第3章水泥
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土木工程材料
第三章
杜治光 主讲
水
泥
水泥，指加水拌和成塑性浆体后，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。 水泥品种很多。硅酸盐系水泥，铝 酸盐系水泥，硫铝酸盐系水泥。应用最多 和最普遍的是硅酸盐系水泥。
土木建筑工程通常采用的水泥是《通 用硅酸盐水泥》GB175-2007，包括： 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、 复合硅酸盐水泥等六个品种。
水泥的细度指标： 1、比表面积表示 比表面积是指单位质量的水泥粉末所具 有的表面积的总和（m2/kg）。一般常为317 ～350m2/kg。 2、筛余量表示：80μm（或45μm）方孔筛的 筛余量（未通过部分占试样总量的百分率） 来表示。 筛余量不得超过规定的限值。
国家标准GB175-2007规定：
最大
低 差
中
中 优
改变各种熟料矿物的相对含量时,水 泥性质即发生相应的变化。 纯熟料磨细后，凝结时间很短，不 便使用，为了调节水泥的凝结时间，熟 料磨细时要掺入适量的石膏（约3%左 右）。
水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶 的水化硫铝酸钙针状结晶体，也称为钙矾石晶体：
3(CaSO4 2H 2O) 3CaO Al2O3 6H 2O 19H 2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H 2O
第一节 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、０～５％石灰石或 粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶 凝材料，称为硅酸盐水泥。 硅酸盐水泥在分为两种类型：不掺混合材 料的称I型硅酸盐水泥，其代号为P. I；在硅 酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的 石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸 盐水泥，其代号为Ｐ．II。 英文: Portland cement .又名波特兰水泥
水化硫铝酸钙（钙矾石） 这种产物长在水泥颗粒表面上形成一层薄膜，封 闭了水泥组分的表面，从而阻滞了水分子向颗粒 内部扩散，延缓了水泥颗粒特别是C3A矿物的继续 水化，使水泥不至于产生快凝现象，以后水泥颗 粒的继续水化，是由于薄膜的破裂。
经过上述水化反应后，水泥浆中不断增加 的水化产物主要有：水化硅酸钙(50%)、 氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铁酸 钙及水化硫铝酸钙等新生矿物。
（5）环境温度和湿度 在适当温度条件下，水泥的水化、凝结 和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结 硬化加速，水化热较多。相反，温度降低， 则水化反应减慢，强度增长变缓。当温度低 于0℃时，水化反应基本停止。但高温养护 往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。 当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很 快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将 停止；反之，水泥的水化将得以充分进行， 强度正常增长。
2、C2S水化反应的产物与C3S相同，但它反应极慢， 水化放热少。早期强度低，后期强度高。
3、C3A遇水后反应极快，水化放热量大，放热速 度快。生成水化铝酸三钙为立方晶体。强度低。 4、C4AF水化反应快，水化放热量中等。生成的水 化产物为水化铝酸三钙（晶体）和水化铁酸钙 （凝胶）。强度中等。 各熟料特性表：见下表
（３）铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是３CaO· 2O3 ， Al 其简写为C3 Ａ，约占水泥熟料总量的7～15 ％。 （４）铁铝酸四钙 铁铝酸四钙的化学成分为: ４CaO· 2O3· 2O3，其简写为Ｃ4AF，约占水 Al Fe 泥熟料总量的10％～18％。
硅酸三钙Ｃ3S，约占水泥熟料总量的３６％～６０％ 硅酸二钙C2S，约占水泥熟料总量的15％～37％ 铝酸三钙C3Ａ，约占水泥熟料总量的7～15％ 铁铝酸四钙Ｃ4AF，约占水泥熟料总量的10％～18％
硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为: （ｌ）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为３ＣaＯ· ＳiＯ2， 其简写为Ｃ3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主 要的矿物成分，约占水泥熟料总量的３６ ％～６０％。 （２）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为2ＣaＯ· ＳiＯ 2 ， 其简写为C2S，约占水泥熟料总量的15％～ 37％。
硅酸三钙 硅酸二钙
铝酸三钙 铁铝酸四钙
水 水 水 水
水化硅酸钙Hale Waihona Puke Baidu水化硅酸钙
氢氧化钙 氢氧化钙
2(2CaO SiO2 ) 4H 2O 3CaO 2SiO2 3H 2O Ca(OH )2
3CaO Al2O3 6H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O
水化铝酸三钙 水化铝酸三钙 水化铁酸钙
实际上，水泥的水化过程很慢长，较 粗水泥颗粒的内部很难完全水化。因此， 硬化后的水泥石的组成是由晶体、凝胶体、 未完全水化颗粒、游离水及孔隙等组成的 不均质体。
5.影响水泥凝结硬化的主要因素 （１）矿物组成 不同矿物成分和水起反应时所表现出 来的特点是不同的，如C3A水化速率最快， 放热量最大而强度不高；C2S水化速率最慢， 放热量最少，早期强度低，后期强度增长 迅速等。因此，改变水泥的矿物组成，其 凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿 物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因 素。
（3）石膏掺量 石膏起缓凝作用的机理可解释为：水 泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成 水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解 于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜， 从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水 泥的水化反应速度，延缓了凝结时间。 石膏掺量要适量，过多或过少都不利。
（4）水泥的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细， 水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化 时与水的接触面大，水化速度快，相应地 水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。
胶体粒子在一定条件下互相连接，形成 空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散 介质的液体，这样一种特殊的分散体系称作 凝胶。
各种熟料矿物单独与水作用时表现出的特性
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
名称
水化、凝 结硬化速 度
28d水化放 热量 强度 耐化学侵 蚀
快
慢
最快
快
大
高 中
少
早期低、 后期高 良
硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示， 其比表面积不小于300 m2/kg； 矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐 水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80μm 方孔筛余不大于10%或45μm方孔筛余不大于30%。
（２）标准稠度用水量 稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。 国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安 定性时需用“标准稠度”的水泥净浆。“标准稠 度”是人为规定的稠度，其用水量采用水泥标准 稠度测定仪测定。硅酸盐水泥的标准稠度用水量 一般在２１％～２８％之间。
（6）龄期（时间） 水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进 的过程，水泥加水拌合后的前4周的水化 速度较快，强度发展也快，4周之后显著 减慢。只要温度、湿度适宜，水泥强度的 增长可持续若干年。
思考题：
1、硅酸盐水泥熟料有几种矿物组成？水化产 物是什么？硅酸盐水泥熟料和硅酸盐水泥水 泥水化产物一样吗？
当掺入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒 表面的钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的 积聚物所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快 速水化得以继续进行，水泥颗粒间逐渐相 互靠近，直至连接形成骨架。水泥浆的完 全失去可塑性，称为终凝。
随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间 的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的 氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不断贯穿 于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐渐形成了 具有一定强度的水泥石（硬化的水泥浆体 称为水泥石），从而进入了硬化阶段。水 化产物的进一步增加，水分的不断丧失， 使水泥石的强度不断发展。
4. 硅酸盐水泥的凝结和硬化 水泥加水成为可塑的水泥浆。水泥浆 变稠失去可塑性，这一过程称为凝结。强 度逐渐提高，并变成坚硬石状体---水泥 石，这个过程称为硬化。
水泥加水拌合后，成为可塑水泥浆体。 水泥颗粒跟水发生水化反应，一方面使水泥 浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一 方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱 和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物 厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间 距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成 了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去 可塑性，表现为水泥的初凝。
2、生产硅酸盐水泥为什么要加入石膏？
3、什么是水泥石？由什么组成？
6. 硅酸盐水泥的技术性质 （１）．细度 细度：水泥颗粒的粗细程度。 细度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒 径一般在7～200 μm范围内。
颗粒小于40 μm时活性较高，大于100 μm 的颗粒近乎惰性。水泥磨得越细，水化越快，强 度越高。但需水量大，干缩大，成本高。
生产水泥的基本工序可以概括为：“两磨一 烧”：先将原材料破碎并按其化学成分配料后，在 球磨机中研磨为生料。然后入窑锻烧至部分熔融， 所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的 石膏及混合材料在球磨机中研磨至一定细度，即得 到硅酸盐水泥。
球磨机
袋装水泥
二.硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的主要化学组成： CaO 62-67%，SiO2 20-24%，AI2O3 4-7%， Fe2O3 2.5-6%,且外还有少量K2O,Mg0,Na2O 等。 在高温下CaO与SiO2， AI2O3和Fe2O3相 结合，形成了以硅酸钙为主要成分的熟料 矿物。
水泥熟料中除上述四种主要矿物成分 外，还有少量其它成分，如游离氧化钙和 氧化镁，硫酸盐及硫化物，碱等。它们对 水泥性能都有不利影响。
3.硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成 分会很快发生水化反应，生成各种水化物。
2(3CaO SiO2 ) 6H 2O 3CaO SiO2 3H 2O 3Ca(OH )2
（２）水泥浆的水灰比（拌合用水量） 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量 之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时 水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒 间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成 骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。 水泥水化所需的结合水，一般约占重量的25% 左右。水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后 形成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水 泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。
4CaO Al2O3 Fe2O3 7H2O 3CaO Al2O3 6H2O CaO Fe2O3 H2O
1、C3S硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反 应，并产生较多的水化热。水化硅酸钙几乎不溶 于水，而且以胶体微粒析出，并逐渐凝聚为凝胶。 生成的氢氧化钙较快地溶解于水中，达饱和后， 便呈六方晶体析出。强度高。
一. 硅酸盐水泥的生产 生产硅酸盐水泥的原料，主要是石灰 石和粘土两类原料。为了补充铁质及改善 煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。
石灰石 按比例混合 1450℃ 石膏 粘土 }------→生料-------→熟料 }-----→水泥 铁粉 磨细 煅烧 混合材料 磨细
硅酸盐水泥基本生产过程“两磨一烧”
由于铝酸三钙水化极快，会使水泥很快凝 结，为使工程使用时有足够的操作时间， 水泥中加入了适量的石膏。水泥加入石膏 后，一旦铝酸三钙开始水化，石膏会与水 化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。钙矾 石很难溶解于水，可以形成一层保护膜覆 盖在水泥颗粒的表面，从而阻碍了铝酸三 钙的水化，阻止了水泥颗粒表面水化产物 的向外扩散，降低了水泥的水化速度，使 水泥的初凝时间得以延缓。
以试杆沉入净浆并距离底板(6±1）mm的水 泥净浆为标准稠度净浆，其拌合水量为该水泥的 标准稠度用水量。
（3）凝结时间 水泥从开始加水到失去可塑性，这个过程所 需要的时间称为凝结时间。 凝结时间分初凝时间和终凝时间。 初凝时间为水泥净浆加水拌和至开始失去可 塑性所需的时间。 终凝时间为水泥净浆加水拌和至完全失去可 塑性并开始产生强度所需的时间。
第三章
杜治光 主讲
水
泥
水泥，指加水拌和成塑性浆体后，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。 水泥品种很多。硅酸盐系水泥，铝 酸盐系水泥，硫铝酸盐系水泥。应用最多 和最普遍的是硅酸盐系水泥。
土木建筑工程通常采用的水泥是《通 用硅酸盐水泥》GB175-2007，包括： 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、 复合硅酸盐水泥等六个品种。
水泥的细度指标： 1、比表面积表示 比表面积是指单位质量的水泥粉末所具 有的表面积的总和（m2/kg）。一般常为317 ～350m2/kg。 2、筛余量表示：80μm（或45μm）方孔筛的 筛余量（未通过部分占试样总量的百分率） 来表示。 筛余量不得超过规定的限值。
国家标准GB175-2007规定：
最大
低 差
中
中 优
改变各种熟料矿物的相对含量时,水 泥性质即发生相应的变化。 纯熟料磨细后，凝结时间很短，不 便使用，为了调节水泥的凝结时间，熟 料磨细时要掺入适量的石膏（约3%左 右）。
水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶 的水化硫铝酸钙针状结晶体，也称为钙矾石晶体：
3(CaSO4 2H 2O) 3CaO Al2O3 6H 2O 19H 2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H 2O
第一节 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、０～５％石灰石或 粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶 凝材料，称为硅酸盐水泥。 硅酸盐水泥在分为两种类型：不掺混合材 料的称I型硅酸盐水泥，其代号为P. I；在硅 酸盐水泥熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的 石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称II型硅酸 盐水泥，其代号为Ｐ．II。 英文: Portland cement .又名波特兰水泥
水化硫铝酸钙（钙矾石） 这种产物长在水泥颗粒表面上形成一层薄膜，封 闭了水泥组分的表面，从而阻滞了水分子向颗粒 内部扩散，延缓了水泥颗粒特别是C3A矿物的继续 水化，使水泥不至于产生快凝现象，以后水泥颗 粒的继续水化，是由于薄膜的破裂。
经过上述水化反应后，水泥浆中不断增加 的水化产物主要有：水化硅酸钙(50%)、 氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铁酸 钙及水化硫铝酸钙等新生矿物。
（5）环境温度和湿度 在适当温度条件下，水泥的水化、凝结 和硬化速度较快。反应产物增长较快，凝结 硬化加速，水化热较多。相反，温度降低， 则水化反应减慢，强度增长变缓。当温度低 于0℃时，水化反应基本停止。但高温养护 往往导致水泥后期强度增长缓慢，甚至下降。 水的存在是水泥水化反应的必要条件。 当环境湿度十分干燥时，水泥中的水分将很 快蒸发，以致水泥不能充分水化，硬化也将 停止；反之，水泥的水化将得以充分进行， 强度正常增长。
2、C2S水化反应的产物与C3S相同，但它反应极慢， 水化放热少。早期强度低，后期强度高。
3、C3A遇水后反应极快，水化放热量大，放热速 度快。生成水化铝酸三钙为立方晶体。强度低。 4、C4AF水化反应快，水化放热量中等。生成的水 化产物为水化铝酸三钙（晶体）和水化铁酸钙 （凝胶）。强度中等。 各熟料特性表：见下表
（３）铝酸三钙 铝酸三钙的化学成分是３CaO· 2O3 ， Al 其简写为C3 Ａ，约占水泥熟料总量的7～15 ％。 （４）铁铝酸四钙 铁铝酸四钙的化学成分为: ４CaO· 2O3· 2O3，其简写为Ｃ4AF，约占水 Al Fe 泥熟料总量的10％～18％。
硅酸三钙Ｃ3S，约占水泥熟料总量的３６％～６０％ 硅酸二钙C2S，约占水泥熟料总量的15％～37％ 铝酸三钙C3Ａ，约占水泥熟料总量的7～15％ 铁铝酸四钙Ｃ4AF，约占水泥熟料总量的10％～18％
硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成为: （ｌ）硅酸三钙 硅酸三钙的化学成分为３ＣaＯ· ＳiＯ2， 其简写为Ｃ3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主 要的矿物成分，约占水泥熟料总量的３６ ％～６０％。 （２）硅酸二钙 硅酸二钙的化学成分为2ＣaＯ· ＳiＯ 2 ， 其简写为C2S，约占水泥熟料总量的15％～ 37％。
硅酸三钙 硅酸二钙
铝酸三钙 铁铝酸四钙
水 水 水 水
水化硅酸钙Hale Waihona Puke Baidu水化硅酸钙
氢氧化钙 氢氧化钙
2(2CaO SiO2 ) 4H 2O 3CaO 2SiO2 3H 2O Ca(OH )2
3CaO Al2O3 6H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O
水化铝酸三钙 水化铝酸三钙 水化铁酸钙
实际上，水泥的水化过程很慢长，较 粗水泥颗粒的内部很难完全水化。因此， 硬化后的水泥石的组成是由晶体、凝胶体、 未完全水化颗粒、游离水及孔隙等组成的 不均质体。
5.影响水泥凝结硬化的主要因素 （１）矿物组成 不同矿物成分和水起反应时所表现出 来的特点是不同的，如C3A水化速率最快， 放热量最大而强度不高；C2S水化速率最慢， 放热量最少，早期强度低，后期强度增长 迅速等。因此，改变水泥的矿物组成，其 凝结硬化情况将产生明显变化。水泥的矿 物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因 素。
（3）石膏掺量 石膏起缓凝作用的机理可解释为：水 泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成 水化硫铝酸钙（钙矾石），钙矾石很难溶解 于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护膜， 从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水 泥的水化反应速度，延缓了凝结时间。 石膏掺量要适量，过多或过少都不利。
（4）水泥的细度 在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细， 水泥颗粒平均粒径小，比表面积大，水化 时与水的接触面大，水化速度快，相应地 水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。
胶体粒子在一定条件下互相连接，形成 空间网状结构，结构空隙中充满了作为分散 介质的液体，这样一种特殊的分散体系称作 凝胶。
各种熟料矿物单独与水作用时表现出的特性
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
名称
水化、凝 结硬化速 度
28d水化放 热量 强度 耐化学侵 蚀
快
慢
最快
快
大
高 中
少
早期低、 后期高 良
硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示， 其比表面积不小于300 m2/kg； 矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐 水泥和复合硅酸盐水泥的细度以筛余表示，其80μm 方孔筛余不大于10%或45μm方孔筛余不大于30%。
（２）标准稠度用水量 稠度是水泥浆达到一定流动度时的需水量。 国家标准规定检验水泥的凝结时间和体积安 定性时需用“标准稠度”的水泥净浆。“标准稠 度”是人为规定的稠度，其用水量采用水泥标准 稠度测定仪测定。硅酸盐水泥的标准稠度用水量 一般在２１％～２８％之间。
（6）龄期（时间） 水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进 的过程，水泥加水拌合后的前4周的水化 速度较快，强度发展也快，4周之后显著 减慢。只要温度、湿度适宜，水泥强度的 增长可持续若干年。
思考题：
1、硅酸盐水泥熟料有几种矿物组成？水化产 物是什么？硅酸盐水泥熟料和硅酸盐水泥水 泥水化产物一样吗？
当掺入水泥的石膏消耗殆尽时，水泥颗粒 表面的钙矾石覆盖层一旦被水泥水化物的 积聚物所胀破，铝酸三钙等矿物的再次快 速水化得以继续进行，水泥颗粒间逐渐相 互靠近，直至连接形成骨架。水泥浆的完 全失去可塑性，称为终凝。
随着水化产物的不断增加，水泥颗粒之间 的毛细孔不断被填实，加之水化产物中的 氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体不断贯穿 于水化硅酸钙等凝胶体之中，逐渐形成了 具有一定强度的水泥石（硬化的水泥浆体 称为水泥石），从而进入了硬化阶段。水 化产物的进一步增加，水分的不断丧失， 使水泥石的强度不断发展。
4. 硅酸盐水泥的凝结和硬化 水泥加水成为可塑的水泥浆。水泥浆 变稠失去可塑性，这一过程称为凝结。强 度逐渐提高，并变成坚硬石状体---水泥 石，这个过程称为硬化。
水泥加水拌合后，成为可塑水泥浆体。 水泥颗粒跟水发生水化反应，一方面使水泥 浆中起润滑作用的自由水分逐渐减少；另一 方面，水化产物在溶液中很快达饱和或过饱 和状态而不断析出，水泥颗粒表面的新生物 厚度逐渐增大，使水泥浆中固体颗粒间的间 距逐渐减小，越来越多的颗粒相互连接形成 了骨架结构。此时，水泥浆便开始慢慢失去 可塑性，表现为水泥的初凝。
2、生产硅酸盐水泥为什么要加入石膏？
3、什么是水泥石？由什么组成？
6. 硅酸盐水泥的技术性质 （１）．细度 细度：水泥颗粒的粗细程度。 细度对水泥的使用有重要影响。水泥颗粒粒 径一般在7～200 μm范围内。
颗粒小于40 μm时活性较高，大于100 μm 的颗粒近乎惰性。水泥磨得越细，水化越快，强 度越高。但需水量大，干缩大，成本高。
生产水泥的基本工序可以概括为：“两磨一 烧”：先将原材料破碎并按其化学成分配料后，在 球磨机中研磨为生料。然后入窑锻烧至部分熔融， 所得以硅酸钙为主要成分的水泥熟料，配以适量的 石膏及混合材料在球磨机中研磨至一定细度，即得 到硅酸盐水泥。
球磨机
袋装水泥
二.硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料的主要化学组成： CaO 62-67%，SiO2 20-24%，AI2O3 4-7%， Fe2O3 2.5-6%,且外还有少量K2O,Mg0,Na2O 等。 在高温下CaO与SiO2， AI2O3和Fe2O3相 结合，形成了以硅酸钙为主要成分的熟料 矿物。
水泥熟料中除上述四种主要矿物成分 外，还有少量其它成分，如游离氧化钙和 氧化镁，硫酸盐及硫化物，碱等。它们对 水泥性能都有不利影响。
3.硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥遇水后，水泥中的各种矿物成 分会很快发生水化反应，生成各种水化物。
2(3CaO SiO2 ) 6H 2O 3CaO SiO2 3H 2O 3Ca(OH )2
（２）水泥浆的水灰比（拌合用水量） 水泥浆的水灰比是指水泥浆中水与水泥的质量 之比。当水泥浆中加水较多时，水灰比较大，此时 水泥的初期水化反应得以充分进行；但是水泥颗粒 间原来被水隔开的距离较远，颗粒间相互连接形成 骨架结构所需的凝结时间长，所以水泥浆凝结较慢。 水泥水化所需的结合水，一般约占重量的25% 左右。水泥浆的水灰比较大时，多余的水分蒸发后 形成的孔隙较多, 造成水泥石的强度较低，因此水 泥浆的水灰比过大时，会明显降低水泥石的强度。
4CaO Al2O3 Fe2O3 7H2O 3CaO Al2O3 6H2O CaO Fe2O3 H2O
1、C3S硅酸三钙遇水后能够很快与水产生水化反 应，并产生较多的水化热。水化硅酸钙几乎不溶 于水，而且以胶体微粒析出，并逐渐凝聚为凝胶。 生成的氢氧化钙较快地溶解于水中，达饱和后， 便呈六方晶体析出。强度高。
一. 硅酸盐水泥的生产 生产硅酸盐水泥的原料，主要是石灰 石和粘土两类原料。为了补充铁质及改善 煅烧条件，还可加入适量铁粉、萤石等。
石灰石 按比例混合 1450℃ 石膏 粘土 }------→生料-------→熟料 }-----→水泥 铁粉 磨细 煅烧 混合材料 磨细
硅酸盐水泥基本生产过程“两磨一烧”
由于铝酸三钙水化极快，会使水泥很快凝 结，为使工程使用时有足够的操作时间， 水泥中加入了适量的石膏。水泥加入石膏 后，一旦铝酸三钙开始水化，石膏会与水 化铝酸三钙反应生成针状的钙矾石。钙矾 石很难溶解于水，可以形成一层保护膜覆 盖在水泥颗粒的表面，从而阻碍了铝酸三 钙的水化，阻止了水泥颗粒表面水化产物 的向外扩散，降低了水泥的水化速度，使 水泥的初凝时间得以延缓。
以试杆沉入净浆并距离底板(6±1）mm的水 泥净浆为标准稠度净浆，其拌合水量为该水泥的 标准稠度用水量。
（3）凝结时间 水泥从开始加水到失去可塑性，这个过程所 需要的时间称为凝结时间。 凝结时间分初凝时间和终凝时间。 初凝时间为水泥净浆加水拌和至开始失去可 塑性所需的时间。 终凝时间为水泥净浆加水拌和至完全失去可 塑性并开始产生强度所需的时间。