第三章 水泥PPT课件
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第3章水泥ppt-《建筑材》课件PPT资料54页
（二）硅酸盐水泥的凝结时间
定义
水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间。 水泥全部加入水中 开始失去可塑性 完全失去可塑性
初凝 终凝
（二）硅酸盐水泥的凝结时间
讨论与分析
水泥的初凝和终凝时间对工程有重要意义。 例如：混凝土的施工。
结论1：水泥的 初凝时间不能过 短，否则在施工 前即已失去流动 性和可塑性而无 法施工。
优点：总表面积越大，与水发生水化反应的 速度越快，水泥石的早期强度越高。
缺点: 硬化收缩越大；易受潮而降低活性； 成本越高。
硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。 同时规定凡细度不符合规定者为不合格品。
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（一）硅酸盐水泥的细度
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（二）硅酸盐水泥的凝结时间
定义 讨论与分析
GB规定 试验方法
3 C A 2 O a 3 6 H l 2 O O 3 ( C 4 2 H a 2 O ) 1 S H 2 O 9 O 3 C A 2 O a 3 3 C lO 4 3 a H 2 O 1
二 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化
• 硬化后的水泥 石是由胶体粒 子、晶体粒子、 凝胶孔、毛细 孔及未水化的 水泥颗粒所组 成。其结构如 图所示。
一 硅酸盐水泥的生产及矿物组成
水泥熟料单矿物水化时特征
名称
凝结硬化速度 28d水化放热量
强度
硅酸 三钙 快 多 高
硅酸二钙
慢 少 早期低，后期高
铝酸 三钙 最快 最多
低
铁铝酸 四钙 快 中 低
二 硅酸盐水泥的水化与凝结硬化
水化反应
3 C S a 2 6 i H 2 O O 3 C 2 S a 2 3 H i2 O 0 O 3 C ( O ) 2 a H 2 ( 2 C S 2 a ) i 4 H 2 O O 3 C 2 S a 2 3 H i2 O O C ( O ) 2 a H
水泥培训PPT课件
04
水泥的检验与质量控制
水泥的取样与留样
取样方法
从同一批次、同一编号的 水泥中随机抽取，确保样 品的代表性。
留样要求
将取出的样品妥善保存， 防止受潮、污染，确保留 样的有效性。
取样数量
根据水泥总量和检验项目 确定取样数量，确保满足 检验需求。
水泥的细度、标准稠度用水量检验
01
细度检验
采用筛析法或比表面积法检验水泥的细度，确保 符合国家标准。
储存期限
水泥的储存期一般不 宜超过3个月，以免性 能发生变化。
堆放要求
水泥应按品种、标号 、出厂日期分别堆放 ，并标明数量、产地 等，以便先进先出， 保证使用顺序。
水泥的运输方式及注意事项
运输方式
水泥可采用汽车、火车、 轮船等交通工具进行运输 。
包装要求
水泥在运输过程中应采用 密封包装，防止受潮和混 入杂物。
加强库房管理、定期清理杂物等。
性能下降
长时间储存或不良储存条件可能导致 水泥性能下降。处理措施包括定期检 测水泥性能、及时更换过期水泥等。
温度变化
极端温度可能对水泥性能产生影响。 处理措施包括控制库房温度、避免长 时间暴露在高温或严寒环境中。
06
水泥的环保与安全
水泥生产过程中的环保问题及对策
粉尘污染
水泥培训PPT课件
目录
• 水泥基本知识 • 水泥的生产过程 • 水泥的性能与应用 • 水泥的检验与质量控制 • 水泥的储存与运输 • 水泥的环保与安全
01
水泥基本知识
水泥的定义与分类
定义
水泥是一种粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆 体，能在空气中硬化或者在水中硬化，并能把砂、石等 材料牢固地胶结在一起。
水泥教学ppt课件
案例二
某高层建筑采用C60高性能混凝土，通过掺加高效减水剂 和矿物掺合料，实现了混凝土的高强度、高流动性和高耐 久性。
案例三
某水库大坝采用常态混凝土和碾压混凝土两种不同配合比 设计方案，通过对比试验和工程实践，验证了不同配合比 设计对混凝土性能的影响。
05 水泥制品生产与 应用领域介绍
预制构件生产工艺流程
应用场景与选择建议
应用场景
水泥广泛应用于各种建筑工程中，包括房屋、 道路、桥梁、隧道、水利工程等。
选择建议
在选择水泥时，需要根据具体工程要求、施 工环境、材料成本等因素进行综合考虑。例 如，对于一般土木建筑工程，可以选择普通 硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；对于高强度 要求的工程，可以选择硅酸盐水泥或复合硅 酸盐水泥。同时，还需要注意水泥的保质期 和存储条件，避免使用过期或受潮的水泥。
原材料准备
包括水泥、骨料、添加剂等，需符合相关标 准。
养护与脱模
对成型后的预制构件进行养护，达到一定强 度后脱模。
搅拌与成型
质量检验与出厂
对预制构件进行质量检验，合格后方可出厂。
新型墙体材料发展趋势
轻质高强 新型墙体材料具有轻质高强的特点， 可减轻建筑自重。
作用
水泥是混凝土的主要成分，广泛应用于 土木建筑、水利、国防等工程。
水泥主要成分与性质
主要成分
水泥主要由石灰石、粘土、铁矿粉等按比例磨细混合而成，根 据不同种类，还会添加适量的石膏、矿渣、粉煤灰等。
性质
水泥具有水硬性，即在水的作用下能够发生化学反应，形成坚 硬的化合物；同时，水泥还具有良好的可塑性、可加工性和耐 久性。
前景展望
随着国家对基础设施建设的投入加大和房地产市场的持续发展，水泥制品的市场需求将继续 保持增长态势。同时，新型墙体材料和节能环保型建筑材料的应用将进一步推动水泥制品行 业的发展。
某高层建筑采用C60高性能混凝土，通过掺加高效减水剂 和矿物掺合料，实现了混凝土的高强度、高流动性和高耐 久性。
案例三
某水库大坝采用常态混凝土和碾压混凝土两种不同配合比 设计方案，通过对比试验和工程实践，验证了不同配合比 设计对混凝土性能的影响。
05 水泥制品生产与 应用领域介绍
预制构件生产工艺流程
应用场景与选择建议
应用场景
水泥广泛应用于各种建筑工程中，包括房屋、 道路、桥梁、隧道、水利工程等。
选择建议
在选择水泥时，需要根据具体工程要求、施 工环境、材料成本等因素进行综合考虑。例 如，对于一般土木建筑工程，可以选择普通 硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥；对于高强度 要求的工程，可以选择硅酸盐水泥或复合硅 酸盐水泥。同时，还需要注意水泥的保质期 和存储条件，避免使用过期或受潮的水泥。
原材料准备
包括水泥、骨料、添加剂等，需符合相关标 准。
养护与脱模
对成型后的预制构件进行养护，达到一定强 度后脱模。
搅拌与成型
质量检验与出厂
对预制构件进行质量检验，合格后方可出厂。
新型墙体材料发展趋势
轻质高强 新型墙体材料具有轻质高强的特点， 可减轻建筑自重。
作用
水泥是混凝土的主要成分，广泛应用于 土木建筑、水利、国防等工程。
水泥主要成分与性质
主要成分
水泥主要由石灰石、粘土、铁矿粉等按比例磨细混合而成，根 据不同种类，还会添加适量的石膏、矿渣、粉煤灰等。
性质
水泥具有水硬性，即在水的作用下能够发生化学反应，形成坚 硬的化合物；同时，水泥还具有良好的可塑性、可加工性和耐 久性。
前景展望
随着国家对基础设施建设的投入加大和房地产市场的持续发展，水泥制品的市场需求将继续 保持增长态势。同时，新型墙体材料和节能环保型建筑材料的应用将进一步推动水泥制品行 业的发展。
建筑材料水泥培训资料PPT课件
生料预热
生料分解
煅烧
Civil Engineering Materials
冷却
23
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
邢台中联水泥
Civil Engineering Materials
24
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
新型干法
Civil Engineering Materials
硬固体，这个过程即为“硬化”。
水泥浆体转变成坚硬固体的过程是一个复杂的物理化 学变化过程。
Civil Engineering Materials
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
硅酸盐水泥的凝结和硬化
• 水泥的水化过程可分为五个阶段
Civil Engineering Mat合材料
• 定义：常温下能与氢氧化钙和水发生水化 反应，生成水硬性的水化物，并能够逐渐 凝结硬化产生强度的混合材料称为活性混 合材料。
• 常用的活性混合材：粒化高炉矿渣、火山 灰质混合材料、粉煤灰等。
• 活性来源：可反应的SiO2、Al2O3
Civil Engineering Materials
P.P
Civil Engineering Materials
18
熟料
磨细
粉煤灰硅酸盐水泥
P.F
Civil Engineering Materials
19
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
熟料
磨细 复合硅酸盐水泥
P.C
Civil Engineering Materials
20
建筑材料水泥培训资料(ppt90页)
第三章-水泥PPT课件
== 3 C3A. CS. H12 + 3C3A. CS. H12 + 4CH + 40H 5、综合水化特征
Cement + H2O —— C3A立即反应 C3S、C4AF迅速反应
.
17
C2S反应较慢 ——————————
开始水化 几分钟后即生成
AFt, C-S-H, CH, C4AH13 6、水化产物形态
其中C3S+C2S = 75%-82%。因此称之为硅酸盐水泥 熟料。
（二）化学组成 仍为CaO、 SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3
.
9
（三）杂质 1、游离CaO，f - CaO 类似于过火石灰 2 、 游离MgO，f - MgO 3 、 含碱矿物与玻璃体 含Na2O、K2O。
这三种杂质均对水泥不利。
其中， C3A. CS. H12 ：低硫型水化硫铝酸钙 AFm
.
16
4、C4AF 反应与C3A类似。 C4AF +22 H + 4CH== C4AH13 + C4FH13 C4AH13 + C4FH13 + 6CSH2 + 28H == C3A. 3CS. H32 + C3A. 3CS. H32 + 2CH C3A. 3CS. H32 + C3A. 3CS. H32 + 4 C4AH13
.
4
水泥概述
1、水泥定义
凡磨细成粉末状，与水混合后，经过物理、化 学反应，能由可塑性浆体变成坚硬石状物，既能在空 气中、又能在水中硬化，保持并增长强度的水硬性胶 凝材料。 1824年，英国人Joseph Aspdin发明。
作用通式： 水泥+水 水泥浆 石状物 水泥石 硬化水泥浆
Cement + H2O —— C3A立即反应 C3S、C4AF迅速反应
.
17
C2S反应较慢 ——————————
开始水化 几分钟后即生成
AFt, C-S-H, CH, C4AH13 6、水化产物形态
其中C3S+C2S = 75%-82%。因此称之为硅酸盐水泥 熟料。
（二）化学组成 仍为CaO、 SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3
.
9
（三）杂质 1、游离CaO，f - CaO 类似于过火石灰 2 、 游离MgO，f - MgO 3 、 含碱矿物与玻璃体 含Na2O、K2O。
这三种杂质均对水泥不利。
其中， C3A. CS. H12 ：低硫型水化硫铝酸钙 AFm
.
16
4、C4AF 反应与C3A类似。 C4AF +22 H + 4CH== C4AH13 + C4FH13 C4AH13 + C4FH13 + 6CSH2 + 28H == C3A. 3CS. H32 + C3A. 3CS. H32 + 2CH C3A. 3CS. H32 + C3A. 3CS. H32 + 4 C4AH13
.
4
水泥概述
1、水泥定义
凡磨细成粉末状，与水混合后，经过物理、化 学反应，能由可塑性浆体变成坚硬石状物，既能在空 气中、又能在水中硬化，保持并增长强度的水硬性胶 凝材料。 1824年，英国人Joseph Aspdin发明。
作用通式： 水泥+水 水泥浆 石状物 水泥石 硬化水泥浆
建筑材料之水泥培训课件ppt
C4AF 10~18%
在以上的主要熟料矿物中，硅酸三钙和硅酸二钙的总含 量在70%以上，铝酸三钙与铁铝酸四钙的含量在25%左右， 故称为硅酸盐水泥。除主要熟料矿物外，水泥中还含有少 量游离氧化钙、游离氧化镁和碱，但其总含量一般不超过 水泥量的10%。
第三章 水 泥
§3-1 硅酸盐水泥 三、硅酸盐水泥水化
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型硅酸 盐水泥，其代号为P。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超 过水泥质量 5% 石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型 硅酸盐水泥，其代号为P。
第三章 水 泥
§3-1 硅酸盐水泥
二、硅酸盐水泥的原料及生产工艺
主要原料： （1）石灰质原料：提供CaO，有石灰石、贝壳、石灰质凝
学习主线：水泥的生产过程——水泥的矿物组 成——水泥石的侵蚀与防止——硅酸盐水泥的主要 技术性质——合理选择应用硅酸盐类水泥
第三章 水 泥
我国建筑工程中目前常用的水泥主要有硅酸盐水 泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质 硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。 在一些特殊工程中，还使用高铝水泥、膨胀水泥、 快硬水泥、低热水泥和耐硫酸盐水泥等。由于水泥 的科学技术及生产不断发展，满足各种特殊性能要 求的新品种水泥正在逐渐增多，例如膨胀硅酸盐水 泥、低热硅酸盐水泥和膨胀硫铝政盐水泥等。
第三章 水 泥
§3-1 硅酸盐水泥 二、硅酸盐水泥的原料及生产工艺
1100—1200℃，大量形成铝酸三钙和铁铝酸四钙，硅酸二 钙生成量最大。
1300—1450℃，铝酸三钙和铁铝酸四钙呈熔融状态，产生
的液相把CaO及部分硅酸二钙溶 解于其中，在此液相中，硅酸二 钙吸收CaO化合成硅酸三钙。这 一过程是煅烧水泥的关键，必须 有足够的时间，以保证水泥熟料 的质量。
在以上的主要熟料矿物中，硅酸三钙和硅酸二钙的总含 量在70%以上，铝酸三钙与铁铝酸四钙的含量在25%左右， 故称为硅酸盐水泥。除主要熟料矿物外，水泥中还含有少 量游离氧化钙、游离氧化镁和碱，但其总含量一般不超过 水泥量的10%。
第三章 水 泥
§3-1 硅酸盐水泥 三、硅酸盐水泥水化
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型硅酸 盐水泥，其代号为P。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超 过水泥质量 5% 石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型 硅酸盐水泥，其代号为P。
第三章 水 泥
§3-1 硅酸盐水泥
二、硅酸盐水泥的原料及生产工艺
主要原料： （1）石灰质原料：提供CaO，有石灰石、贝壳、石灰质凝
学习主线：水泥的生产过程——水泥的矿物组 成——水泥石的侵蚀与防止——硅酸盐水泥的主要 技术性质——合理选择应用硅酸盐类水泥
第三章 水 泥
我国建筑工程中目前常用的水泥主要有硅酸盐水 泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质 硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。 在一些特殊工程中，还使用高铝水泥、膨胀水泥、 快硬水泥、低热水泥和耐硫酸盐水泥等。由于水泥 的科学技术及生产不断发展，满足各种特殊性能要 求的新品种水泥正在逐渐增多，例如膨胀硅酸盐水 泥、低热硅酸盐水泥和膨胀硫铝政盐水泥等。
第三章 水 泥
§3-1 硅酸盐水泥 二、硅酸盐水泥的原料及生产工艺
1100—1200℃，大量形成铝酸三钙和铁铝酸四钙，硅酸二 钙生成量最大。
1300—1450℃，铝酸三钙和铁铝酸四钙呈熔融状态，产生
的液相把CaO及部分硅酸二钙溶 解于其中，在此液相中，硅酸二 钙吸收CaO化合成硅酸三钙。这 一过程是煅烧水泥的关键，必须 有足够的时间，以保证水泥熟料 的质量。
教学课件：第三章-水泥资料
04
水泥的检测与质量控制
水泥的物理性能检测
水泥的细度
通过筛分试验和比表面积测定法，检测水泥颗粒的粗细程度，影响 水泥的硬化速度、需水量和强度发展。
水泥的凝结时间
通过测定水泥从加水搅拌至开始失去塑性的时间，评估水泥的初、 终凝结性能，确保混凝土有足够的施工时间和硬化时间。
水泥的强度
通过抗压、抗折强度试验，检测不同龄期水泥的强度，评估其是否满 足设计要求。
水化热低，抗渗性能好，后期强度高。
火山灰水泥
定义
以硅酸盐类为主要成分，掺入火 山灰作为混合材料的水泥。
特点
水化热低，抗渗性能好，后期强度 高。
应用
适用于地下工程、水工结构、大体 积混凝土等工程。
粉煤灰水泥
定义
以硅酸盐类为主要成分，掺入粉 煤灰作为混合材料的水泥。
特点
水化热较低，抗裂性能好，后期 强度高。
根据检测结果对水泥质量进行 等级评定，为工程选择合适等
级的水泥提供依据。
05
水泥的储存与运输
水泥的储存方法与注意事项
室内储存
将水泥存放在干燥、通风良好的 室内，避免直接暴露在阳光和雨 水中。
地面铺垫
在存放水泥的地面铺设防潮材料 ，如塑料薄膜或油毡纸，以保持 干燥。
水泥的储存方法与注意事项
• 分层堆放：将水泥按照不同品种、强度等级和出 厂日期分别堆放，并保持一定间距，便于管理和 使用。
THANKS
感谢观看
占比适中，对水泥硬化速度和强度发 展有一定影响。
水泥的质量控制与评定
生产控制
通过定期取样和检测，控制水泥 生产过程中的原料、燃料、半成 品的质量，确保产品质量稳定。
出厂检验
对出厂水泥进行质量检验，确 保符合国家标准和合同要求。
水泥课件ppt
水泥的化学成分
01
硅酸三钙
水泥的主要成分，对 水泥早期强度有重要 作用。
02
硅酸二钙
水泥中第二大成分， 对水泥后期强度有重 要作用。
03
铝酸三钙
水泥中第三大成分， 对水泥硬化速度和需 水量有较大影响。
04
铁铝酸四钙
水泥中第四大成分， 对水泥硬化速度和需 水量有较大影响。
水泥的物理性能
密度
水泥的密度一般为3.03.2g/cm³，与矿物组成、混合 材料种类及掺量等因素有关。
细度
水泥的细度是指其颗粒大小的 分布情况，对水泥的硬化速度 、需水量、强度发展等有较大 影响。
需水量
水泥的需水量是指为达到标准 稠度需加入的水量，与水泥的 矿物组成、细度等有关。
凝结时间
水泥的凝结时间分为初凝时间 和终凝时间，对混凝土施工性 能和硬化后强度有重要影响。
水泥的硬化过程
01
02
03
初凝
凝结时间
水泥从加水搅拌到开始 凝结所需的时间，需符
合国家标准。
体积安定性
水泥硬化后体积变化的 均匀性，需满足国家相
关标准。
强度
水泥在不同龄期的抗压 、抗折强度，是衡量其
质量的重要指标。
水泥的质量问题与解决方案
硬结不均
体积安定性不良
可能是由于原材料质量不稳定或混合 比例不当所致。解决方案：加强原材 料质量控制，确保混合比例稳定。
路面修补
水泥具有快硬、早强的特 点，可以用于路面修补工 程，快速恢复路面的使用 功能。
预制构件
水泥可以用于预制路面标 线、路缘石等构件，提高 道路工程的施工效率。
水泥在水利工程中的应用
大坝浇筑
水泥可以用于浇筑水利工程中的 大坝、溢洪道等大型混凝土结构 ，提高水利工程的稳定性和安全
《土木工程材料(第3版)》教学课件第3章 水泥
反应较快，水化放热量大，生成水化硅酸钙及氢氧化钙。
3CaO．SiO2＋nH2O→ xCaO．SiO2 . yH2O ＋（3-x）Ca(OH)2
硅酸三钙
水化硅酸钙
氢氧化钙
水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为 凝胶。氢氧化钙呈六方晶体，易溶于水。
②硅酸二钙（C2S) 硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小，生成水化硅酸
②石膏掺量 一般由生产厂家根据水泥中铝酸三钙的含量和石膏 中三氧化硫的含量，通过试验调整。
③水泥细度 水泥颗粒越细，总表面积越大，与水接触的面积也 越大，水化速度快，凝结硬化速度快。反之则慢。
④养护条件（温度、湿度） 温度对水泥的凝结硬化有显著影响， 提高温度可加速水化反应，使早期强度较快发展，但后期强度可 能有所降低。当温度降至负温时，水化反应停止，由于水分冻结， 导致水泥石冻裂，结构产生破坏。
3.1 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥生产的主要工艺流程：
石灰石
石膏
黏土
按比例
生料
混合磨细
煅烧
约1450℃
熟料
辅助原料
混合材
磨细 水泥
生产过程主要分为制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥3个 阶段。
石灰质原料和黏土质原料按比例配合，为改善煅烧反 应过程，常常加入适量的铁矿石和矿化剂。将配合好的原 材料在磨机中磨成生料，然后将生料入窰煅烧即得熟料， 熟料中加入适量的石膏（和混合材料）在磨机中磨成细粉， 即得水泥。此过程可概括为“两磨一烧”。
土木工程材料
第三章 水泥
▪ 3.1硅酸盐系水泥 ▪ 3.2其他品种水泥
3.1 硅酸盐系水泥
硅酸盐系水泥是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量 的混合材料和适量石膏，共同磨细而成。
3CaO．SiO2＋nH2O→ xCaO．SiO2 . yH2O ＋（3-x）Ca(OH)2
硅酸三钙
水化硅酸钙
氢氧化钙
水化硅酸钙几乎不溶于水，立即以胶体微粒析出，并逐步凝聚称为 凝胶。氢氧化钙呈六方晶体，易溶于水。
②硅酸二钙（C2S) 硅酸二钙与水作用时，反应较慢，水化放热较小，生成水化硅酸
②石膏掺量 一般由生产厂家根据水泥中铝酸三钙的含量和石膏 中三氧化硫的含量，通过试验调整。
③水泥细度 水泥颗粒越细，总表面积越大，与水接触的面积也 越大，水化速度快，凝结硬化速度快。反之则慢。
④养护条件（温度、湿度） 温度对水泥的凝结硬化有显著影响， 提高温度可加速水化反应，使早期强度较快发展，但后期强度可 能有所降低。当温度降至负温时，水化反应停止，由于水分冻结， 导致水泥石冻裂，结构产生破坏。
3.1 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥生产的主要工艺流程：
石灰石
石膏
黏土
按比例
生料
混合磨细
煅烧
约1450℃
熟料
辅助原料
混合材
磨细 水泥
生产过程主要分为制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥3个 阶段。
石灰质原料和黏土质原料按比例配合，为改善煅烧反 应过程，常常加入适量的铁矿石和矿化剂。将配合好的原 材料在磨机中磨成生料，然后将生料入窰煅烧即得熟料， 熟料中加入适量的石膏（和混合材料）在磨机中磨成细粉， 即得水泥。此过程可概括为“两磨一烧”。
土木工程材料
第三章 水泥
▪ 3.1硅酸盐系水泥 ▪ 3.2其他品种水泥
3.1 硅酸盐系水泥
硅酸盐系水泥是以硅酸钙为主要成分的水泥熟料、一定量 的混合材料和适量石膏，共同磨细而成。
第3章水泥PPT课件
62.5
28.0
62.5
5.0
8.0
62.5R 32.0
62.5
5.5
8.0
注：表中Ｒ表示早强型，其它为普通型。 第27页/共68页
(6) 碱含量 水泥中含有较多的强碱物 Na2O
或 K2O时， 容易发生不良反应对结 构造成危害。因而国家标准规定， 水泥中的含碱量不得大于0.6%。
第28页/共68页
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。
第17页/共68页
（6）龄期（时间） 水泥的凝结硬化是随时间延长而渐
进的过程，只要温度、湿度适宜，水泥 强度的增长可持续若干年。
铁铝酸四钙 水 水化铝酸三钙
第7页/共68页
水化铁酸钙
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3称(C为aSO钙4 矾2H石2O晶) 体3C：aO Al2O3 6H2O 19H2O
3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O
水化硫铝酸钙（钙矾石）
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。
氧化钙反应，中和后使水泥石碳化，形成了碳酸钙，碳酸钙再与碳酸反应生成可溶性 的碳酸氢钙，并随水流失，从而破坏了水泥石的结构。其腐蚀反应过程为：
Ca(OH)2 CO2 H2O CaCO3 2H2O CO2 H2O CaCO3 Ca(HCO3)2
第31页/共68页
（４）硫酸盐的腐蚀 当环境中含有硫酸盐的水渗入到水泥石结构中时，会与水泥石中的氢氧化钙反应生
3第三章 水泥
他的专利证书上叙述的“波特兰水泥”制造方法是：“把石 灰石捣成细粉，配合一定量的黏土，掺水后以人工或机械搅 和均匀成泥浆。置泥浆于盘上，加热干燥。将干料打击成块， 然后装入石灰窑煅烧，烧至石灰石内碳酸气完全逸出。煅烧 后的烧块在将其冷却和打碎磨细，制成水泥。使用水泥时加 入少量水分，拌和成适当稠度的砂浆，可应用于各种不同的 工作场合。”
什么是硅酸盐水泥？ 硅酸盐水泥是怎样制造？ 硅酸盐水泥的组成？ 水泥浆如何转变成坚硬固体？ 水泥应满足哪些技术性质？ 如何正确使用水泥？
学习目的
• 学习
硅酸盐水泥的矿物组成，及其与其他水泥的差别； 水泥的生产过程及其对性质的影响。
• 掌握
水泥凝结硬化机理和凝结硬化过程的影响因素； 应用这些基本理论，说明水泥和混凝土的性质，指
混合材料。用于水泥中的石膏一般是二水石膏或 无水石膏。 用于水泥中的混合材料分为活性混合材料和非活 性混合材料两大类。 活性混合材料：是指那些与石灰、石膏一起，加 水拌和后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。 活性混合材料中的主要活性成分是活性氧化硅和 活性氧化铝。
常用的活性混合材料有以下几种： （1）粒化高炉矿渣
8.144 7.05
6
6
4.76 4.91 5.11 5.36
5.97 6.26
4
4
2
2
00
19199595 19199966 19199977 19199898 19199999 20200000 2020010120022002202003032020040420200505
硅酸盐水泥的历史
埃及时代 煅烧石膏—金字塔
C3A Ca3Al2O6
CC34AA F
C4CAFa2(Al,Fe)2O
什么是硅酸盐水泥？ 硅酸盐水泥是怎样制造？ 硅酸盐水泥的组成？ 水泥浆如何转变成坚硬固体？ 水泥应满足哪些技术性质？ 如何正确使用水泥？
学习目的
• 学习
硅酸盐水泥的矿物组成，及其与其他水泥的差别； 水泥的生产过程及其对性质的影响。
• 掌握
水泥凝结硬化机理和凝结硬化过程的影响因素； 应用这些基本理论，说明水泥和混凝土的性质，指
混合材料。用于水泥中的石膏一般是二水石膏或 无水石膏。 用于水泥中的混合材料分为活性混合材料和非活 性混合材料两大类。 活性混合材料：是指那些与石灰、石膏一起，加 水拌和后能形成水硬性胶凝材料的混合材料。 活性混合材料中的主要活性成分是活性氧化硅和 活性氧化铝。
常用的活性混合材料有以下几种： （1）粒化高炉矿渣
8.144 7.05
6
6
4.76 4.91 5.11 5.36
5.97 6.26
4
4
2
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19199595 19199966 19199977 19199898 19199999 20200000 2020010120022002202003032020040420200505
硅酸盐水泥的历史
埃及时代 煅烧石膏—金字塔
C3A Ca3Al2O6
CC34AA F
C4CAFa2(Al,Fe)2O
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生产过程：两磨一烧 一磨：将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。 一烧：将生料入窑，经1450cº高温煅烧，成熟料。 二磨：将水泥熟料、石膏、混合材料一起磨细成水泥
制品
硅酸盐水泥主要矿物成份与特性
名称 代号 含量范围
硅酸三钙 C3S
37％～60％
凝结硬化速度
快
水化放热量
多
强度
高
硅酸二钙
C2S 15％～37％
3.1.2.1 硅酸盐水泥 (1) 水化凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高。
熟料中各矿物单独与水反应： 2(3CaO ·SiO2)+6H2O=3CaO ·2SiO2 ·3H2O 3Ca(OH)2
（水化硅酸钙）
2(2CaO ·SiO2) + 4H2O= 3CaO ·2SiO2 ·3H2O + Ca(OH)2
进一步引起 硫酸盐腐蚀
MgCl + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2
无胶结性
溶解于水
(三) 强酸强碱 2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 +2H2O
溶解
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 ·2H2O
进一步引起 硫酸盐腐蚀
6NaOH + C3A 3Na2O ·Al2O3 + Ca(OH)2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
水化程度
（2）水化热大
水泥的水化反应为放热反应，水化过程放出的热 量称为水泥的水化热。
硅酸盐水泥不同龄期的放热量：
1～3 天 50％
7天
75％
6个月
83～91％
硅酸盐水泥水化热大，放热周期长，不宜在大体 积工程中应用。
（3）耐腐蚀性差 水泥腐蚀：
(一) 溶出性腐蚀
3.1.2.6 复合水泥 与所掺混合材料的种类、数量及相对比例有关。
五种水泥的特性
钙矾石、针状晶体
4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3 + 7H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O + CaO ·Fe2O3 ·H2O
水泥的凝结硬化过程
12Biblioteka 3(a)34
5
6 (b)
(c)
(d)
(a) 分散在水中未水化的水泥颗料；(b) 在水泥颗粒表面形成水化物膜层；
(c) 膜层长大并互相连接(凝结)； (d) 水化物进一步发展，填充毛细孔(硬化)。
1－水泥颗粒； 2－水分； 3－凝胶； 4－晶体；
5－水泥颗粒的未水化内核； 6－毛细孔
1.0
体
0.8
毛细孔 (毛细孔水)
积 0.6
率 0.4
凝胶实体
0.2
未水化水泥
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
水化程度
1.0
0.8 体 积 0.6 率 0.4
毛细孔 (毛细孔水)
0.2
凝胶实体
未水化水泥
在软水中，Ca(OH)2溶出
(二) 盐类腐蚀
硫酸盐
RSO4 R++ + SO4-Ca(OH)2 Ca++ + 2(OH-)
Ca++ + SO4-- CaSO4 + CAH 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·31H2O
针状晶体体积膨胀1.5～2倍
镁盐(海水中)腐蚀 MgSO4 + Ca(OH)2 + H2O CaSO4 ·2H2O + Mg(OH)2
3CaO ·Al2O3 + 6H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O
（水化铝酸三钙）
当Ca(OH)2达到饱和时
3 C A 2 O 3 a C l O 2 a 1 ( 2 O 2 O 4 H C A H 1 a l ) 2 O 3 O O
在有石膏存在时
4CaO ·Al2O3 ·13H2O + 3(CaSO4 ·2H2O) + 14H2O = 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·32H2O + Ca(OH)2
1. 凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展快。 2. 水化热低。 3. 保水性差，抗渗、抗冻、抗干湿交替作用性能较差。 4. 抗碳化能力差，抗侵蚀能力强。 5. 耐热性能好。 6. 适于采用蒸汽养护。
3.1.2.4 火山灰水泥 与矿渣水泥有许多共性。加强养护，抗渗性强 。
3.1.2.5 粉煤灰水泥 与火山灰水泥相似。抗裂性好，和易性好。
慢 少 早期低、 后期高
铝酸三钙 铁铝酸四钙
C3A
C4AF
7％～15％ 10％～18％
最快
快
最多
中
低
低
3.1.1.2 磨制水泥成品 原材料:水泥熟料、石膏和混合材料
石膏为二水石膏或无水石膏；
混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加
到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材 料与非活性混合材料两种。
第三章
水泥
cement
水硬性无机矿物胶凝材料
常用水泥： •硅酸盐水泥—代号P•Ι（不掺混合材料）、P•Π （掺<5%混合材料） •普通硅酸盐水泥—代号P•O •矿渣硅酸盐水泥—代号P•S •火山灰硅酸盐水泥—代号P•P •粉煤灰硅酸盐水泥—代号P•F •复合硅酸盐水泥—代号P•C 特种水泥:满足工程特殊要求的水泥
活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬
性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧 化硅、活性氧化铝。
非活性混合材料：不具活性成分或活性甚低的矿物质。
加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、 减少水化热作用。 将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合 在一起磨细即可形成六大常用水泥。
3.1 常用水泥
3.1.1 常用水泥的生产
3.1.1.1 水泥熟料的烧成
生产工艺流程
石灰石 粘土 铁矿粉
按比例混合 、磨细
生料
1450℃ 煅烧
石膏 熟料
磨细
水泥
混合材料
原料： 石灰质原料 （提供氧化钙） 粘土质原料（提供氧化硅、氧化铝、氧化铁） 校正原料（不满足化学组成时，加相应铁质、 硅质
原料）
溶解
防止水泥腐蚀方法： 降低水泥石中Ca(OH)2含量，采用掺混合材水泥； 增加水泥石密实度，防止有害物质渗入； 混凝土外表用耐腐蚀材料做一保护层，如涂料等。
(4)抗冻性好,干缩小
(5)耐热性差
3.1.2.2 普通水泥 与硅酸盐水泥相近。早期凝结硬化速度略慢，早 期强度稍低。
3.1.2.3 矿渣水泥
活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生 成具有胶凝性的水化产物: xCa(OH) + SiO2 + mH2O xCaO ·SiO2 ·nH2O xCa(OH) + Al2O3 + mH2O xCaO ·Al2O3 ·nH2O 常用的活性混合材料有：
粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰
3.1.2 常用水泥的特性
制品
硅酸盐水泥主要矿物成份与特性
名称 代号 含量范围
硅酸三钙 C3S
37％～60％
凝结硬化速度
快
水化放热量
多
强度
高
硅酸二钙
C2S 15％～37％
3.1.2.1 硅酸盐水泥 (1) 水化凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高。
熟料中各矿物单独与水反应： 2(3CaO ·SiO2)+6H2O=3CaO ·2SiO2 ·3H2O 3Ca(OH)2
（水化硅酸钙）
2(2CaO ·SiO2) + 4H2O= 3CaO ·2SiO2 ·3H2O + Ca(OH)2
进一步引起 硫酸盐腐蚀
MgCl + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2
无胶结性
溶解于水
(三) 强酸强碱 2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 +2H2O
溶解
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 ·2H2O
进一步引起 硫酸盐腐蚀
6NaOH + C3A 3Na2O ·Al2O3 + Ca(OH)2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
水化程度
（2）水化热大
水泥的水化反应为放热反应，水化过程放出的热 量称为水泥的水化热。
硅酸盐水泥不同龄期的放热量：
1～3 天 50％
7天
75％
6个月
83～91％
硅酸盐水泥水化热大，放热周期长，不宜在大体 积工程中应用。
（3）耐腐蚀性差 水泥腐蚀：
(一) 溶出性腐蚀
3.1.2.6 复合水泥 与所掺混合材料的种类、数量及相对比例有关。
五种水泥的特性
钙矾石、针状晶体
4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3 + 7H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O + CaO ·Fe2O3 ·H2O
水泥的凝结硬化过程
12Biblioteka 3(a)34
5
6 (b)
(c)
(d)
(a) 分散在水中未水化的水泥颗料；(b) 在水泥颗粒表面形成水化物膜层；
(c) 膜层长大并互相连接(凝结)； (d) 水化物进一步发展，填充毛细孔(硬化)。
1－水泥颗粒； 2－水分； 3－凝胶； 4－晶体；
5－水泥颗粒的未水化内核； 6－毛细孔
1.0
体
0.8
毛细孔 (毛细孔水)
积 0.6
率 0.4
凝胶实体
0.2
未水化水泥
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
水化程度
1.0
0.8 体 积 0.6 率 0.4
毛细孔 (毛细孔水)
0.2
凝胶实体
未水化水泥
在软水中，Ca(OH)2溶出
(二) 盐类腐蚀
硫酸盐
RSO4 R++ + SO4-Ca(OH)2 Ca++ + 2(OH-)
Ca++ + SO4-- CaSO4 + CAH 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·31H2O
针状晶体体积膨胀1.5～2倍
镁盐(海水中)腐蚀 MgSO4 + Ca(OH)2 + H2O CaSO4 ·2H2O + Mg(OH)2
3CaO ·Al2O3 + 6H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O
（水化铝酸三钙）
当Ca(OH)2达到饱和时
3 C A 2 O 3 a C l O 2 a 1 ( 2 O 2 O 4 H C A H 1 a l ) 2 O 3 O O
在有石膏存在时
4CaO ·Al2O3 ·13H2O + 3(CaSO4 ·2H2O) + 14H2O = 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·32H2O + Ca(OH)2
1. 凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展快。 2. 水化热低。 3. 保水性差，抗渗、抗冻、抗干湿交替作用性能较差。 4. 抗碳化能力差，抗侵蚀能力强。 5. 耐热性能好。 6. 适于采用蒸汽养护。
3.1.2.4 火山灰水泥 与矿渣水泥有许多共性。加强养护，抗渗性强 。
3.1.2.5 粉煤灰水泥 与火山灰水泥相似。抗裂性好，和易性好。
慢 少 早期低、 后期高
铝酸三钙 铁铝酸四钙
C3A
C4AF
7％～15％ 10％～18％
最快
快
最多
中
低
低
3.1.1.2 磨制水泥成品 原材料:水泥熟料、石膏和混合材料
石膏为二水石膏或无水石膏；
混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加
到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材 料与非活性混合材料两种。
第三章
水泥
cement
水硬性无机矿物胶凝材料
常用水泥： •硅酸盐水泥—代号P•Ι（不掺混合材料）、P•Π （掺<5%混合材料） •普通硅酸盐水泥—代号P•O •矿渣硅酸盐水泥—代号P•S •火山灰硅酸盐水泥—代号P•P •粉煤灰硅酸盐水泥—代号P•F •复合硅酸盐水泥—代号P•C 特种水泥:满足工程特殊要求的水泥
活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬
性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧 化硅、活性氧化铝。
非活性混合材料：不具活性成分或活性甚低的矿物质。
加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、 减少水化热作用。 将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合 在一起磨细即可形成六大常用水泥。
3.1 常用水泥
3.1.1 常用水泥的生产
3.1.1.1 水泥熟料的烧成
生产工艺流程
石灰石 粘土 铁矿粉
按比例混合 、磨细
生料
1450℃ 煅烧
石膏 熟料
磨细
水泥
混合材料
原料： 石灰质原料 （提供氧化钙） 粘土质原料（提供氧化硅、氧化铝、氧化铁） 校正原料（不满足化学组成时，加相应铁质、 硅质
原料）
溶解
防止水泥腐蚀方法： 降低水泥石中Ca(OH)2含量，采用掺混合材水泥； 增加水泥石密实度，防止有害物质渗入； 混凝土外表用耐腐蚀材料做一保护层，如涂料等。
(4)抗冻性好,干缩小
(5)耐热性差
3.1.2.2 普通水泥 与硅酸盐水泥相近。早期凝结硬化速度略慢，早 期强度稍低。
3.1.2.3 矿渣水泥
活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生 成具有胶凝性的水化产物: xCa(OH) + SiO2 + mH2O xCaO ·SiO2 ·nH2O xCa(OH) + Al2O3 + mH2O xCaO ·Al2O3 ·nH2O 常用的活性混合材料有：
粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰
3.1.2 常用水泥的特性