第11章 胶凝材料——水硬性胶凝材料
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• 影响强度的因素主要有水泥的矿物组成、水泥细 度、水灰比、龄期、环境温度等。
硅酸盐水泥各龄期强度要求
(GB175-1999)
标号
抗压强度(MPa)
抗折强度(MPa)
3d
28d
3d
28d
42.5
17.0
42.5
3.5
6.5
42.5R
22.0
42.5
4.0
6.5
52.5
23.0
52.5
4.0
7.0
52.5R
掺混合材硅酸盐水泥的品种
• 普通硅酸盐水泥：p.o
熟料＋(6~15)%混合材＋石膏
• 矿渣硅酸盐水泥p.s：
• 胶体－水化硅酸钙（C-S-H） 50％ 水化铁酸钙
水泥石结构：未水化的水泥颗粒+水泥凝胶+ 毛细孔（含水）
已水化的水 泥浆里留下 的孔隙
未水化水 泥颗粒
四、影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素
1、水泥孰料的矿物组成 2、水泥细度—越细反应速度越快 3、用水量（水灰比）—越大，反应速度越快 4、龄期（养护时间） 5、环境温湿度（养护条件） 6、石膏掺量—起缓凝作用，掺过少不起作用，会导致
• 按用途： 通用水泥－硅酸盐系列的六大品种 专用水泥－道路水泥、大坝水泥、 装饰水泥 特种水泥－膨胀水泥、快硬水泥
输水管
内 径 6.6m 外 径 7.5m
美 国 加 州 引 水 渠
2008-9-5
材料工程系
9
正在建设中的三峡大坝
挪 威 的 海 上 石 油 钻 井 平 台
11.2.1 硅酸盐水泥的生产
水泥:凡细磨材料与水混合 后成为塑性浆体，经一系列物 理化学作用凝结硬化变成坚硬 的石状体，并能将砂石等散状 材料胶结成为整体的水硬性胶 凝材料，通称为水泥。
装饰工程中常用的水泥主要有白 色水泥和彩色水泥，可以用他们配置 装饰砂浆和装饰混凝土，或制水磨石、 水刷石等。
水泥的分类
• 按矿物组成： 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥
• 3CaO·Al2O3+6NaOH—— 3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2
• 当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥，则 溶于水的铝酸钠会与空气中的CO2反应生成碳酸 钠。碳酸钠在水泥石毛细管中结晶膨胀，引起水 泥石疏松、开裂。
膨胀裂缝
硅酸盐水泥石腐蚀的原因
1、水泥石内含有易引起腐蚀的成分 2、水泥石本身不密实 3、外界有腐蚀的介质存在
一、硅酸盐水泥生产原材料
1、原料：
１）石灰质原料 主要提供CaO，
２）粘土质原料 主要提供SiO2 、 Al2O3
3）校正原料
以及Fe2O3。
补充两种原料中所缺少的铁或硅。
材料:铁矿石、黄铁矿渣、砂岩等。
２.硅酸盐水泥生产工艺概述
1)把几种原材料按适当比例配合，在磨机中磨成生料；
2)将制备好的生料入窑进行煅烧，烧至1450℃左右生成 以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥“熟料”；
量和强度任一项不符合要求，称为不合格品。 • 水泥包装标志不全的也属不合格品。
11.2.2 掺混合材料的硅酸盐水泥
• 定义－凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量 的混合材料和适量的石膏共同磨细制成的水 硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。 • 掺入目的： 改善水泥的性能
增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本
硅酸盐水泥石腐蚀的防止
1、根据环境，合理选择水泥品种。 2、提高水泥石的密实度。 3、加做保护层，加不透水的沥青层、涂料、
塑料等。
七、 硅酸盐水泥的性能及应用
性能： 1、强度高，尤其是早期强度高 2、抗冻性好 3、碱度高、抗碳化能力强 4、干缩小 5、耐磨性好 6、水化热高 7、耐腐蚀性差 8、耐热性差 9、湿热养护效果差
5.水泥的强度与强度等级
• 水泥强度是表征水泥力学性能的重要指标。水泥 强度一般是指水泥胶砂试件单位面积上所能承受 的最大外力。
• 国标规定 ：将水泥、标准砂及水按比例1:3:0.5,用 规定方法制成40mm×40mm×160mm标准试件， 在标准条件下养护，测得3天和28天强度，根据28 天抗压和抗折强度将硅酸盐水泥分为:42.5、42.5R、 52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级(ISO法)。
3)为调节水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入适量的 石膏共同磨细，即为硅酸盐水泥。
因此，硅酸盐水泥生产工艺概括起来为“两磨一烧”。
CaO 石灰石
石膏
SiO2,Al2O3,粘 土 Fe2O3
铁矿粉
配料
煅烧
生料
熟料
Ⅰ型水 泥
磨细百度文库
1450℃
磨细
硅酸盐水泥生产工艺示意图
水 泥 厂 照 片
二、硅酸盐水泥的组成材料
C2S
C3A
C4AF
与水反应速度 中
慢
快
中
水化热
中
低
高
中
对强度 早期 高
低
高
高
的作用
后期 高
高
低
低
耐化学侵蚀
中
良
差
优
干缩性
中
小
大
小
三、水泥的水化、凝结、硬化
• 1、水化－水泥加水拌合后，水泥颗粒立即分散于 水中并与水发生化学反应，生成水化产物并放出 热量。 • 2、凝结－水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆 体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。 • 3、硬化－此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬 的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。 水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－ 水泥石(固体)
• 定义－水泥石在外界侵蚀性介质（软 水、含酸、含盐、含碱等）的作用下 结构受到破坏，强度降低的现象称为 水泥石的腐蚀。
• 表现形式： 体积膨胀－膨胀型腐蚀 体积收缩－溶出型腐蚀
1.软水的腐蚀
软水－重碳酸盐(HCO3)-含量比较低的水（如雨水、雪水、 内陆河水、湖水）
腐蚀机理： 氢氧化钙及其他水化物的分解、溶解，导致水泥石孔隙 增大，强度下降，以致全部溃裂
一般不超过三个月 超过六个月必须进行检验 先到先用，后到后用
九、 水泥质量的仲裁
• 国家标准依据水泥各项质量指标控制的难易 程度和对工程的危害程度，将水泥划分为废品、 不合格品、合格品。 • 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中
的任一项不合格，均称废品。 • 凡细度、终凝时间、烧失量、混合材料掺加
11.2 水硬性胶凝材料
内容提要： 主要介绍硅酸盐水泥的熟料矿物组成、
水化硬化机理、影响水化的因素；硅酸盐水 泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止； 同时介绍了其它掺混合材的水泥和装饰水 泥的特性及应用，达到正确选择和使用水 泥的目的。
重点:水泥的性能和使用
水硬性胶凝材料系指既能在空气中硬化,又 能在潮湿介质或水中继续硬化,并不断增进其 强度的一类材料，如硅酸盐水泥、铝酸盐水 泥、硫铝酸盐水泥等。
水化热对工程的影响
• 对大体积混凝土（高层基础、大坝等）， 由于混凝土是热的不良导体，水化热在混 凝土内的聚集造成内外温差过大（可达 50～70℃），内胀外缩的结果在混凝土产 生拉应力－使混凝土产生热裂缝；
• 冬季混凝土施工－水化热有利于水泥的水 化和混凝土早期强度的发展。
桥梁的热裂缝
洞庭湖大桥
净浆搅拌
先加拌和水：120-150ml; 水泥：500g（5-10s内加完） 搅拌：低速120s
停：15s 高速: 120s
标准稠度用水量测定（标准法）
释放试杆30s时读数： 试杆离底板5～7mm的水泥 浆为标准稠度水泥浆
3.凝结时间 • 初凝时间（t初）－水泥开始加水拌和
至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。 • 终凝时间（t终） －水泥开始加水拌和
水泥凝结硬化的 过程就是： 溶解 饱和 胶化 结晶
水泥的水化示意图1
水泥的水化示意图2
水化产物不断生成，各种颗粒连接成网，使 水泥凝结
水泥的水化示意图3
随着水化的进行，水化产物数量不断增加， 结构更加致密，强度不断提高。
水泥的水化示意图4
水泥水化产物
• 晶体－氢氧化钙 20～25％ 水化铝酸钙 水化硫铝酸钙（石膏作用下生成）
27.0
52.5
5.0
7.0
62.5
38.0
62.5
5.0
8.0
62.5R
32.0
62.5
5.5
8.0
6.水化热
• 定义－水泥水化时放出的热量。以J/kg示。 主要集中在水化初期（7d）
主要考虑：放热总量与放热速度 影响因素： 熟料的矿物组成－如C3A 水泥的细度－越细，放热速度越快 水泥的标号－越高，放热速度越快、越大 外加剂－掺加缓凝剂可降低早期水化热
（f-CaO）用沸煮法检验必须合格（试饼法和雷氏夹法） （f-MgO）：经压蒸安定性检验必须合格， <5%， 允许放宽到6.0%。 • 三氧化硫(SO3):<3.5%，影响体积稳定性
体积安定性不良
体积安定性检验（试饼法）
体积安定性检验（雷氏夹法）
C－A< 5mm ︱(C2－A2)－ (C1－A1) ︱< 4mm
硅酸盐水泥的应用
常用于： • 重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程 • 要求凝结快的现场浇注的混凝土工程 • 冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程 不宜用于： • 受流动的软水和有水压作用的工程 • 受海水和矿物水作用的工程 • 大体积工程 • 耐热、耐酸工程
八、 硅酸盐水泥的储存
• 存放地点：防潮、防水 • 堆放高度：袋装一般不超过10袋 • 存放时间：
以上四种矿物C3S和C2S占总含量的70%以上，因此 称为硅酸盐水泥。
2、石膏 水泥与水相遇会瞬凝，无法施工。掺入石膏可以起
缓凝作用。
石膏掺量过少起不到缓凝作用，掺量过多又会有促 凝效果。因此要控制好掺量。
3、混合材料
硅酸盐水泥主要矿物组成与特性
矿物组成
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
C3S
至水泥浆完全失去可塑性并开始产生 强度所需的时间。 • GB1346规定： t初≮45min
t终≯6.5h
4.体积安定性
• 定义－是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形 的性质。体积安定性不良的水泥应作废品处理。
• 原因：
熟料中含游离氧化钙（f-CaO）过多 熟料中含游离氧化钙（f-MgO）过多 掺入石膏过多
7、 碱含量
• 碱(Na2O、K2O):<0.6%， 以Na2O＋0.658K2O计，超量造成碱骨料反
应破坏。 •主要在用于混凝土时，水泥中的碱与骨料中的 活性成分在潮湿环境下缓慢反应，生成膨胀性 物质，使混凝土开裂破坏。该反应非常缓慢， 可持续几年，几十年。
碱
碱骨料反应
骨 料—
反
应
引
起
的
错
位
六、 水泥石的腐蚀与防止
水泥标准筛(80mm方孔筛)
体积安定性不良
体积安定性检验（试饼法）
体积安定性检验（雷氏夹法）
C－A< 5mm ︱(C2－A2)－ (C1－A1) ︱< 4mm
2.标准稠度及其用水量 • 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。 • 标准稠度用水量——不同水泥达到标准稠度时 所需的加水量。用水泥标准稠度测定仪测定。通常 用水与水泥质量比（水灰比）表示，一般在21～28 ％。 • 影响因素－矿物成分、细度、混合材及掺量。
• 硫酸盐腐蚀－膨胀腐蚀 二水石膏和钙钒石
• 镁盐腐蚀－Mg(OH)2松软无胶结能力。
MgSO4+Ca(OH)2——CaSO4.2H2O+Mg(OH)2 MgCl2+ Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2
4.强碱腐蚀
• 硅酸盐水泥水化产物呈碱性，一般碱类溶液浓度 不大时不会造成明显损害。但铝酸盐含量较高时 遇到强碱会发生反应，生成的铝酸钠易溶于水。
速凝。 研究水泥凝结硬化的影响因素目的是为了能更好的调节
水泥性能，和在混凝土中合理选用水泥。
五、硅酸盐水泥的技术性质
1、密度、细度
• 密度：3.05～3.20g/cm3，一般取3.1 • 堆积密度：1.3 g/cm3 • 细度－指水泥颗粒的粗细程度，用筛余
或比表面积表示（300～350 m2/kg），影响水泥的水 化速度、收缩等性质 粒径： < 3µm 水化非常迅速，需水量增大； >40 µm 水化非常缓慢，接近惰性。
１．硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成
硅酸三钙 3CaO ·SiO2， 简式为C3S， 37%～60％; 硅酸二钙 2CaO ·SiO2， 简式为C2S， 15%～37％; 铝酸三钙 3CaO ·Al2O3， 简式为C3A， 7%～15％; 铁铝酸四钙4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3， 简式为C4AF， 10% ～18％。
防止措施： 事先在空气中硬化成碳酸钙外壳，可防止溶出性侵蚀。
2.酸类腐蚀
• 碳酸腐蚀－工业污水、地下水
• 一般酸的腐蚀－工业建筑 腐蚀机理： 氢氧化钙与酸反应生成易溶于水的产物，加速 氢氧化钙的溶蚀。碱度降低，强度下降。
酸性水对水泥石腐蚀的强弱取决于水中氢离 子浓度，PH值越小，腐蚀就越强烈。
3.盐类的腐蚀
硅酸盐水泥各龄期强度要求
(GB175-1999)
标号
抗压强度(MPa)
抗折强度(MPa)
3d
28d
3d
28d
42.5
17.0
42.5
3.5
6.5
42.5R
22.0
42.5
4.0
6.5
52.5
23.0
52.5
4.0
7.0
52.5R
掺混合材硅酸盐水泥的品种
• 普通硅酸盐水泥：p.o
熟料＋(6~15)%混合材＋石膏
• 矿渣硅酸盐水泥p.s：
• 胶体－水化硅酸钙（C-S-H） 50％ 水化铁酸钙
水泥石结构：未水化的水泥颗粒+水泥凝胶+ 毛细孔（含水）
已水化的水 泥浆里留下 的孔隙
未水化水 泥颗粒
四、影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素
1、水泥孰料的矿物组成 2、水泥细度—越细反应速度越快 3、用水量（水灰比）—越大，反应速度越快 4、龄期（养护时间） 5、环境温湿度（养护条件） 6、石膏掺量—起缓凝作用，掺过少不起作用，会导致
• 按用途： 通用水泥－硅酸盐系列的六大品种 专用水泥－道路水泥、大坝水泥、 装饰水泥 特种水泥－膨胀水泥、快硬水泥
输水管
内 径 6.6m 外 径 7.5m
美 国 加 州 引 水 渠
2008-9-5
材料工程系
9
正在建设中的三峡大坝
挪 威 的 海 上 石 油 钻 井 平 台
11.2.1 硅酸盐水泥的生产
水泥:凡细磨材料与水混合 后成为塑性浆体，经一系列物 理化学作用凝结硬化变成坚硬 的石状体，并能将砂石等散状 材料胶结成为整体的水硬性胶 凝材料，通称为水泥。
装饰工程中常用的水泥主要有白 色水泥和彩色水泥，可以用他们配置 装饰砂浆和装饰混凝土，或制水磨石、 水刷石等。
水泥的分类
• 按矿物组成： 硅酸盐水泥 铝酸盐水泥 硫铝酸盐水泥 铁铝酸盐水泥
• 3CaO·Al2O3+6NaOH—— 3Na2O·Al2O3+3Ca(OH)2
• 当水泥石被氢氧化钠浸透后又在空气中干燥，则 溶于水的铝酸钠会与空气中的CO2反应生成碳酸 钠。碳酸钠在水泥石毛细管中结晶膨胀，引起水 泥石疏松、开裂。
膨胀裂缝
硅酸盐水泥石腐蚀的原因
1、水泥石内含有易引起腐蚀的成分 2、水泥石本身不密实 3、外界有腐蚀的介质存在
一、硅酸盐水泥生产原材料
1、原料：
１）石灰质原料 主要提供CaO，
２）粘土质原料 主要提供SiO2 、 Al2O3
3）校正原料
以及Fe2O3。
补充两种原料中所缺少的铁或硅。
材料:铁矿石、黄铁矿渣、砂岩等。
２.硅酸盐水泥生产工艺概述
1)把几种原材料按适当比例配合，在磨机中磨成生料；
2)将制备好的生料入窑进行煅烧，烧至1450℃左右生成 以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥“熟料”；
量和强度任一项不符合要求，称为不合格品。 • 水泥包装标志不全的也属不合格品。
11.2.2 掺混合材料的硅酸盐水泥
• 定义－凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量 的混合材料和适量的石膏共同磨细制成的水 硬性胶凝材料，均属掺混合材的硅酸盐水泥。 • 掺入目的： 改善水泥的性能
增加品种 提高产量 节约熟料，降低成本
硅酸盐水泥石腐蚀的防止
1、根据环境，合理选择水泥品种。 2、提高水泥石的密实度。 3、加做保护层，加不透水的沥青层、涂料、
塑料等。
七、 硅酸盐水泥的性能及应用
性能： 1、强度高，尤其是早期强度高 2、抗冻性好 3、碱度高、抗碳化能力强 4、干缩小 5、耐磨性好 6、水化热高 7、耐腐蚀性差 8、耐热性差 9、湿热养护效果差
5.水泥的强度与强度等级
• 水泥强度是表征水泥力学性能的重要指标。水泥 强度一般是指水泥胶砂试件单位面积上所能承受 的最大外力。
• 国标规定 ：将水泥、标准砂及水按比例1:3:0.5,用 规定方法制成40mm×40mm×160mm标准试件， 在标准条件下养护，测得3天和28天强度，根据28 天抗压和抗折强度将硅酸盐水泥分为:42.5、42.5R、 52.5、52.5R、62.5、62.5R六个强度等级(ISO法)。
3)为调节水泥的凝结速度，在烧成的熟料中加入适量的 石膏共同磨细，即为硅酸盐水泥。
因此，硅酸盐水泥生产工艺概括起来为“两磨一烧”。
CaO 石灰石
石膏
SiO2,Al2O3,粘 土 Fe2O3
铁矿粉
配料
煅烧
生料
熟料
Ⅰ型水 泥
磨细百度文库
1450℃
磨细
硅酸盐水泥生产工艺示意图
水 泥 厂 照 片
二、硅酸盐水泥的组成材料
C2S
C3A
C4AF
与水反应速度 中
慢
快
中
水化热
中
低
高
中
对强度 早期 高
低
高
高
的作用
后期 高
高
低
低
耐化学侵蚀
中
良
差
优
干缩性
中
小
大
小
三、水泥的水化、凝结、硬化
• 1、水化－水泥加水拌合后，水泥颗粒立即分散于 水中并与水发生化学反应，生成水化产物并放出 热量。 • 2、凝结－水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆 体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。 • 3、硬化－此后，浆体的强度逐渐提高并变成坚硬 的石状固体（水泥石），这一过程称为硬化。 水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－ 水泥石(固体)
• 定义－水泥石在外界侵蚀性介质（软 水、含酸、含盐、含碱等）的作用下 结构受到破坏，强度降低的现象称为 水泥石的腐蚀。
• 表现形式： 体积膨胀－膨胀型腐蚀 体积收缩－溶出型腐蚀
1.软水的腐蚀
软水－重碳酸盐(HCO3)-含量比较低的水（如雨水、雪水、 内陆河水、湖水）
腐蚀机理： 氢氧化钙及其他水化物的分解、溶解，导致水泥石孔隙 增大，强度下降，以致全部溃裂
一般不超过三个月 超过六个月必须进行检验 先到先用，后到后用
九、 水泥质量的仲裁
• 国家标准依据水泥各项质量指标控制的难易 程度和对工程的危害程度，将水泥划分为废品、 不合格品、合格品。 • 凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中
的任一项不合格，均称废品。 • 凡细度、终凝时间、烧失量、混合材料掺加
11.2 水硬性胶凝材料
内容提要： 主要介绍硅酸盐水泥的熟料矿物组成、
水化硬化机理、影响水化的因素；硅酸盐水 泥主要技术性质；水泥石的腐蚀和防止； 同时介绍了其它掺混合材的水泥和装饰水 泥的特性及应用，达到正确选择和使用水 泥的目的。
重点:水泥的性能和使用
水硬性胶凝材料系指既能在空气中硬化,又 能在潮湿介质或水中继续硬化,并不断增进其 强度的一类材料，如硅酸盐水泥、铝酸盐水 泥、硫铝酸盐水泥等。
水化热对工程的影响
• 对大体积混凝土（高层基础、大坝等）， 由于混凝土是热的不良导体，水化热在混 凝土内的聚集造成内外温差过大（可达 50～70℃），内胀外缩的结果在混凝土产 生拉应力－使混凝土产生热裂缝；
• 冬季混凝土施工－水化热有利于水泥的水 化和混凝土早期强度的发展。
桥梁的热裂缝
洞庭湖大桥
净浆搅拌
先加拌和水：120-150ml; 水泥：500g（5-10s内加完） 搅拌：低速120s
停：15s 高速: 120s
标准稠度用水量测定（标准法）
释放试杆30s时读数： 试杆离底板5～7mm的水泥 浆为标准稠度水泥浆
3.凝结时间 • 初凝时间（t初）－水泥开始加水拌和
至水泥浆开始失去可塑性所需的时间。 • 终凝时间（t终） －水泥开始加水拌和
水泥凝结硬化的 过程就是： 溶解 饱和 胶化 结晶
水泥的水化示意图1
水泥的水化示意图2
水化产物不断生成，各种颗粒连接成网，使 水泥凝结
水泥的水化示意图3
随着水化的进行，水化产物数量不断增加， 结构更加致密，强度不断提高。
水泥的水化示意图4
水泥水化产物
• 晶体－氢氧化钙 20～25％ 水化铝酸钙 水化硫铝酸钙（石膏作用下生成）
27.0
52.5
5.0
7.0
62.5
38.0
62.5
5.0
8.0
62.5R
32.0
62.5
5.5
8.0
6.水化热
• 定义－水泥水化时放出的热量。以J/kg示。 主要集中在水化初期（7d）
主要考虑：放热总量与放热速度 影响因素： 熟料的矿物组成－如C3A 水泥的细度－越细，放热速度越快 水泥的标号－越高，放热速度越快、越大 外加剂－掺加缓凝剂可降低早期水化热
（f-CaO）用沸煮法检验必须合格（试饼法和雷氏夹法） （f-MgO）：经压蒸安定性检验必须合格， <5%， 允许放宽到6.0%。 • 三氧化硫(SO3):<3.5%，影响体积稳定性
体积安定性不良
体积安定性检验（试饼法）
体积安定性检验（雷氏夹法）
C－A< 5mm ︱(C2－A2)－ (C1－A1) ︱< 4mm
硅酸盐水泥的应用
常用于： • 重要结构的高强混凝土和预应力混凝土工程 • 要求凝结快的现场浇注的混凝土工程 • 冬季施工及严寒地区遭受反复冻融的工程 不宜用于： • 受流动的软水和有水压作用的工程 • 受海水和矿物水作用的工程 • 大体积工程 • 耐热、耐酸工程
八、 硅酸盐水泥的储存
• 存放地点：防潮、防水 • 堆放高度：袋装一般不超过10袋 • 存放时间：
以上四种矿物C3S和C2S占总含量的70%以上，因此 称为硅酸盐水泥。
2、石膏 水泥与水相遇会瞬凝，无法施工。掺入石膏可以起
缓凝作用。
石膏掺量过少起不到缓凝作用，掺量过多又会有促 凝效果。因此要控制好掺量。
3、混合材料
硅酸盐水泥主要矿物组成与特性
矿物组成
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
C3S
至水泥浆完全失去可塑性并开始产生 强度所需的时间。 • GB1346规定： t初≮45min
t终≯6.5h
4.体积安定性
• 定义－是水泥硬化后因体积膨胀而产生不均匀变形 的性质。体积安定性不良的水泥应作废品处理。
• 原因：
熟料中含游离氧化钙（f-CaO）过多 熟料中含游离氧化钙（f-MgO）过多 掺入石膏过多
7、 碱含量
• 碱(Na2O、K2O):<0.6%， 以Na2O＋0.658K2O计，超量造成碱骨料反
应破坏。 •主要在用于混凝土时，水泥中的碱与骨料中的 活性成分在潮湿环境下缓慢反应，生成膨胀性 物质，使混凝土开裂破坏。该反应非常缓慢， 可持续几年，几十年。
碱
碱骨料反应
骨 料—
反
应
引
起
的
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六、 水泥石的腐蚀与防止
水泥标准筛(80mm方孔筛)
体积安定性不良
体积安定性检验（试饼法）
体积安定性检验（雷氏夹法）
C－A< 5mm ︱(C2－A2)－ (C1－A1) ︱< 4mm
2.标准稠度及其用水量 • 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。 • 标准稠度用水量——不同水泥达到标准稠度时 所需的加水量。用水泥标准稠度测定仪测定。通常 用水与水泥质量比（水灰比）表示，一般在21～28 ％。 • 影响因素－矿物成分、细度、混合材及掺量。
• 硫酸盐腐蚀－膨胀腐蚀 二水石膏和钙钒石
• 镁盐腐蚀－Mg(OH)2松软无胶结能力。
MgSO4+Ca(OH)2——CaSO4.2H2O+Mg(OH)2 MgCl2+ Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2
4.强碱腐蚀
• 硅酸盐水泥水化产物呈碱性，一般碱类溶液浓度 不大时不会造成明显损害。但铝酸盐含量较高时 遇到强碱会发生反应，生成的铝酸钠易溶于水。
速凝。 研究水泥凝结硬化的影响因素目的是为了能更好的调节
水泥性能，和在混凝土中合理选用水泥。
五、硅酸盐水泥的技术性质
1、密度、细度
• 密度：3.05～3.20g/cm3，一般取3.1 • 堆积密度：1.3 g/cm3 • 细度－指水泥颗粒的粗细程度，用筛余
或比表面积表示（300～350 m2/kg），影响水泥的水 化速度、收缩等性质 粒径： < 3µm 水化非常迅速，需水量增大； >40 µm 水化非常缓慢，接近惰性。
１．硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成
硅酸三钙 3CaO ·SiO2， 简式为C3S， 37%～60％; 硅酸二钙 2CaO ·SiO2， 简式为C2S， 15%～37％; 铝酸三钙 3CaO ·Al2O3， 简式为C3A， 7%～15％; 铁铝酸四钙4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3， 简式为C4AF， 10% ～18％。
防止措施： 事先在空气中硬化成碳酸钙外壳，可防止溶出性侵蚀。
2.酸类腐蚀
• 碳酸腐蚀－工业污水、地下水
• 一般酸的腐蚀－工业建筑 腐蚀机理： 氢氧化钙与酸反应生成易溶于水的产物，加速 氢氧化钙的溶蚀。碱度降低，强度下降。
酸性水对水泥石腐蚀的强弱取决于水中氢离 子浓度，PH值越小，腐蚀就越强烈。
3.盐类的腐蚀