用的着色剂有氧化铁（铁红、铁黄、铁黑）、二氧化锰（黑色、褐色）、氧化铬（绿色）、酞青蓝、群青蓝、立索尔宝红、汉撒黄、炭黑等。

直接法烧制彩色水泥熟料时，在生料中加入下列着色剂，可以烧制成不同颜色的彩色熟料。

在铝酸盐或硫铝酸盐水泥生料中掺入各种着色剂可烧得彩色铝酸钙或硫铝酸盐水泥熟料，然后磨制成彩色水泥，其水泥色泽鲜艳，早期强度高，由于此水泥水化时几乎不析出Ca(OH)₂，故它们无彩色水泥的褪色现象。

彩色水泥可用来生产彩色水泥涂料，制成彩色水泥浆及砂浆，生产彩色水泥制品。

大坝水泥的主要特性为水化放热较低。由于混凝土的热传导率低，水泥的水化热较易积聚，例如在建造大体积混凝土坝时，坝身内部温度可达30～60℃或更高，而外部冷却较快，内外可有几十度的温差，从而引起有害的内应力，使坝身产生裂缝，因而促使腐蚀加速的重要原因。所以，合理地采用低热水泥，在保证强度不致下降过多的条件下，尽可能降低水泥的水化热与放热速度，减小水化热与强度的比值，在大坝建设中，尤显重要。

对于大坝水泥的使用，要根据大坝建筑的特点，根据其不同的使用部位有所变化。例如，在溢流面、水位变动区域等覆面层，遭受到干湿、冻融、水流和泥砂冲刷的作用，不仅希望水化热较低，而且更要求有强度高，耐磨、抗冻、抗蚀以及干缩小等技术特性，一般采用较高标号的硅酸盐大坝水泥。同时，在无侵蚀性水中，应用高C₃S含量的大坝水泥来作混凝土覆面层也可认为是适宜的。而在坝身内部使用时，几乎不受外界条件变化的影响，主要要求水化热低，故用矿渣大坝水泥反而有利。但如熟料C₃S含量较高，熟料的强度大，则可掺入比较多的混合材，水泥的水化热可以大大降低，也可满足坝体内部使用的要求。当然，在有侵蚀性的水中，C₂S含量高的水泥就有较强的抵抗能力；此时即使用作覆面层时， C₃S含量也不宜太高。

随着原子能科学的迅速发展， 以及放射性同位素在国民经济各部门的广泛应用， 人身防护问题日益突出，对于原子核反应堆辐射最有效的保护是轻原子核物质和重原子核物质的配合。防护包括三个方面：慢化快中子；俘获已慢化的或最初的慢中子；吸收所有种类的γ射线和X射线。慢化中子物质的能力与其本身的质量数成反比，因此，氢原子是很好的中子减速物质；而吸收γ射线和X射线的能力是随着原子量的增大而增大的。我国已研制成功的防辐射水泥，主要是防γ射线和X射线的钡、锶水泥和防中子的硼水泥。

钡、锶水泥主要用于制作放射性同位素的防护设施，如防护墙、贮源室、活动防护屏，以及原子反应堆外壳低温部分。

含硼水泥水化物具有较高含量的结晶水和一定的硼含量，因此，对于快中子的慢化，热中子的吸收和减少，以及γ射线辐射有明显的效果。

含硼水泥可以用在凡涉及到快中子和热中子防护的屏蔽工程，如原子能反应堆的生物防护层和中子应用实验室的防护墙等。

氧氯镁水泥主要用于工业、农业、交通以及城市建设等工程，其制品在代木、代钢等方面，尤其显示出优越性。氧氯镁水泥具有优于硅酸盐水泥的性能；不需湿养护，防火性能好，导热系数小，耐磨性好，抗折、抗压强度高。它可以和各种类型的无机和有机材料相胶结产生很高的早期强度，其制品具有弹性好、防虫蛀、质量轻、耐油脂、油以及油漆的腐蚀，还具有相当好的耐碱、耐普通盐和硫酸盐的侵蚀性能。但氧氯镁水泥的主要缺点是耐水性差、锈蚀钢筋，不宜用于室外或配制钢筋混凝土。

（来源：材料前沿科技）