水泥和外加剂常识

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水泥和外加剂常识

北京尼卡高分子材料有限公司

第一章水泥

一、水泥的分类：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，铁铝酸盐水泥，硫酸盐水泥四大类。

二、目前市场应用最广泛的水泥是普通（PO）硅酸盐水泥，凡有硅酸盐水泥熟料加0-5％的石灰石或粒化高炉矿渣和适量石膏，磨细制成的水硬性胶凝材料称为硅酸盐水泥。

1、硅酸盐水泥

（1）掺合料硅酸盐水泥包括普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥、复合水泥。

（2）特种硅酸盐水泥包括中低热水泥、道路水泥、抗硫酸盐水泥、白色水泥、快硬水泥。

（3）PI型水泥：水泥熟料+适量的石膏磨细

PII型水泥：水泥熟料+5％以内的石灰石或粒化高炉矿渣+适量石膏

2、硅酸盐水泥的化学成分和矿物成分

（1）化学成分：氧化钙CaO60-67%

氧化硅SiO

2

19-24%

氧化铝A1

2O

3

4-7%

氧化铁Fe

2O

3

2-5%

（2）有害成分：氧化镁MgO<5％

三氧化硫SO

3

<3.5%(掺石膏所带)

过烧的石灰CaO<1％

氧化钾和氧化钠为水泥的碱含量

过烧的石灰（CaO）和水反应非常慢，可达一年到两年

R 2O(水泥的碱含量)=Na

2

O(氧化钠)+0.658K

2

O(氧化钾)

（3）矿物成分：硅酸三钙C

3

S37-60％

硅酸二钙C

2

S15-37％

铝酸三钙C

3

A7-15％

铁铝酸四钙C

4

AF10-18％

熟料中的矿物成分的特点：水化速度由快到慢

C

3

A-C

3

S-C

4

AF-C

2

S

放热量的大小为：铝酸三钙C

3

A867J／g

硅酸三钙C

3

S502J／g

铁铝酸四钙C

4

AF419J／g

硅酸二钙C

2

S216J／g

冷却 对水泥强度的贡献：硅酸三钙C 3S 硬化快，强度高 铝酸三钙C 3A 硬化快，强度不高

铁铝酸四钙C 4AF 对抗折强度贡献大

硅酸二钙C 2S 强度发展慢，但后期高普通水泥、熟料+活性混合材6-15％+适量石膏 +非活性材6-10％+适量石膏

矿渣水泥、熟料+20-70％矿渣+适量石膏

粉煤灰水泥、熟料+20-40％粉煤灰+适量石膏

火山灰水泥、熟料+20-50％活性火山灰材+适量石膏

复合水泥、熟料+两种以上活性材16—50％+适量石膏

第二章水泥的生产及水泥和水的反应过程

不超过0.6％的碱含量水泥叫低碱水泥，反之叫高碱水泥。

一、硅酸盐水泥的生产工艺：

生产原料：石灰石

粘土或页岩

铁矿石

湿法生产(加水变成球状) ?键所在）

铝酸三钙C 3A

硅酸三钙C 3S

铁铝酸四钙C 4AF

硅酸二钙C 2S

加适量石膏磨细为PI 型硅酸盐水泥

加<5％石灰石或粒化高炉矿渣为PII 型硅酸盐水泥

加不同混合材——掺混合材的硅酸盐水泥

二、硅酸盐水泥的凝结和硬化

水泥+水=水泥浆塑化下降越来越稠固体强度上升

水泥——浆塑性等于零——水泥石

变化动力 是硅酸盐水泥熟料中矿物质成份和水发生反应

反应过程：①铝酸三钙C 3A+H 2O 水化铝酸钙(CAH)

②硅酸三钙C 3S ＋H 2O 水化硅酸钙(CSH)板状层状晶体

③铁铝酸四钙C 4AF+H 2O 水化铝酸钙（CAH ）和水铁酸钙（CFH ）

④硅酸二钙C 2S+H 2O 水化硅酸钙(CSH)和碱（Ca （OH ）2）

水化铝酸钙CAH+石膏AFt （钙钒石）针状晶体，难溶于水

CAH+AFt+H 2O AFm(低硫铝酸钙)晶体，能溶于水、碱式盐

粉碎磨细配硅酸盐水泥熟

水泥的颗粒大多<0.08mm AFt3CaO ·A12O 3·3CaSO 4·31H 2O

水泥和水反应，首先是从水泥颗粒的表面开始出水化产物，而水泥颗粒变小，矿物成份的减少，水化物增加。

铝酸三钙C 3A 首先和水反应生成水化铝酸钙CAH ，为了调节凝结时间，便于施工、成

型，加石膏做调凝剂，CAH+石膏AFt

钙钒石成针状包围在水泥颗粒周围，减少水和水泥颗粒的接触，降低水化反应，AFt 体积膨胀2.5倍的碱式盐。

铝酸三钙C 3A 在水中生成的水化铝酸钙CAH 都是不稳定的，不是最后生成物，在硅酸

水泥浆体中，熟料中的C 3A 实际上是在石膏存在的情况下反应的。C 3A+3CaSO 4

当石膏消耗完毕后，水泥中尚未水化的C 3A 与AFt 生成单硫性水化铝酸钙

AFm(3CaO ·A12O 3·3CaSO 4·12H 2O)。

铁铝酸四钙的水化和C 3A 相似，在有石膏存在时，其反应与C 3A 相似，生成三硫型铁

铝酸钒藕单硫型铁铝酸钙，其中还有氧化钙和氧化镁。

第三章外加剂

一、外加剂的定义

混凝土外加剂是在拌制混凝土过程中掺入用以改变混凝土性能的物质，通常情况下，混凝土外加剂掺入量不大于水泥用量的5％。

二、常用外加剂的定义如下：

1、普通减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能减少拌合用水量的外加剂。

2、高效减水剂：在混凝土坍落度基本相同的条件下，能大幅度减少拌合用水量的外加剂。

3、缓凝剂：可延长混凝土凝结时间的外加剂。

4、早强剂：可加速混凝土早期强度的外加剂。

5、引气剂：在搅拌混凝土过程中，能大量引入均匀分布稳定而封闭的微小气泡的外加剂。

6、防水剂：能降低混凝土在静水压力下渗透的外加剂。

7、膨胀剂：能使混凝土产生一定体积膨胀的外加剂。

8、防冻剂：能使混凝土在负温硬化，并在规定时间内达到能够强度的外加剂。

9、泵送剂：能使混凝土拌合物泵送的外加剂。

10、早强减水剂：兼有早强和减水功能的外加剂。

11、缓凝减水剂：兼有缓凝和减水功能的外加剂。

12、引气减水剂：兼有引气和减水功能的外加剂。

13、矿物外加剂：指微细活性矿物外掺料，如硅灰、粉煤灰和磨细矿渣微粉。

三、按化学成份进行分类，外加剂可以分为两类：有机和无机。