第二篇第四章 其它水泥
土木工程材料与制品
1.5
第二篇 土木工程材料与制品
赵州桥。
1.6
第二篇 土木工程材料与制品 一、 砖
砖是一种常用的砌筑材料。砖瓦的生产和使用在我 国历史悠久，有“秦砖汉瓦”之称。制砖的原料容 易取得，生产工艺比较简单，价格低、体积小便于 组合，所以至今仍然广泛地用于墙体、基础、柱等 砌筑工程中。粘土砖，用新型材料取代。有的城市 已禁止在 建筑物中使用粘土砖。 那么拿什么来取代它呢？你有什么好办法？
1.18
第二篇 土木工程材料与制品
二、钢筋混凝土用钢材 钢筋混凝土用的钢材主要指钢筋，钢筋是土木工程中 使用最多的钢材品种之一，其材质包括普通碳素钢和普通 低合金钢两大类。钢筋按生产工艺性能和用途的不同可分 为下列各类。
1.19
第二篇 土木工程材料与制品
冷加工钢筋
热轧钢筋
1.20
第二篇 土木工程材料与制品
磷酸盐水泥 1.22
不同品种、不同标号的水 泥应分别存放，不可混杂。 水泥受潮后即产生水化作 用，凝结成块，影响水泥 的正常使用。所以运输和 贮存时应保持干燥。对袋 装水泥，地面垫板要高出 地面30cm，四周离墙 30cm，堆放高度一般不超 过10袋。存放散装水泥时， 地面要抹水泥砂浆。
第二篇 土木工程材料与制品
第三章 木材
树木的年轮
1.21
第二篇 土木工程材料与制品
第四章 水泥
通用水泥 水泥按其用途 及性能分 专用水泥 特性水泥 硅酸盐水泥， 即国外通 称的波特兰水泥。 分类贮存
不同品种、不同标号的水 泥应分别存放，不可混杂。
铝酸盐水泥
水泥按其主要 水硬性物质名 称分 硫铝酸盐水泥 氟铝酸盐水泥 防潮防水
1.2
第二篇 土木工程材料与制品
水泥厂安全教育培训教材
水泥厂安全教育培训教材安全教育培训教材第一章简介水泥厂是一个复杂而危险的工业环境，为了确保员工的安全与健康，本教材旨在提供水泥厂安全教育培训的相关知识和技能。
通过本教材的学习，员工将能够更好地理解水泥生产过程中的潜在风险，并学会正确的安全操作方法，以减少事故的发生。
第二章水泥生产过程及相关安全风险2.1 概述水泥生产过程涉及到多个环节，包括原料破碎、磨煤、烧成、磨磨料以及包装等。
每个环节都存在一定的安全风险。
2.2 原料破碎原料破碎是水泥生产的第一步，但操作人员在破碎过程中需要注意避免被喷射的碎片伤害，并确保设备的正常运行。
2.3 磨煤磨煤是水泥生产中的重要环节，但煤粉的处理需要特别注意，以防止煤粉爆炸事故的发生。
2.4 烧成烧成是将原料在高温下进行煅烧，但操作人员必须注意高温对人体的伤害，并使用正确的防护装备。
2.5 磨磨料磨磨料是将烧成的原料进行细磨，但操作人员需要注意磨料粉尘的产生，以避免对呼吸系统和眼睛造成伤害。
2.6 包装包装是水泥产线的最后一个环节，但在包装过程中操作人员需要遵循正确的操作规程，以防止意外事故的发生。
第三章安全操作规程3.1 个人防护装备的选择和使用操作人员在进行水泥生产过程中必须佩戴适当的个人防护装备，如安全帽、防护眼镜、防尘口罩、防护手套等。
3.2 设备操作规程水泥厂设备的操作必须按照严格的规程进行，操作人员需要熟悉设备的操作流程以及相关的安全措施。
3.3 火灾风险管理火灾是水泥厂中一个常见的风险，在培训中需要教授员工如何正确处理火灾事故，并熟练使用灭火器材。
3.4 紧急事故应急预案水泥厂应建立紧急事故应急预案，并进行培训，以便员工在紧急情况下能够采取正确的措施，最大限度地保护自己和他人的安全。
第四章安全培训的重要性4.1 提高员工安全意识通过安全培训，员工能够更好地理解水泥厂工作环境中的潜在危险，并触发他们对安全的重视。
4.2 减少事故发生率员工通过安全培训学习到正确的操作方法和应急措施，能有效地减少事故的发生，保障水泥厂的正常运营。
建筑材料第4章水泥复习题及答案.
第4章水泥复习思考题参考答案一、填空题1.建筑工程中通用水泥主要包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥六大品种。
2. 硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、规定的混合材料、适量石膏经磨细制成的水硬性胶凝材料。
按是否掺入混合材料分为I型硅酸盐水泥和Ⅱ型硅酸盐水泥，代号分别为P·I和P·Ⅱ。
3. 硅酸盐水泥熟料的矿物主要有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙。
其中决定水泥强度的主要矿物是硅酸三钙和硅酸二钙。
4. 国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝不早于45 min，终凝不迟于390 min。
5. 硅酸盐水泥的强度等级有42.5 、42.5R 、52.5 、52.5R 、62.5和62.5R六个级别。
其中R型为早强型，主要是其3 d强度较高。
6．硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表面积表示，其值应不小于300m2/kg。
7. 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的性能，国家标准规定：（1）细度：通过80µm的方孔筛，筛余量不超过10％；（2）凝结时间：初凝不早于45min ，终凝不迟于600min；（3）体积安定性：经过雷氏夹法法检验必须合格。
8．矿渣水泥与普通水泥相比，其早期强度较低，后期强度的增长较快，抗冻性较差，抗硫酸盐腐蚀性较好，水化热较低，耐热性较好。
9．普通水泥中由于掺入少量混合材料，其性质与硅酸盐水泥稍有区别，具体表现为：（1）早期强度较低；（2）水化热较大；（3）耐腐蚀性稍差；（4）耐热性较差；（5）抗冻性、抗碳化性能好。
10．混合材料按照其参与水化的程度，分为活性混合材料和和非活性混合材料。
二、选择题1. 有硫酸盐腐蚀的混凝土工程应优先选择（C）水泥A硅酸盐 B 普通 C 矿渣 D 高铝2. 有耐热要求的混凝土工程，应优先选择（B）水泥。
A硅酸盐 B 矿渣 C 火山灰 D 粉煤灰3. 有抗渗要求的混凝土工程，应优先选择（C）水泥。
第4章 水泥
➢ 凝结期：随着水化继续进行，自由水分逐渐减少， 水化产物不断增加，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网架结构，使水泥浆 体逐渐变稠，慢慢失去可塑性。
➢ 硬化期：水化反应进一步进行，水化产物不断生成 ，水泥颗粒之间的毛细孔不断被填实，使结构更加 致密，水泥浆体逐渐硬化，形成具有一定强度的水 泥石，且强度随时间不断增长。水泥的硬化期可以 延续至很长时间，但28天基本表现出大部分强度。
• 工程意义 水泥初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。
水泥的初凝时间太短，则在施工前即已失去流动 性和可塑性而无法施工；水泥的终凝时间过长， 则将延长施工进度和模板周转期。
（4）体积安定性 水泥体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中体积
变化的均匀程度。如果这种体积变化是轻微的均匀 的，则对建筑物的质量没什么影响，但是如果混凝 土硬化后，由于水泥中某些有害成分的作用，在水 泥石内部产生了剧烈的、不均匀的体积变化，则会 在建筑物内部产生破坏应力，导致建筑物的强度降 低。若破坏应力发展到超过建筑物的强度，则会引 起建筑物开裂、崩塌等严重质量事故，这种现象称
>5且≤20
—
P·S·A ≥50且<80 >20且≤50
—
—
—
矿渣硅酸盐水泥
P·S·B ≥30且<50 >50且≤70
—
—
—
火山灰质硅酸盐 水泥
P·P ≥60且<80
—
>20且≤40
—
—
粉煤灰硅酸盐水泥 P·F ≥60且<80
—
—
>20且≤40
—
复合硅酸盐水泥 P·C ≥50且<80
第四章 水泥
铁铝酸四钙 游离氧化钙 和氧化镁
碱类及杂质
1.水泥熟料矿物的主要特性
P61：表5-1
注：熟料矿物磨细加水，均能单独与水发生化学
反应。
•三、硅酸盐水泥的水化和硬化 1.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 ) 6 H 2 O 3CaO 2 SiO2 3H2 O 3Ca(OH )2 硅酸三钙 水 水化硅酸钙 氢氧化钙
铁铝酸四钙
水
水化铝酸三钙
水化铁酸钙
•为了调节凝结时间而加入的石膏也很快与水发生 反应，成为三硫型水化硫铝酸钙，也称为钙矾石， 它是难溶于水的针棒状晶体，包覆在熟料颗粒的 C3 A 表面，阻止了 的快速水化。
3(CaSO4 2 H 2O) 3CaO Al2O3 26 H 2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 32 H 2O
水泥的特点和适用范围
水泥的特点
粉末状材料，加水后拌合均匀形成的浆体， 具有水硬性，形成具有堆聚结构的人造石材。
水泥适用范围
不仅适合用于干燥环境中的工程部位，而且 也适合用于潮湿环境及水中的工程部位。
水泥的分类
按性能和用途分
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥 复合硅酸盐水泥
3.防止水泥石腐蚀的措施
①根据工程的环境特点，合理选择水泥品种。
②提高混凝土的密实度，降低孔隙率。
③在水泥石结构的表面设臵保护层。
六、硅酸盐水泥的特性及应用
凝结硬化快，早期及后期强度均高，适用于有早强 要求的混凝土，冬季施工混凝土，重要结构的高强 混凝土和预应力混凝土。 抗冻性好，适合于容易遭受反复冻融的工程。
《建筑材料》第十次课(第四章)
2.技 术 性 质
技术性质: 分为6个强度等级 :32.5, 32.5R, 42.5, 42.5R, 52.5, 52. 5R（表3.3.2） 其它技术性质与普通水泥相同 表3.3.2
强度 等级
P.S、P.P、P.F的强度要求
抗折强度（MPa） 3天 2.5 3.5 3.5 4.0 4.0 4.5 28天 5.5 5.5 6.5 6.5 7.0 7.0
• • • •
• •
10、硅酸盐水泥熟料矿物组成中，以下哪种熟料矿 物不是主要成分? ___。 A.硅酸二钙 B.硅酸三钙 C.铁铝酸四钙和铝酸三钙 D.游离氧化钙 11、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥比较， 二者___不同。 A.抗冻性 B.水化热 C.耐热性 D.强度发展 12、以下工程适合使用硅酸盐水泥的是____。 A.大体积的混凝土工程B.受化学及海水侵蚀的工程 C.耐热混凝土工程D.早期强度要求较高的工程
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4.3.3复合硅酸盐水泥 P.C
在硅酸盐水泥熟料中掺入2种或2种 以上的混合材料制备而成的硅酸盐水 泥。 性质 32.5～52.5R 6 个强度等级。 其它性质介于P.O与三种混合材料 硅酸盐水泥相同。
复合水泥的强度要求
强度 等级 32.5 fc(MPa) 3d 11.0 28d 32.5 fm(MPa) 3d 2.5 28d 5.5
（2）对温度敏感，适合高温养护。这三种水泥在低温下 水化明显减慢，强度较低。采用高温养护可大大加速活性 混合材料的水化，并可加速熟料的水化，故可大大提高早 期强度，且不影响常温下后期强度的发展。
（3）耐腐蚀性好。这三种水泥的熟料数量相对较少，水 化硬化后水泥石中的氢氧化钙和水化铝酸钙的数量少，且 活性混合材料的二次水化反应使水泥石中氢氧化钙的数量 进一步降低，因此耐腐蚀性好，适合用于有硫酸盐、镁盐、 软水等侵蚀作用的环境，如水工、海港、码头等混凝土工 程。但当侵蚀介质的浓度较高或耐腐蚀性要求高时，仍不 宜使用。
水泥生产安全培训教材
水泥生产安全培训教材第一章：水泥生产概述1.1 水泥的定义和用途水泥是一种重要的建筑材料，广泛应用于房屋建筑、道路、桥梁等工程中。
它主要由石灰石、黏土等原材料经过煅烧、粉碎等工艺制成。
1.2 水泥生产流程水泥生产包括原材料准备、熟料制备、熟料烧成和磨细磨捣等环节。
每个环节都存在一定的安全风险，需要注意安全措施的执行。
第二章：水泥生产中的安全风险2.1 原材料准备环节中的安全风险在原料准备过程中，搬运重物、破碎机运行等操作可能导致人身伤害。
同时，易燃易爆物品的处理也需要特别注意。
2.2 熟料制备环节中的安全风险熟料制备过程中，高温高压环境下的操作需谨慎，避免烧伤和机械事故。
另外，化学物品的储存和使用也需要严格遵守标准操作程序。
2.3 熟料烧成环节中的安全风险熟料烧成过程涉及高温炉胶、火灾、爆炸等潜在危险。
操作人员必须穿戴适当的防护装备，并掌握灭火器材的使用方法，以应对突发情况。
2.4 磨细磨捣环节中的安全风险在磨细磨捣环节，维护磨机设备的正常运行尤为重要，以防止设备故障和意外事故的发生。
同时，操作人员要注意防护措施，避免触碰旋转部件。
第三章：水泥生产安全管理措施3.1 安全培训和教育水泥生产企业应定期组织安全培训和教育，提高员工的安全意识和技能。
培训内容涵盖安全操作规程、应急处理和事故预防等方面。
3.2 工作票制度在水泥生产过程中，每个环节都应有相应的工作票，明确工作内容和安全细则。
工作人员在进行操作前必须填写、审核和遵守工作票规定。
3.3 安全设施和防护装备水泥生产现场应配备完善的安全设施和防护装备，如消防设备、通风设备、防护眼镜、耐高温手套等，以保障人身安全。
3.4 安全检查和隐患排查定期进行安全检查和隐患排查，及时发现并消除安全隐患，确保生产环境的安全和稳定。
第四章：应急处理和事故预防4.1 应急预案的制定水泥生产企业应制定并常态化应急预案，明确各类事故的应急措施和责任分工，以便在事故发生时做出快速响应。
《建筑材料》第二章
生料
CaO： 62% ~ 67% SiO2 : 20% ~ 24% Al2O3 : 4% ~ 7% Fe2O3： 2.5%~6.0%
石灰石 粘土
石膏 煅烧 按比例混合—生料进窑————熟料
辅助原料 磨细
1450℃
磨细 水泥成品
生料在窑内经历： 干燥——预热——分解——烧成——冷却
21
生料粉磨工艺
氧化镁：水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水化和 体积膨胀效应可使水泥硬化体结构破坏。
氯离子：锈蚀
6
（2）凝结时间 定义：水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展
到固体状态所需要的时间。分初终时间和终凝时间两种。 初凝时间：是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开始失去塑性
的时间。 终凝时间：是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完全失去塑
高硅质炉灰等。
通用硅酸盐水泥
六大品种硅酸盐水泥
硅酸盐 水泥熟
料 + 适量
石膏
不掺混合材+少量混 P·
合材（≤水泥量5%）
ⅠP·
硅酸盐水泥
+少量混合材
Ⅱ
普通硅酸盐水泥
（水泥量6%～15%）
P·
PO·S·A /
P·S·B 矿渣硅酸盐水泥
粒化高炉矿渣
+多量混合材
火P山·灰
火山灰硅酸盐水泥
P 粉P·煤灰 F P·C
3.筛毕，称量筛余物ms。 4.结果计算 (1)水泥试样筛余百分数：
F ms 100 m
筛余结果的修正: FC C F C——修正系数，0.80～1.20
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
技术 性质
指标
强度 等级 32.5 32.5R 42.5 42.5R 52.5 52.5R
第三节其他品种水泥ppt课件
➢ 少量硅酸二钙C2S
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第三节 其他品种水泥
3、铝酸盐水泥的水化硬化
CA-80
77%≤ Al2O3
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第三节 其他品种水泥
2、熟料矿物组成：
➢ 铝酸一钙(CaO·Al2O3，简写为CA)： 为最主要矿物。特点：凝结不快，硬化迅 速，早、后期强度高。
铝酸盐水泥的应用
适合于: ✓ 紧急抢修的工程，临时军事工事； ✓ 冬季施工的工程－水化放热量大且集中；
✓ 有抗硫酸盐腐蚀要求的工程－原因是不析出 Ca(OH)2
✓ 耐高温（1300～1400℃）的工程－高温时，烧结 结合代替了水化结合。
不适于于：
✓ 长期承重的结构工程－晶体转变引起的强度倒缩； ✓ 大体积工程－温度过高引起强度倒缩; ✓ 与硅酸盐水泥混用。
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
5、晶体的转化
第三节 其他品种水泥
CAH10 、C2AH8
C3AH6
转化过程随着温度的升高而加速。转
化结果使水泥石内析出游离水，增大
了孔隙体积，同时由于C3AH6晶体本 身缺陷多、强度较低、晶体间的结合
粉磨 彩色水泥
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
第四章 水泥与石灰
主要化学成分 主要矿物成分 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 C3S C2S C3A C4AF CaSO4·2H2O
2. 硬化水泥石的腐蚀
★ 腐蚀原因 ① 水泥石中存在着引起腐蚀的成分 Ca(OH)2（约20％) ％ 水化铝酸钙 有侵蚀性介质存在：各种盐类、 ② 有侵蚀性介质存在：各种盐类、硫酸盐类及酸类物质 ③ 水泥石本身不密实
(1) 水化物 水化物Ca(OH)2的溶失与置换
1）溶析性侵蚀（淡水腐蚀） ）溶析性侵蚀（淡水腐蚀） Ca(OH)2在动水或有压力水中直接溶失 2）盐类腐蚀 ） MgCl2＋Ca(OH)2 → CaCl2 （易溶） ＋Mg(OH)2 易溶） 3）酸类腐蚀 ） 碳酸腐蚀： 碳酸腐蚀：CO2＋H2O ＋Ca(OH)2 → CaCO3＋H2O CO2＋H2O ＋ CaCO3→ Ca(HCO3)2 盐酸腐蚀： 易溶） 盐酸腐蚀：HCl＋Ca(OH)2 → CaCl2（易溶）＋H2O ＋
（2）四种矿物的技术特性 是无色晶体，含量50%左右，水化速度快，水化热高， 50%左右 C3S是无色晶体，含量50%左右，水化速度快，水化热高， 且早期强度高， 且早期强度高，水化物对水泥早期强度和后期强度起主要作 用。 含量在20%左右，水化速度慢，水化热低， 20%左右 C2S含量在20%左右，水化速度慢，水化热低，早期强度 低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。 后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。 C3A水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差，干 水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差， 缩性大。 缩性大。 AF水化速度介于 水化速度介于C 之间，水化热较高，强度低， C4AF水化速度介于C3A和 C3S 之间，水化热较高，强度低， 但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。 但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。
建筑材料课件第04章水泥
古罗马水泥：用含有一定比例粘土成分的石灰石煅烧而成，如古罗马 “庞贝”城遗址。 Portland Cement：1824年，英国泥瓦工约瑟夫.阿斯普丁（Joseph Aspdin） 申报波特兰水泥专利：把粘土和焙烧过的石灰石混合，经煅烧至二氧化 碳释放，将所得到的产物磨细成粉末。由于它硬化后外观象波特兰的石 头，就起名为波特兰水泥。
矿物组成 A水泥 B水泥
C3S/％ 60 47
C2S/％ 15 28
C3A/％ 16 10
C4AF/％ 9 15
A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期强度 及水化热都较高，故A硅酸盐水泥的早期强度与水化 热高于B水泥。
水泥浆扫描电镜照片（7d龄期）
钙矾石
C-S-H
硅酸盐水泥主要水化产物有：水化硅酸钙凝胶、水化铁酸钙 凝胶、氢氧化钙晶体、水化铝酸钙晶体、水化硫铝酸钙晶体。 在完全水化的水泥中： 水化硅酸钙约占70% 氢氧化钙约占20% 水化铝酸钙约占3％ 钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%
各种矿物的特性
熟料矿物 性能指标 C3S 水化速率 凝结硬化速率 放热量 早期 快 快 多 高 高 C2S 慢 慢 少 低 高 C3A 最快 快 最多 低 低 C4AF 快，仅次于C3A 快 中 低 低
强度
后期
表中所列各种矿物的放热量和强度，是指全部放热量和最终强度。
矿物组成对早期强度及水化热的影响
以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种 硅酸盐水泥的早期强度及水化热的差别。
No Image
电镜下的水泥水化产物图
CH Crystal 氢氧化钙晶体
C-S-H 水化硅酸钙凝胶
4,水泥 四川大学锦城学院 肖栋天 20120317 COLLEGE TWO XIA
（二） 有害杂质含量
不溶物含量:Ⅰ型水泥≰0.5%
Ⅱ型水泥≰0.5%
若碱含量高，且用含活性SiO2的骨料配制 混凝土，会产生碱－骨料反应，导致混凝土 不均匀膨胀破坏。
（三）标准稠度及其用水量
23--31%左右
（四） 烧失量
• 水泥在一定烁烧温度和时间内，烧失的
量占原质量的百分数。
•用于判定其中规定：
（五） 复合硅酸盐水泥 2种或两种以上混合料，掺量为总质量的 15～50%，可较掺一混合料的水泥具有更好的 性能。 第一类＋矿渣、火山灰、粉煤灰、石灰、 窑灰等；第二类＋铁矿渣、精练铬铁渣、钛渣 混合材料性能互补，改变水泥微观结构， 早期强度与普通水泥相同 使用中，混和材料品种对其性能产生直接 影响。
酸与水泥石中的Ca(OH)2反应，生成水 和可溶解于水或体积膨胀的钙盐；使水泥石 溶解或破坏。
pH值越小，侵蚀越强烈。
碳酸侵蚀（可由空气中CO2在水中溶解产生）
1.碳与水泥石中的Ca(OH)2作用，生成难溶的 CaCO3
Ca(OH)2+CO2+H2O→CaCO3+2H2O
2.碳酸可进一步与碳酸钙作用，生成易溶于 水的碳酸氢钙Ca(HCO3)2
§4.2 掺混合材的硅酸盐水泥
在硅酸盐水泥熟料中加入各种混合材料和适当 石膏共同磨细生产的水硬性胶凝材料。 混合材作用：
①改善水泥性能
②调节水泥强度等级
③综合利用工业废渣及地方资源
④增加水泥产量，降低生产成本
一、混合材料：
（一）活性混合材料： 火山灰性：磨细的矿物材料与水和成浆后， 单独不具水硬 性,但在常温下与石灰等一起拌 和后的浆体能形成具有水硬性化合物的性能， 如水淬矿渣、火山灰、粉煤灰等。 潜在水硬性：只需在少量外加剂的激发下即 可利用自身溶出的化学成分生成具有水硬性 的化合物。 能激发混合材潜在活性的物质称为激发 剂，氢氧化钙为碱性激发剂，石膏为硫酸盐 激发剂。
第一章大水泥
第一章 大水泥第一节 大水泥生产沿革大水泥是指由国家投资兴建的大中型水泥厂用回转窑生产出来的水泥，一般水泥标号较高，主要用于重要建筑和对安全系数要求较高的工程。
这种水泥产品由国家计划部门统一分配，所以到80年代后又改称为统配水泥。
1956年，安徽省工业厅计划在淮南市建设中型水泥厂，同年2月，成立了安徽省水泥厂筹备处，5月筹备处编制了设计任务书，建议改在马鞍山市建厂，以利用当地矿渣。
同月下旬重工业部提出审查意见认为“安徽地区具有丰富的煤田和大量品质优良的石灰石，又有四通八达的水陆运输等优越条件，同意在安徽省内新建一水泥厂”，但认为“马鞍山附近已有中国、江南、上海等大型水泥厂”，“不符合工业分布原则”，而且“其产品大都需要逆水运出，比在淮南多化运费”。
建议“由省工业厅会同地方有关部门，再进一步搜集资料，摸清资源情况作详细经济效果比较后”再确定厂址。
同年6月，国家计委同意重工业部意见，批复了设计任务书。
安徽省工业厅随即在淮南舜耕山、芜湖白马山和巢县龟山附近作了调查，编报了厂址选择报告。
同年10月，建筑材料工业部对厂址进行了审定，认为“淮南舜耕山区……矿山狭长矿层薄，含镁较高”，“不宜建厂”；“芜湖白马山区，从资源及其他建厂条件来说都是比较好的”，但“工厂所需电力到1961年才能解决”；“巢县龟山厂区建厂条件虽不如芜湖白马山，但现实性较大”，因此同意“建厂于巢县龟山附近”。
从此，正式确定巢县龟山附近为安徽省水泥厂厂址。
同月，安徽省水泥厂筹备处进入巢县，开始地质详探、设计和人员培训等工作。
1957年该厂曾一度缓建，调走了部分人员。
1958年，安徽省水泥厂正式列入计划，2月建材部确定该厂采用2套罗马尼亚湿法水泥生产设备，6月批准了初步设计，定规模为年产矿渣硅酸盐水泥30万吨。
7月正式动工兴建，10月安徽省建筑厅批复正式定名为安徽省巢湖水泥厂。
1959年10月，安徽省第一台水泥回转窑在该厂投入运行，生产出安徽省第一批大水泥。
第4章水泥__复习思考题P5
第四章水泥P581. 什么是硅酸盐水泥？生产硅酸盐水泥时，为什么要加入适量石膏？答：（1）根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的定义：凡由硅酸盐水泥熟料加适量的石膏、或再掺加0～5%的石灰石或粒化高炉矿渣，磨细制成的水硬性胶凝材料, 称为硅酸盐水泥。
（2）生产硅酸盐水泥时，加入适量石膏的目的是:①调节水泥的凝结时间;②使水泥不致发生急凝现象；③同时在最佳石膏掺量时可得到水泥最高强度。
2. 试分析硅酸盐水泥强度发展的规律和主要影响因素答：（1）早期（3d）强度发展较快，后期（28d）发展较慢；（2）主要影响因素：Ⅰ.内因：①水泥中各主要矿物的相对含量；②水泥的细度；③石膏掺量。
Ⅱ.外因：①水泥浆的水灰比；②养护温度（冬季施工注意防冻）；③养护湿度（夏季施工注意洒水）；④养护龄期。
3. 什么是水泥的体积安定性？体积安定性不良的原因及危害有哪些？答：（1）水泥的体积安定性是指水泥浆体在凝结硬化过程中体积变化的均匀性；（2）体积安定性不良的原因有：①游离氧化钙（f-CaO）；②氧化镁（MgO）；③三氧化硫（SO3）含量过高；④此外，碱分（K2O、Na2O）的含量也应加以控制。
（3）体积安定性不良的危害：使已硬化水泥石中产生不均匀膨胀，破坏水泥石结构，出现龟裂、弯曲、松脆或崩溃现象。
4. 影响硅酸盐水泥水化热的因素有哪些？水化热高低对水泥的使用有什么影响？答：（1）影响硅酸盐水泥水化热的因素有：水泥中（熟料）的矿物组成、水灰比、细度和养护条件等；（2）水化热高低对水泥的使用的影响有：大型基础、水坝、桥墩等大体积混凝土建筑物。
由于水化热积聚在内部不易散发出去，内部温度常升高到50～60℃以上，内部和外部的温度差所引起的应力，可使混凝土产生裂缝，因此水化热对大体积混凝土是有害因素。
在大体积混凝土工程中，不宜采用硅酸盐水泥，应采用低热水泥，若使用水化热较高的水泥施工时，应采取必要的降温措施。
5. 硅酸盐水泥的强度等级是如何检验的？答：是按GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO）》测定其7d和28d的抗折强度及抗压强度；然后根据其强度值的大小，依据GB/T 175-2008《通用硅酸盐水泥》的强度指标要求进行评定。
水泥讲义Microsoft Word 文档
水泥物理性能检测技术唐山通用建筑工程检测有限责任公司：张小康2012.7第一章：正确认知我们检测行业（责任感、危机感）一、责任感和法律意识水泥是重要的建筑材料和工程材料。
随着国民经济及城乡建设的日益发展，水泥得到了越来越广泛的应用。
它不仅大量应用于工业和民用建筑，还广泛用于公路、桥梁、铁路、水利和国防工程；用于生产各类型的混凝土及混凝土制品。
可以说水泥在国家经济建设中起着十分重要的作用。
在世界上生产和使用水泥是从1824年开始的。
我国大陆于1906 年在唐山建立了第一家水泥厂——启新洋灰公司（今唐山启新水泥厂），一百多年来中国水泥工业迅速发展壮大，水泥产量从1995的3.63亿吨，提高到2011年中国水泥产量20.6亿吨。
目前唐山是我国第二大水泥产量大市。
现有获得生产许可证水泥企业96家，2011年唐山市生产水泥3980万吨，3980万吨让它60%销往北京、天津等外地，40%本地消耗，那就是1600万吨水泥经我们检测之后批准使用到各种工程上。
如果取散装水泥500吨一批和袋装水泥200吨一批的中间值400吨一批的话，那就是经我们之手检测了4万批次的水泥，出具4万份检测报告，按唐山市50家具有检测水泥资质的检测机构计算，平均每家2011年出具水泥检测报告800份。
我们知道水泥作为胶凝材料主要用于成型混凝土、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构构件，而且混凝土、钢筋混凝土等结构是现代建筑的主要结构形式之一。
水泥的质量是影响混凝土质量的关键因素，所以，水泥的质量关系到混凝土结构的使用功能、使用寿命和结构安全。
我们作为水泥进入施工现场最后一个，也是最重要的一个质量把控环节，确保合格的水泥被使用，不仅关系到委托方的利益，更是关乎国家经济建设顺利进行和人民生民财产安全的重大问题。
因此，我们必须意识到我们的责任重大，必须以高度的责任感和严肃认真的态度对待我们的本职工作。
二、危机感去年我们先后参加了河北省质量技术监督局和河北省住房和城乡建设厅组织的包含水泥检测项目的比对试验，这是对全省检测机构的大阅兵和大考试。
水泥的结构和性能 读书笔记
第二章水泥的相组成一、硅酸钙C3S（阿利特）高水硬性化合物，OPC中占50%—90%。
C2S（贝利特）OPC中占10%—40%。
贝利特相对于阿利特有能力接纳数量较大的外源离子。
二、硅酸铝、铝硅酸钙的性能偏高岭土和莫来石能作为粘土物料的分解产物出现在生料组成中。
而一些铝硅酸钙通常则出现在矿渣和灰分中。
铝酸钙铝酸三钙（C3A）是OPC中含铝最丰富的物相。
铝酸一钙（CA）则是HAC的主要物相，C11A7Ca(OH)2中的氢氧化物能被F2和Cl2及其它物类所取代。
铁铝酸钙典型的熟料中，会产生对镁、钛和硅的吸收。
三、水泥中的碱碱能够引起混凝土中的碱-骨料反应；含有碱元素的正交晶系的C3A，其水化性能降低。
四、增多的MgO含量MgO形成游离方镁石，或进入含硅酸三钙和铁铝酸钙等物相的一些固溶体。
五、含硫酸盐各相硫铝钙石是硫铝酸盐熟料的主要物相，表现出相当快的水化性能。
C2SCaSO4CaCl2是一种具有较好水硬性的稳定矿物，能用于特种水泥方面。
六、含氯各相若存在硫酸盐，含铝的硫硅钙石就会结晶。
但是不是水硬性的。
若温度较低时，就能生成水硬性的物相C2SCaSO4CaCl2。
七、水泥中的磷酸盐磷酸盐仅以很小的浓度进入硅酸三钙，磷酸盐的含量增加导致C3S的生成量减少，C2S多晶相含量提高。
八、水泥中的重金属随生料而来的一般是少量的ZnO。
铬的含量一般是非常小的，并且通过水化能掺杂在钙矾石中。
第三章波特兰水泥的水化一、C3S的水化C3S水化生成的C-S-H是一种组分可变的无定形显著的物相。
外加剂的影响可溶的磷酸盐、氟化物以及Zn、Sn和Pb的盐都是缓凝剂，几乎所有的有机化合物也都充作缓凝剂。
而碱金属的硫酸盐则是一类十分有效的促凝剂。
由于同离子效应的缘故，可溶性钙盐和碱金属氢氧化物两者都能影响C3S的初始溶解。
CH 的核化受控于溶度积K CH=[Ca2+][OH-]金属氢氧化物能进一步与羟基离子反应形成复杂的羟基阴离子，可以作为一种不溶性的钙盐而沉淀。
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4.应用
适用于：紧急军事工程（筑路、桥）、抢修工程（堵漏等）、 临时性工程，以及配制耐热混凝土（如高温窑炉炉衬等）。 不能用于：长期承重的结构及高温高湿环境中的工程
4.7 膨胀水泥及自应力水泥
4.7.1 定义
在水泥硬化过程中，以其体积膨胀量来补偿 混凝土收缩的一类水泥，称为膨胀水泥。 若体积膨胀量用于使混凝土产生预应力，则 称为自应力水泥
3、快硬铁铝酸盐水泥的特性和用途
（1）早强高强。 （2）抗冻性。 （3）耐蚀性能好。 （4）高抗渗性能。 快硬铁铝酸盐水泥适合于冬季施工工程、抢修工程、配制喷 射混凝土及生产预制构件等。
4.3抗硫酸盐水泥
定义：凡以适当成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量的石膏，
磨细制成的具有抵抗硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称
2、快硬硫铝酸盐水泥生产工艺
◆原料。铝质原料（矾土）、石灰质原料（石灰 石）和石膏。要求石灰石中CaO＞52%。MgO＜1.5%；矾 土中Al2O350%～65%，SiO2＜25%；二水石膏SO3＞38%， MgO＜3%，也可以使用相应质量的无水石膏。
◆熟料的组成与率值
熟料矿物以无水硫铝酸钙（CaO· 2O3）· Al CaSO4（简写 为C4A3S）和硅酸二钙β -C2S为主，还有少量的CaSO4、钙 钛矿（CT）和含铁相等。熟料的化学组成大致为 CaO40%～44%，Al2O318%～22%，SiO28%～12%，Fe2O36%～
4.7.2 性能特点
1.由膨胀水泥配制的混凝土在水中自由膨胀率为8～10×10-4， 可在混凝土中建立0.2～0.6MPa的自应力，满足补偿收缩要求， 可减少或防止混凝土收缩开裂；
2.膨胀水泥混凝土抗渗标号大于S30，又称自防水混凝土。用该 水泥配制自防水混凝土，省工省料、缩短工期、且耐久性好；
以矾土、石灰石、萤石（或再加石膏）经配
料煅烧得到的以氟铝酸钙（C11A7· 2）为主要 CaF
矿物的熟料，再与石膏一起磨细而成的水泥为 快硬氟铝酸盐水泥。
1、快硬氟铝酸盐水泥矿物组成
主要矿物为氟铝酸钙、阿利特、贝利特 和铁铝酸钙固溶体。
2、快硬氟铝酸盐水泥配料
先设计水泥熟料的矿物组成，然后计算 出熟料的化学成分，再用试配法进行配料。
4.5.3
道路水泥的性能和用途
性能主要有以下特点 ①耐磨性好。 ②抗折强度高。 ③干缩性小。 ④水化热低，耐久性好。 道路水泥最适宜各类混凝土路面工程，使用 于耐磨、抗干缩等性能要求较高的其他工程。
4.6 高铝水泥
1 、定义：以铝酸钙为主要成分、氧化铝含 量约50％的熟料，再磨细制成的水硬性胶凝 材料，称为高铝水泥。（又称铝酸盐水泥）。 又称矾土水泥，以铝矾土和石灰石为原料， 经煅烧制得
1、快硬硅酸盐水泥技术要求
①氧化镁含量：≤5.0％ ②三氧化硫含量：≤4％ ③水泥细度：筛余≤10% ④凝结时间：初凝≥45min，终凝≤10h ⑤安定性：合格 ⑥强度：不得低于国标。
2、快硬硅酸盐水泥生产工艺
（1）设计合理的矿物组成。
（2）适当提高水泥的比表面积。 （3）适当增加石膏的含量。
3、快硬硅酸盐水泥性能与用途
3、快硬氟铝酸盐水泥生产工艺
烧成温度一般控制在1250～1350℃，火焰温度控制在1350～
1400℃，温度过高，易结大块，易结圈；温度过低，容易产生生烧。 熟料要求急冷。水泥粉磨细度要求较高，一般比表面积控制在
500～600m2/kg。
4、快硬氟铝酸盐水泥性能与用途
快硬氟铝酸盐水泥凝结很快，硬化很快。 快硬氟铝酸盐水泥可用于抢修工程，用作喷锚用的喷射水泥。 由于其水化产物钙矾石在高温迅速脱水分解，它可用作铸造业用的 型砂水泥。
◆水化
C4A3S和石膏形成钙矾石和Al（OH）3凝胶，石膏
量少时，后来生成低硫型硫铝酸钙。
在低温下C2S可以较快地水化，水化生成C-S-H 凝胶。 AH3和C-S-H凝胶填充在水化硫铝酸钙之间，加 固和致密水泥石的结构，故水泥早期强度高。
3、快硬硫铝酸盐水泥性能和用途
C4A3S—β -C2S型水泥的初凝时间0.5～1h，终凝时间
白水泥等级 级 优等品 特
白 别
度 白 度 （﹪） 86﹪ 84﹪ 80﹪ 80﹪ 75﹪
标
Байду номын сангаас
号
625、525 525、425 525、425 325 425、325
级 一级品
合格品
一级 二级 二级 三级
4.4.1
彩色水泥
彩色水泥的生产方法有两种：
一种是直烧制法，在水泥生料中掺入适量着色物质， 煅烧成彩色熟料，然后磨制成彩色硅酸盐水泥。彩色水泥 熟料颜色的深浅随着着色剂的掺量而变。 另一种混合法制造彩色水泥，它是在白水泥中或硅酸 盐水泥中掺入适量的着色物质，粉磨成彩色水泥。所用着 色剂要求对光和大气的耐侯性好，不溶于水，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。
种，分为425、525两个标号。各标号水泥的各龄期强 度不低于表中的所列数据。
水泥标号 抗压强度（MPa） 3d 425 525 16.0 22.0 28d 42.5 52.5 抗折强度（MPa） 3d 3.5 4.0 28d 6.5 7.0
4.3.2
抗硫酸盐水泥的生产技术
抗硫酸盐水泥的生产工艺基本上与硅酸盐水泥生产
2、特种水泥的功能或用途分类
①快硬高强水泥。
②水工水泥。 ③油井水泥。 ④装饰水泥。 ⑤膨胀和自应力水泥。 ⑥其他。
4.1.2 特种水泥的生产状况
目前我国特种水泥生产年产量低，仅占全国水泥总产
量的2﹪以下，与发达国家7﹪～9﹪的生产规模有相当的
差距。
4.2 快硬水泥
4.2.1 快硬硅酸盐水泥 凡以适当成分的生料，烧至部分熔融，所得 以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加 入适量石膏，磨细制成具有早期强度增进率 较高的水硬性胶凝材料，称为快硬硅酸盐水 泥。 主要特点：硅酸钙含量高。
4.2.4 快硬铁铝酸盐水泥
以适当成分的生料，经煅烧所得以铁相、
无水硫铝酸钙和硅酸钙为主要矿物的熟料，
加入适量石灰石和石膏，磨细制成的早期强 度高的水硬性胶凝材料。
1、快硬铁铝酸盐水泥技术要求
定。
比表面积、凝结时间、游离氧化钙符合表的规
项 目 技术要求 不小于380 不早于25 不迟于180 不大于0.4
425
525 625
22.0 27.0
32.0
4.0
5.0 5.5
7.0
7.5 8.5
52.5
62.5
4.5.2
道路水泥的生产技术
生产道路水泥主要是通过改变水泥熟料的矿物组成、粉磨
细度、石膏加入量及外掺剂来达到。
与普通水泥熟料相比，一般适当提高C3S、C4AF含量，降 低C3A的含量。水泥的耐磨性与水泥的抗压强度有较好的相 关性，因此提高水泥熟料中的C3S含量，可以提高水泥的强 度。C4AF的脆性小，体积收缩小，提高C4AF的含量，对提高 水泥的抗折强度及耐磨性有利。 在煅烧方面，道路水泥可以采用回转窑煅烧，也可以在立 窑上煅烧。
4.5
道路水泥
以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙 为主要成分和，并含有较多量的铁铝酸钙的硅酸盐熟 料成为道路硅酸盐熟料。由道路硅酸盐水泥熟料，0～ 10﹪活性材料和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料， 称为道路盐硅酸盐水泥，（简称道路水泥）
4.5.1
道路水泥的技术要求
标号分为425、525、625三个标号，各标号龄期不得低 于表。 水泥标号 抗压强度(MPa) 3d 28d 42.5 抗折强度(MPa) 3d 28d
4.3.3 抗硫酸盐水泥的性能与用途
抗硫酸盐侵蚀性能好。中抗硫水泥可以抵
御SO42-离子浓度2500㎎/L的纯硫酸盐溶液的腐
蚀，高抗硫水泥可以抵御SO42-离子浓度8000㎎/
的腐蚀，最高可抗SO42-离子浓度（1～2）×104
㎎/L。 主要用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地 下、隧道、引水、道路和桥梁基础等工程。
4.4
装饰水泥
装饰水泥指白色水泥和彩色水泥。装饰水
泥主要用于建筑装饰工程，可配制成彩色灰浆
或制造各种彩色和白色混凝土，如水磨石、斩 假石等。白色和彩色水泥与其他天然的和人造
的装饰材料相比，具有使用方便、价格较低廉、
耐久性好等优点。
4.4.1白色水泥
凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成 分，氧化铁含量少的熟料，加入适量的石膏，磨细制成的水硬性 胶凝材料称为白色硅酸盐水泥（简称白色水泥）。白色硅酸盐水 泥的白度与产品等级划分如表
相似，不同之处在于熟料矿物有所区别。对于抗硫酸盐
水泥熟料，由于KH值（表示与氧化硅结合的氧化钙的数 量）低，n值（硅率）高，p值（碱性）也较低，所以熟
料的形成热较硅酸盐水泥熟料低，易于烧成。对于回转
窑的窑皮维护不利，应加强稳定热工制度、严格控制熟 料的结粒情况；对于立窑来讲，应加强熟料烧成控制， 浅暗火操作，快烧快冷，减少中间结大块，提高立窑煅 烧能力。
0～10%的石灰石，磨细制成的早期强度高的水硬性胶 凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥，代号R· SAC。快硬
硫铝酸盐水泥的标号以3d抗压强度表示，分425、525、
625、725四个标号。
1、快硬硫铝酸盐水泥技术指标
◆比表面积。比表面积不得低于350m2/kg。 ◆凝结时间。初凝不得早于25min。终凝不迟于3h。 ◆强度。各龄期强度不得低于国标
比表面积（m2/kg） 凝结时 间（min） 初凝 终凝 游离氧化钙（%）
2、快硬铁铝酸盐水泥生产工艺
（1）熟料的化学成分及矿物组成
主要化学成分分为CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2、SO3，主要矿物为 C4A3S、β-C2S、C4AF。 （2）原料、燃料 配料采用三组分配料：石灰石、铁矾土、石膏。 （3）煅烧 煅烧设备为回转窑。烧成温度一般为1250～1350℃，。 （4）粉磨 在水泥粉磨过程中，比表面积应控制在350m2/kg以上，一般为 350～400m2/kg的范围。