五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围
水泥的基本性能
硅酸盐水泥熟料的矿物组成1、硅酸三钙是硅酸盐水泥熟料中的主要矿物成分，遇水时水化反应速度快，水化热大，凝结硬化快，其水化产物表现为早期强度高。
硅酸三钙是主要赋予硅酸盐水泥早期强度的矿物。
2、硅酸二钙是硅酸盐水泥中的主要矿物，遇水时水化反应速度慢，水化热很低，其水化产物表现为早期强度低而后期强度增进较高。
硅酸二钙是决定硅酸盐水泥后期强度的矿物。
3、铝酸三钙遇水时水化反应极快，水化热很大，水化产物的强度很低。
铝酸三钙主要影响硅酸盐水泥的凝结时间，同时也是水化热的主要来源。
由于在煅烧过程中，铝酸三钙的熔融物是生成硅酸三钙的基因，故被列为“熔媒矿物”。
4、铁铝酸四钙遇水时水化反应速度快，水化热低，水化产物的强度也很低。
由于在煅烧熔融阶段有助于硅酸三钙的生成，同样属于“熔媒矿物”。
硅酸盐水泥的技术要求按国家标准规定，硅酸盐水泥应确保九项技术要求：水泥中的不熔物、氧化镁含量、三氧化硫含量、烧失量和碱含量，均不得超限；水泥的细度、凝结时间、安定性和强度，均必须达标。
掺加混合材料的硅酸盐水泥1、普通硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥，代号P·O。
2、矿渣水泥凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣水泥），代号P·S。
3、火山灰水泥凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。
4、粉煤灰水泥凡由硅酸盐熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥）,代号P·F。
5、复合水泥凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥），代号P·C。
除普通硅酸盐水泥的上述四种水泥，其组成物料与普通硅酸盐水泥比较，虽然都有硅酸盐水泥熟料和适量石膏但它们的混合材料掺加量较多，且品种不同。
通用硅酸盐水泥的名词解释
通用硅酸盐水泥的名词解释通用硅酸盐水泥，是建筑行业常用的一种水泥材料，也是我们生活中常见的一种建筑材料。
它广泛应用于房屋建筑、道路、桥梁、隧道等工程中，是现代建筑中不可或缺的一部分。
本文将从多个角度对通用硅酸盐水泥进行详细解释。
一、通用硅酸盐水泥的组成通用硅酸盐水泥主要由石灰石、粘土和石膏等原料烧成，其中石灰石与粘土的比例通常为5:1。
经过高温煅烧后，原料中的石灰石和粘土发生化学反应，生成硅酸盐水泥的主要成分——硅酸钙，同时还会生成一定量的铝酸盐、铁酸盐和硫酸盐等。
二、通用硅酸盐水泥的性质1. 物理性质：通用硅酸盐水泥呈细粉状态，颜色多为灰白色。
它的容重一般在1.1-1.5g/cm³之间，强度高，可根据需求适当控制。
在水中具有一定的塑性，可以通过加水调节其流动性。
2. 化学性质：通用硅酸盐水泥在水中具有形成硬化物的特性，与水发生化学反应生成硬化产物。
同时，在水泥的水化反应过程中，会产生一定的热量释放，这也是施工过程中需要注意的一个方面。
3. 工艺性能：通用硅酸盐水泥可根据需要进行各种加工制备，如浇筑、抹灰、砌筑等；同时，它与多种常用建筑材料具有良好的相容性，可与骨料、石膏板、砖块等材料进行协调使用。
三、通用硅酸盐水泥的应用领域通用硅酸盐水泥是目前建筑行业中最常见、应用最广泛的一种水泥材料，其应用领域涵盖了建筑的方方面面。
以下是一些常见的应用领域：1. 房屋建筑：通用硅酸盐水泥常用于房屋的基础、墙体、地面和屋顶的建设中。
通过使用水泥砂浆进行砌筑、抹灰等工艺，可以使建筑物更加坚固、耐久。
2. 道路和桥梁：通用硅酸盐水泥可用于道路、桥梁等交通设施的建设。
水泥混凝土作为道路面层、路基和桥梁梁面等，具有较高的强度和耐久性，能够承受车流量大、荷载重的环境。
3. 隧道和地下工程：通用硅酸盐水泥在隧道和地下工程中有着重要的应用。
由于隧道和地下空间不受外界气象条件的影响，而且需求较高的安全性和密封性，通用硅酸盐水泥可以作为涂层、密封材料等使用，提高工程的安全性和持久性。
硅酸盐水泥资料
硅酸盐水泥水泥是建筑上用量很大的材料之一，它从诞生至今为人类社会进步及经济发展作出了巨大贡献，广泛应用于工业、农业、国防、水利及交通等基本建设中。
由于水泥具有生产原料广泛、相对成本较低及工程使用性能良好等特点，在目前乃至未来相当长的时期内水泥仍将是不可替代的建筑材料。
如今我国已经是世界上水泥产量最高、使用量最多的的国家。
我国水泥产量的90%左右属于硅酸盐系列水泥。
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。
水泥按其矿物组成分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硫铝酸盐类水泥、铁铝酸盐类水泥及氟铝酸盐类水泥。
按性质和用途可以分为：通用水泥、专用水泥及特性水泥。
通用水泥：建筑工程中常用的水泥。
如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥等。
专用水泥：有专门用途的水泥。
如中、低热水泥、道路水泥、砌筑水泥等。
特性水泥：某种性能比较突出的水泥。
如快硬硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥、膨胀水泥等。
通用硅酸盐水泥：以硅酸盐水泥熟料、适量的石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。
混合材料：在硅酸盐水泥中，掺入的一些天然或人工合成的矿物材料、工业废渣（如矿渣、火山灰、粉煤灰等）称为混合材料。
混合材料分为活性混合材料和非活性混合材料。
活性混合材料：粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰非活性混合材料：石英砂、石灰石、黏土、窑灰、慢冷矿渣等掺混合材料的目的是改善水泥的某些性能、调整水泥强度、增加水泥品种、扩大水泥的使用范围、综合利用工业废料、节约能源、降低水泥成本等。
硅酸盐水泥熟料：凡以适当成分的生料（主要成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3）烧至部分熔融，所得以碳酸钙为主要成分的产物称为硅酸盐水泥熟料，简称熟料。
通用硅酸盐水泥的分类：按混合材料的品种和掺量分为硅酸盐水泥、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。
硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、0%~5%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（即国外统称的波特兰水泥）。
常见的水泥分类,特征以及适用范围
常见的水泥分类,特征以及适用范围常见的水泥分类、特征以及适用范围水泥是建筑材料中常见的一种，其广泛应用于建筑工程、道路工程、水利工程等领域。
根据不同的生产工艺和物理化学性质，水泥可以分为多种不同类型。
本文将介绍常见的水泥分类、特征以及适用范围。
一、硅酸盐水泥硅酸盐水泥是最常见的水泥类型之一，其主要成分是石灰石和粘土。
硅酸盐水泥具有以下特点：1. 特征：硅酸盐水泥具有较高的强度和耐久性，适用于各类建筑结构和工程。
2. 适用范围：硅酸盐水泥广泛用于混凝土结构、砌体结构、地下工程、水利工程等。
二、硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥是一种特殊的水泥类型，其主要成分是石膏、石灰石和铝矾土。
硫铝酸盐水泥具有以下特点：1. 特征：硫铝酸盐水泥具有较高的耐火性和耐化学侵蚀性，适用于高温环境和化学腐蚀环境。
2. 适用范围：硫铝酸盐水泥广泛用于高温炉窑、炉膛内衬、耐酸建筑、化工设备等。
三、矿渣水泥矿渣水泥是一种由矿渣和适量石膏组成的水泥类型，其主要成分是冶金炉渣。
矿渣水泥具有以下特点：1. 特征：矿渣水泥具有较高的强度和抗裂性，适用于大体积混凝土和抗渗透工程。
2. 适用范围：矿渣水泥广泛用于大坝、桥梁、地下工程、海洋工程等。
四、石膏水泥石膏水泥是一种由石膏和石灰石组成的水泥类型，其主要成分是石膏。
石膏水泥具有以下特点：1. 特征：石膏水泥具有较高的初始强度和较低的终止强度，适用于快速施工和修补工程。
2. 适用范围：石膏水泥广泛用于室内装修、轻质隔墙、修补工程等。
五、钙质硅酸盐水泥钙质硅酸盐水泥是一种由石灰石和粘土组成的水泥类型，其主要成分是石灰石和粘土。
钙质硅酸盐水泥具有以下特点：1. 特征：钙质硅酸盐水泥具有较高的早期强度和较低的终止强度，适用于快速施工和早期强度要求高的工程。
2. 适用范围：钙质硅酸盐水泥广泛用于高速公路、机场跑道、早强混凝土等。
六、沉降矿渣水泥沉降矿渣水泥是一种由矿渣和适量石膏组成的水泥类型，其主要成分是冶金炉渣。
混凝土工程设计施工图集
·７１ ·
混凝土工程设计施工图集
图名
膨胀剂的掺用
图号
ＴＪ２ －６
混凝土膨胀剂性能指标
说 明
项 目
指标值
能使混凝土 （砂 浆） 在 水 化 过 程 中 产 生 一 定 体 积 膨 胀， 并 在
氧化镁 （％） ≤
５．０
有约束条件下产生适宜自应力的外加剂。
化学
含水率 （％） ≤
３．０
膨胀剂的分类及作用机理如下：
成分
总碱量 （％） ≤
０．７５
（１） 铁屑膨 胀 剂：由 铁 屑、 铝 粉、 氧 化 剂 及 减 水 剂 等 配 制 而 成，通过 Ｆｅ２Ｏ ３ 水化生成 Ｆｅ （Ｏ Ｈ）３ ，使混凝土体积产生膨胀。
（２） 脂膜石 灰 膨 胀 剂： 由 生 石 灰 与 硬 脂 酸 共 同 粉 磨 而 成， 通
氯离子 （％） ≤
６．５ ６．５ ７．０ ７．０ ８．０ ８．０
３２．５
１１．０
３２．５
２．５
３．５
３２．５ Ｒ
１６．０
３２．５
３．５
５．５
普通水泥
４２．５ ４２．５ Ｒ
１６．０ ２１．０
４２．５ ４２．５
３．５ ４．０
６．５ ６．５
５２．５
２２．０
５２．５
４．０
７．０
５２．５ Ｒ
２６．０
５２．５
５．０
７．０
３２．５
三氧化硫 ≯３．５ ％ ≯３．５ ％ ≯４．０ ％ ≯３．５ ％ ≯３．５ ％ ≯３．５ ％
细 度
比表面积大 于３００ ｍ ２／ｋｇ
８０μｍ 方孔筛筛余不得超过１０．０ ％
凝 初凝 结 时 间 终凝
建筑工程广泛使用的五种水泥及其代号
建筑工程广泛使用的五种水泥及其代号硅酸盐水泥代号P·Ⅰ，P·Ⅱ普通硅酸盐水泥、代号P·O矿渣硅酸盐水泥、代号P·S火山灰质硅酸盐水泥、代号P·P粉煤灰硅酸盐水泥、代号P·F硅酸盐水泥和普通硅酸盐硅酸盐水水泥在硅酸盐系水泥品种中，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的组成相差较小，性能较为接近。
一、硅酸盐水泥的定义按《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-1999）规定：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（即国外通称的波特兰水泥）。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加石灰石和粒化高炉矿渣的称I 型硅酸盐水泥，代号P·I；在粉磨时掺加不超过水泥重量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，代号P·II。
二、硅酸盐水泥的水化和凝结硬化水泥加水拌合后，最初形成具有可塑性的浆体（称为水泥净浆），随着水泥水化反应的进行逐渐变稠失去塑性，这一过程称为凝结。
此后，随着水化反应的继续，浆体逐渐变为具有一定强度的坚硬的固体水泥石，这一过程称为硬化。
可见，水化是水泥产生凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水泥水化的必然结果。
（一）硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥与水拌合后，其熟料颗粒表面的四种矿物立即与水发生水化反应，生成水化产物。
各矿物的水化反应如下：2（3CaOSiO2）+6H2O=3CaO2SiO23H2O（水化硅酸钙凝胶）+3Ca（OH）2（氢氧化钙晶体）2（2CaOSiO2）+4H2O=3CaO2SiO23H2O+Ca（OH）23CaOAl2O3+6H2O=3CaOAl2O36H2O （水化铝酸钙晶体）4CaOAl2O3Fe2O3+7H2O=3CaOAl2O36H2O+CaOFe2O3H2O （水化铁酸钙凝胶）上述反应中，硅酸三钙的水化反应速度快，水化放热量大，生成的水化硅酸钙（简写成C-S-H）几乎不溶于水，而以胶体微粒析出，并逐渐凝聚成为凝胶。
硅酸盐水泥的特性介绍及应用(ppt 91页)
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水泥的应用
土木工程
海洋工程
能源电力 水利电力
房屋建筑、道路、桥梁、隧 道、机场。 港口、码头、水下建筑、石 油钻井平台。 石油钻井、热电站、核电站。 大坝、水电站、水工建筑。
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输 水 管
内
径 6.6 m
外
径 7.5 m
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如砌筑水泥、油井水泥、 道路水泥、大坝水泥等
如白色硅酸盐水泥、快凝 快硬硅酸盐水泥等
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第二节 硅酸盐水泥
一、硅酸盐水泥生产及其矿物组成 凡由硅酸盐水泥熟料，0～5％的石灰石或
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(也称波特兰水泥)。
不掺混合材料的，称为Ⅰ型硅酸盐水泥， 代号P.Ⅰ；掺入不超过水泥质量5%的混合材料 的，称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.Ⅱ。
氟铝酸盐水泥等
活性二氧化硅 活性氧化铝
石灰火山灰水泥、石膏矿渣水泥、 低热钢渣矿渣水泥等
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按性能和用途分 通用水泥
水泥
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专用水泥 特性水泥
硅酸盐水泥(P.I、P.II) 普通硅酸盐水泥(P.O) 矿渣硅酸盐水泥(P.S) 粉煤灰硅酸盐水泥(P.F) 火山灰质硅酸盐水泥(P.P) 复合硅酸盐水泥(P.C)
CaO·Fe2O3·H2O
与C3A的水化相似，主要水化产物为水化铝酸三 钙C3AH6晶体、水化铁酸一钙。
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水泥熟料的主要水化产物有：水化硅酸钙 和水化铁酸钙胶凝、氢氧化钙、水化铝酸 钙和水化硫铝酸钙晶体。在充分水化的水 泥石中，C-S-H约占70%，CH约占20%，钙 矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%。
普通硅酸盐水泥
原料中含有石英砂（结晶型的SiO2加热过程只发生晶型转变）时，熟 料矿物很难烧成，会使熟料中游离氧化钙含量增加。另外燧石结核硬 度大，不宜磨细，反应能力较无定型的低，对固相反应非常不利。粘 土分解得到的游离无定型SiO2，易与CaO发生固相反应。
③温度
温度提高使质点能量增加，从而增加了质点的扩散速度和化学反应速 度，使固相反应速度加快。
⑤水泥浆的水灰比 拌合水泥浆时，水与水泥的质量比称为水灰比（W/C）。为使水泥浆体具有
一定塑性和流动性，所以加入的水量通常要大大超过水泥充分水化时所需的 水量，多余的水在硬化的水泥石内形成毛细孔隙，W/C越大，硬化水泥石的 毛细孔隙率越大，水泥石的强度随其增加而呈直线下降。
水泥浆标准水灰比水泥：水=70：30 水灰比42% 矿浆水泥：水：细骨料（小于5mm）=30：13：57 水灰比43% 混凝土：水泥 水 细骨料 粗骨料 水灰比44% 水的存在是水泥水化反应的必备条件。当环境较干燥时，水泥中
五种常用水泥的成分、特性和应用范围
（2）专用水泥：则指有专门用途的水泥，如油井水泥、砌筑水泥等。 （3）特性水泥：是某种性能比较突出的一类水泥，如快硬硅酸盐水
泥、低热矿渣硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥、 自应力铝酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及少 熟料和无熟料水泥等几种。已达100余种。
烟气，则依次经过C4 C3 C2 C1级旋风筒，与生料换热后，排出预热器 系统，经收尘后经烟囱排入大气。
②预分解窑 预分解技术的出现是水泥煅烧工艺的一次技术飞跃。
它是在预热器和回转窑之间增设分解炉或利用窑尾上升烟道，设 燃料喷入装置，使燃料燃烧的放热过程与生料的碳酸盐分解的吸热过 程，在分解炉内以悬浮态或流化态下迅速进行，使入窑生料的分解率 提高到90%以上。
白水泥与黑水泥区别
白水泥”与“黑水泥”成份、性能有什么不同？通常黑水泥指的是常用的普通硅酸盐水泥。
分类：黑水泥的分类方法有多种：1.根据生产的原料性质分为天然水泥、有熟料水泥（用石灰石和粘土按所需成分配合，在较高温度下煅烧得到的产物称为熟料）和无熟料水泥（利用粉煤灰、高炉矿渣等工业废料或天然火山灰与石灰、水玻璃等碱性激发剂以及石膏按比例磨细,不经煅烧而制得的水泥）。
2.根据水泥的性能,可分为快硬水泥(早强水泥)、低热水泥、膨胀水泥、耐酸水泥、耐火水泥等。
3.根据用途，可分为油井水泥、大坝水泥、喷射水泥、海工水泥等。
4.根据水泥中主要化学成分，分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥(高铝水泥)、磷酸盐水泥等，后者应用较少。
虽然水泥的品种繁多，但95％以上属硅酸盐水泥类，只是根据工程的要求改变其中化学组成，或在使用时加入某些调节性能的物质而已。
硅酸盐水泥：一类以高碱性硅酸盐为主要化合物的水硬性水泥的总称（在西方国家通称波特兰水泥）。
它是将钙质（石灰石等）和铝硅酸质（粘土等）原料按一定比例混合,磨细后在水泥窑内经高温（约1720K）煅烧，得到水泥熟料，再与适量的石膏共同研磨至一定细度而制得的。
（一）性能：硅酸盐水泥的相对密度为3.1～3.2。
水泥与水接触会放出热量，经过一定时间便凝结（不同品种的水泥有不同的凝结时间）。
为保证水泥有合适的凝结时间，常加入适量的石膏，化肥工业副产品磷石膏、氟石膏也可作代用品。
石膏的加入量主要决定于水泥熟料中铝酸盐的含量,加入量以三氧化硫计不能超过3.5％。
水泥应有良好的体积安定性。
凝结后的水泥在空气中和水中很快硬固并具有机械强度（抗压和抗折强度）。
一般以水泥：砂=1:2.5的砂浆试样在水中养护3天、7天和28天的抗压和抗折强度，均符合国家标准作为水泥的强度指标，以kg/cm2计，并以28天的抗压强度的数值称为水泥的标号。
硅酸盐水泥常用标号有325、425、525和625。
一些高强和超高强水泥的标号，甚至可达1000以上。
常用水泥的主要特性和适用范围
常用水泥的主要特性和适用范围硅酸盐水泥的性质、应用与存放（一）硅酸盐水泥的性质与应用1、早期及后期强度均高：适用于预制和现浇的混凝土工程、冬季施工的混凝土工程、预应力混凝土工程等。
2、抗冻性好：适用于严寒地区和抗冻性要求高的混凝土工程。
3、耐腐蚀性差：不宜用于受流动软水和压力水作用的工程，也不宜用于受海水和其它腐蚀性介质作用的工程。
4、水化热高：不宜用于大体积混凝土工程。
5、抗炭化性好：适合用于二氧化碳浓度较高的环境，如翻砂、铸造车间等。
6、耐热性差：不得用于耐热混凝土工程。
7、干缩小：可用于干燥环境。
8、耐磨性好：可用于道路与地面工程。
酸盐水泥的运输与储存水泥在运输过程中，须防潮与防水。
散装水泥须分库储存，袋装水泥的堆放高度不得超过十袋；水泥不宜久存，超过三个月的水泥须重新试验，确定其标号。
①普通硅酸盐水泥的主要特性和适用范围：（一）主要特性：a、比重为3～3．2，容重为1100～1300公斤／立方米；b、早期强度增长快，在标准养护条件下，3天的抗压强度可达28天强度的40％左右； C、水化热高，在低温情况下（ 4～10 t）强度进展很快，耐冻性好；d、和易性好；e、抗腐蚀性差。
（二）适用范围：普通水泥适用于混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土的地上、地下和水中结构（其中包括受反复冰冻作用的结构）以及需要早期达到要求强度的结构，配制耐热混凝土等，但不宜用于大体积混凝土工程及受侵蚀的结构中。
②矿渣水泥的特性及适用范围：（一）主要特性：a、比重为2．85～3，容重为850～1150公斤/立方米；b、早期强度比同标号普通水泥低，但后期强度增长较快；C、水化热较低，耐冻性较差，在低温环境中强度增长较慢；d、需水量比普通水泥大5％，所以干缩性也较大；e、耐热性较好。
（二）适用范围：矿渣水泥适用于混凝土、钢筋混凝土和预应力混凝土的地上、地下和水中结构，也可用于大体积混凝土结构和配制耐热混凝土等，不宜用于早期强度要求较高的结构中。
常用水泥的种类、选用及其使用范围
火山灰质硅酸盐水泥
GB 1344-1999
高湿条件下的地上一般建筑
1．受反复冻融及干湿循环作用的结构
2．干燥环境中的结构
加强洒水养护，冬期施工注意保温
5
粉煤灰硅酸盐水泥
GB 1344-1999
混凝土和钢筋混凝土的地上、地下和水中的结构；抗硫酸盐侵蚀的结构；大体积水工混凝土
需早期发挥强度的结构
加强洒水养护，冬期施工注意保温
、、、、、
5
粉煤灰硅酸盐水泥
（GB 1344-1999）
硅酸盐水泥熟料和20％~40％粉煤灰、适量石膏磨细制成
P·F
早期强度较低，水化热比火山灰水泥还低，和易性好，抗腐蚀性好，干缩性也较小，但抗冻、耐磨性较差
、、、、、
6
复合硅酸盐水泥
（GB12958-1999）
硅酸盐水泥熟料、15％~50%两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料
P·S
早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，但后期强度增长较快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，耐热性较好，低干缩变形较大，析水性较大，耐磨性较差
、、、、、
4
火山灰质硅酸盐水泥
（GB 1344-1999）
硅酸盐水泥熟料和20％~50％火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成
P·P
早期强度较低，在低温环境中强度增长较慢，在高温潮湿环境中（如蒸汽养护）强度增长较快，水化热较低，抗硫酸盐侵蚀性较好，但干缩变形较大，析水性较大，耐磨性较差
有耐磨性要求的混凝土
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
注：1．蒸汽养护时用的水泥品种，宜根据具体条件通过试验确定。
硅酸盐水泥的技术性质
后自动加入砂子 ，同时搅拌 30S ，然后高速搅拌 30S 。停 90S，再高速搅拌
60S，全过程共 4 分钟。用伸臂式振实台成型 ，胶砂分二层装入 ，各振 60 次。
（试件成型试验室温度为 20 ℃± 2 ℃ ，相对湿度不低于50% ）。24±2h拆
模，试件拆模后进行水中养护 ，温度控制为 20±1 ℃，不允许在养护期间全
物理性能的检测要点
GB/T 1346—2001 《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》
1. 标准稠度用水量测定
2.
代用法 (试锥法） 标准法(试杆法）
3.
★ 注意两个方法判定的不同
2. 凝结时间
3.
初凝（塑性浆体开始失去流动性）
4.
终凝（浆体开始产生强度）
5.
★养护箱温湿度
3. 安定性
4.
② 烧失量——水泥煅烧不理想或者受潮后，会导致烧失量增加
因此，烧失量是检验水泥质量的一项指标。
③ 氧化镁 M g H 2 O O M (O g)2 H水化慢、体积膨胀,
④ 三氧化硫 S3 O C3AH 6 AFt
影响安定性
⑤ 碱——限制发生碱-集料反应，按（Na2O+0.658 K2O）值计。 (选择性指标)
≤5
/ / / /
（1）水 化
短纤维状
① C 3 S H 2 O C S H C a (O )2H
② C2S 同上 长纤维状 ③ C 3AH 2O C 3AH 6 立方板状结晶 水化速度快
缓凝机理： C 3 A6 H Ca 4•2 S H 2 O O AtF 针状结晶
当石膏耗尽时，转化为Am t
C4AF
注意
❖ 水泥中的其它成分： 游离 CaO 和MgO
硅酸盐水泥的特性介绍及应用
水泥是建筑工业的三大基本材料之一，使用广、 用量大，素有“建筑工业的粮食”之称。
水泥的应用
土木工程
海洋工程
能源电力 水利电力
房屋建筑、道路、桥梁、隧 道、机场。 港口、码头、水下建筑、石 油钻井平台。 石油钻井、热电站、核电站。 大坝、水电站、水工建筑。
3CaO•Al2O3，C3A
4CaO•Al2O3•Fe2O3，C4AF
游离氧化钙和氧化镁
f－CaO和f－MgO
碱类及杂质
少量的游离氧化钙和氧化镁及少 量的碱(氧化钠和氧化钾)对水泥 的质量及应用带来不利影响
四种熟料矿物的水化特性各不相同，对水 泥的强度、凝结硬化速度及水化放热的影 响也不同。改变熟料矿物成分间的比例时， 水泥的性质即发生相应的变化。
生产 厂
甲
熟料矿物成分，% Ｃ3S C2S C3Ａ Ｃ4AF 56 17 12 15
乙 42 35
7
16
由甲厂硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥的强度发展 速度、水化热、２８d时的强度均高于由乙厂硅酸盐水 泥熟料配制的硅酸盐水泥．但耐腐蚀性则低于由乙厂 硅酸盐水泥熟料配制的硅酸盐水泥。
二、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化
水泥的分类
按主要水硬性物质分
水泥种类 硅酸盐水泥
铝酸盐水泥
硫铝酸盐水泥
铁Hale Waihona Puke 酸盐水泥氟铝酸盐水泥以火山灰或潜在水硬性 材料以及其他活性材料 为主要组分的水泥
主要水硬性物质
硅酸钙
铝酸钙
无水硫铝酸钙 硅酸二钙
铁相、无水硫铝 酸钙、硅酸二钙 氟铝酸钙、硅酸
二钙
主要品种
水泥
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一、硅酸盐水泥的生产
石膏 石灰石
粘 土
配料、
磨细、匀化
生 料
煅烧 1450℃
熟料
磨细
水泥
铁矿粉
硅酸盐水泥生产工艺示意图
硅酸盐水泥的熟料成分
硅酸三钙（3CaO.SiO2）－C3S 36～60％ 硅酸二钙（2CaO.SiO2）－C2S 15～37％ 铝酸三钙（3CaO.Al2O3）－C3A 7～15％ 铁铝酸四钙（4CaO.Al2O3.Fe2O3）－C4AF 10～18％
氧化镁（MgO）：≤ 5%. 影响体积稳定 性。 三氧化硫(SO3): ≤ 3.5%(矿渣水泥SO3 ≤ 4%）。 影响体积稳定性。 氯离子： ≤0.06%.
不溶物、烧失量
不溶物—是指煅烧过程中存留的残渣，不溶物的含量会 影响水泥的粘结质量。 规范规定： P.Ⅰ≤ 0.75% P.Ⅱ≤ 1.50% 烧失量－水泥在一定灼烧温度和时间内，烧失的量占原 质量的百分数。 用于判定其中未燃碳的含量，烧失量大，影响水泥的凝 结硬化。 规范规定： P.Ⅰ≤ 3.0% P.Ⅱ≤ 3.5%
2、盐类的腐蚀
硫酸盐腐蚀－膨胀腐蚀
4CaO.Al2O3.12H 2O 3CaSO4 20H 2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4 .31H 2O Ca(OH )2
镁盐腐蚀－双重腐蚀
MgSO4+Ca(OH)2——CaSO4.2H2O+Mg(OH)2
MgCl2+ Ca(OH)2——CaCl2+Mg(OH)2
水泥石的结构
A－－未水化水泥颗粒 B－－胶体粒子 C－－晶体粒子 D－－毛细孔（毛细孔水） E－－凝胶孔
五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围
五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围作者:2008（一）硅酸盐水泥PI PII成分：1. 水泥熟料及少量石膏(Ⅰ型)2. 水泥熟料、5%以下混合材料、适量石膏(Ⅱ型)主要特征：1. 早期强度高2. 水化热高3. 耐冻性好4. 耐热性差5. 耐腐蚀性差6. 干缩较小适用范围：1. 制造地上地下及水中的混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，包括受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程2. 配制建筑砂浆不适用处：1. 大体积混凝土工程2. 受化学及海水侵蚀的工程（二）普通水泥(P.O)成分：在硅酸盐水泥中掺活性混合材料6%~15%或非活性混合材料10%以下主要特征：1. 早强2. 水化热较高3. 耐冻性较好4. 耐热性较差5. 耐腐蚀性较差6. 干缩较小适用范围：与硅酸盐水泥基本相同不适用处：同硅酸盐水泥（三）矿渣水泥(P·S)成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~70%的粒化高炉矿渣主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快2. 水化热较低3. 耐热性较好4. 对硫酸盐类侵蚀抗和抗水性较好5. 抗冻性较差6. 干缩较大7. 抗渗性差8. 抗碳化能力差抵适用范围：1. 大体积工程2. 高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构3. 蒸汽养护的构件4. 一般地上地下和水中的混凝土及钢筋混凝土结构5. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程6. 配建筑砂浆不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程2. 有抗冻要求的混凝土工程（四）火山灰水泥(P·P)成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~50%火山灰质混合材料主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快2. 水化热较低3. 耐热性较差4. 对硫酸盐类侵蚀抵抗力和抗水性较好5. 抗冻性较差6. 干缩较大7. 抗渗性较好适用范围：1. 地下、水中大体积混凝土结构2. 有抗渗要求的工程3. 蒸汽养护的工程构件4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程5. 一般混凝土及钢筋混凝土工程6. 配制建筑砂浆不适用范处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程2. 有抗冻要求的混凝土工程3. 干燥环境的混凝土工程4. 耐磨性要求的工程（五）粉煤灰水泥(P·F)成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~40%粉煤灰主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快2. 水化热较低3. 耐热性较差4. 对硫酸盐类侵蚀和抗水性较好5. 抗冻性较差6. 干缩较小7. 抗碳化能力较差适用范围：1. 地上、地下、水中和大体积混凝土工程2. 蒸汽养护的构件3. 有抗裂性要求较高的构件4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程5. 一般混凝土工程6. 配制建筑砂浆不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程2. 有抗冻要求的混凝土工程3. 抗碳化要求的工程国标po42.5水泥详细成分表目品种PII52.5R PO52.5R PO42.5R PC32.5R国标企标国标企标国标企标国标企标不溶物% ≤1.5 ≤1.3 / / / / / /氧化镁% ≤5.0 ≤3.0 ≤5.0 ≤3.0 ≤5.0 ≤3.0 ≤5.0≤3.0三氧化硫% ≤3.5 ≤3.0 ≤3.5 ≤3.0 ≤3.5 ≤3.0 ≤3.5 ≤3.0烧失量% ≤3.5 ≤3.0 ≤5.0 ≤4.5 ≤5.0 ≤4.5 / /比表面积M2/kg ≥300 ≥300 / / / / / /碱含量% / ≤0.60 / ≤0.60 / ≤0.60 / ≤0.6080um筛余% / / ≤10.0 ≤5.0 ≤10.0 ≤5.0 ≤10.0 ≤5.0安定性须合格须合格须合格须合格须合格须合格须合格须合格初凝Min ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45 ≥45终凝Min ≤390 ≤270 ≤600 ≤300 ≤600 ≤300 ≤600 ≤330抗压度Mpa 3天≥27.0 ≥29.0 ≥26.0 ≥28.0 ≥21.0 ≥25.0 ≥16.0 ≥18.0 28天≥52.5 ≥56.0 ≥52.5 ≥56.0 ≥42.5 ≥46.0 ≥32.5 ≥36.0抗压强度Mpa 3天≥5.0 ≥5.5 ≥5.0 ≥5.0 ≥4.0 ≥5.0 ≥3.5 ≥4.028天≥7.0 ≥8.0 ≥7.0 ≥8.0 ≥6.5 ≥8.0 ≥5.5 ≥6.0。
第二章 硅酸盐水泥
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.4 硅酸盐水泥的技术性质
1.实际密度、堆积密度、细度 硅酸盐水泥的密度主要取决于其熟料矿物组 成，一般为3.05～3.20。堆积密度主要取决 于堆积时的紧密程度。在混凝土配合比设计 时，通常采用1300kg/m3。 2.标准稠度用水量 标准稠度用水量是指拌制水泥净浆时为达到 标准稠度所需的用水量，以水与水泥质量之 比的百分数表示，一般在24%～30％之间。
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化
3）水泥石的结构 水泥石的组成：凝胶体（C—S—H） 、未水化的水泥颗粒内核、毛细孔和凝胶孔、晶体粒子 Ca（OH）2
图3.1.2 水泥石的结构 A－未水化水泥颗粒； B－胶体粒子（C－S－H等）； C－晶体粒子（Ca（OH）2等）；D －毛细孔（毛细孔水）； E－凝胶孔
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.4 硅酸盐水泥的技术性质
3.凝结时间 凝结时间是指水泥从加水开始到失去流动性所需大时间，分为 初凝和终凝。 初凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆失去可塑性所需的 时间； 终凝时间为水泥从开始加水拌和起至水泥浆完全失去可塑性并 开始产生强度所需的时间。 水泥的初凝时间不宜过早，以便在施工时有足够的时间完成 混凝土的搅拌、运输、浇捣和砌筑等操作；水泥的终凝时间 不宜过迟，以免拖延施工工期。国家标准规定：硅酸盐水泥 初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h。
§2-1
硅酸盐水泥
2.1.3 硅酸盐水泥的水化、凝结硬化
1）硅酸盐水泥的水化
3CaO· Al2O3+6H2O → 3CaO·Al2O3· 6H2O 铝酸三钙 水化铝酸三钙
4CaO· Al2O3· Fe2O3+7H2O→ 3CaO· Al2O3· 6H2O+CaO· Fe2O3· H2O
水泥的成分及主要功能
水泥的成分及主要功能
水泥是一种常用的建筑材料，广泛应用于建筑和基础设施工程中。
它由多种成分组成，每种成分都有不同的功能。
主要成分
1.硅酸盐：水泥的主要成分之一是硅酸盐，主要包括硅酸二钙和硅酸三钙。
这些成分能够与水反应，形成胶体，使水泥具有一定的粘结能力和强度。
2.石灰：石灰是水泥的另一个重要成分，主要包括氧化钙和氧化镁。
它们能够与硅酸盐反应，产生水化物，使水泥具有硬化和固结的能力。
3.铝酸盐：水泥中的铝酸盐包括铝酸二钙和铝酸三钙。
它们与硅酸盐和石灰一起反应，形成水泥的硬化物质，增加水泥的强度和耐久性。
4.铁酸盐：铁酸盐是水泥中的微量成分，它能够改善水泥的颜色和硬度。
主要功能
1.粘结：水泥的主要功能之一是粘结材料，能够将砂、石和其他材料粘结在一起，形成坚固的建筑结构。
2.强度：水泥具有一定的强度，能够承受建筑物的重量和外部压力。
3.硬化：水泥在与水反应后会发生硬化作用，使其成为坚固的材料。
4.耐久性：水泥能够抵抗气候变化、化学腐蚀和物理磨损，保持建筑物的结构稳定性和耐久性。
总结而言，水泥的主要成分包括硅酸盐、石灰、铝酸盐和铁酸盐，其主要功能是粘结材料、提供强度、硬化和增加耐久性。
这些特性使得水泥成为建筑工程中不可或缺的重要材料。
参考资料：
砂泥石工程材料学Portland ___。
常用水泥的特性和适用范围
常用水泥旳特征和合用范围
2023年9月5日
导言
水泥:凡磨细材料,加入适量水成为塑性浆状,既能在空气中硬 化,又能在水中硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起 旳水硬性胶凝材料。
按其主要成份分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类水泥、硫铝酸盐 类水泥和磷酸盐类水泥等。
按水泥旳用途和性能又可分为：
通用水泥(硅酸盐水泥(P·I、P·Ⅱ)、一般硅酸盐水泥 （P·O）、矿渣硅酸盐水泥（P·S）、火山灰质硅酸盐水泥 （P·P）、粉煤灰硅酸盐水泥(P·F)、复合硅酸盐水泥(P·C))
不合用处： 1. 早期强度要求较高旳混凝土工程 2. 有抗冻要求旳混凝土工程
Part 4 火山灰质水泥旳特征及合用范围
火山灰水泥(P•P)
成份： 在硅酸盐水泥中掺入20%~50%火山灰质混合材料
主要特征：
1. 早期强度低，后期强 度增长较快 2. 水化热较低 3. 耐热性较差 4. 对硫酸盐类侵蚀抵抗 力和抗水性很好 5. 抗冻性较差 6. 干缩较大 7. 抗渗性很好
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主要特征：
1. 早期强度低，后期强 度增长较快 2. 水化热较低 3. 耐热性很好 4. 对硫酸盐类侵蚀抗和 抗水性很好 5. 抗冻性较差 6. 干缩较大 7. 抗渗性差 8. 抗碳化能力差抵
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五种常用硅酸盐系水泥的成分、特性的适用范围
（一）硅酸盐水泥PI PII
成分：1. 水泥熟料及少量石膏(Ⅰ型) ；2. 水泥熟料、5%以下混合材料、适量石膏(Ⅱ型)
主要特征：1. 早期强度高；2. 水化热高；3. 耐冻性好；4. 耐热性差；5. 耐腐蚀性差；6. 干缩较小。
适用范围：1. 制造地上地下及水中的混凝土、钢筋混凝土及预应力混凝土结构，包括受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程；
2. 配制建筑砂浆
不适用处：1. 大体积混凝土工程；2. 受化学及海水侵蚀的工程
（二）普通水泥(P.O)
成分：在硅酸盐水泥中掺活性混合材料6%~15%或非活性混合材料10%以下
主要特征：1. 早强；2. 水化热较高；3. 耐冻性较好；4. 耐热性较差；5. 耐腐蚀性较差；6.干缩较小；
适用范围：与硅酸盐水泥基本相同
不适用处：同硅酸盐水泥
（三）矿渣水泥(P·S)
成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~70%的粒化高炉矿渣
主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快；2. 水化热较低；3. 耐热性较好；4. 对硫酸盐类侵蚀抗和抗水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩较大；7. 抗渗性差；8. 抗碳化能力差抵
适用范围：1. 大体积工程；2. 高温车间和有耐热耐火要求的混凝土结构；3. 蒸汽养护的构件；4. 一般地上地下和水中的混凝土及钢筋混凝土结构；5. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；6. 配建筑砂浆
不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程；2. 有抗冻要求的混凝土工程
（四）火山灰水泥(P·P)
成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~50%火山灰质混合材料
主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快；2. 水化热较低；3. 耐热性较差；4. 对硫酸盐类侵蚀抵抗力和抗水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩较大；7. 抗渗性较好
适用范围：1. 地下、水中大体积混凝土结构；2. 有抗渗要求的工程；3. 蒸汽养护的工程构件；4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；
5. 一般混凝土及钢筋混凝土工程；
6. 配制建筑砂浆
不适用范处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程；2. 有抗冻要求的混凝土工程；3. 干燥环境的混凝土工程；4. 耐磨性要求的工程
（五）粉煤灰水泥(P·F)
成分：在硅酸盐水泥中掺入20%~40%粉煤灰
主要特征：1. 早期强度低，后期强度增长较快；2. 水化热较低；3. 耐热性较差；4. 对硫酸盐类侵蚀和抗水性较好；5. 抗冻性较差；6. 干缩较小；7. 抗碳化能力较差
适用范围：1. 地上、地下、水中和大体积混凝土工程；2. 蒸汽养护的构件；3. 有抗裂性要求较高的构件；4. 有抗硫酸盐侵蚀要求的工程；5. 一般混凝土工程；6. 配制建筑砂浆
不适用处：1. 早期强度要求较高的混凝土工程；2. 有抗冻要求的混凝土工程；3. 抗碳化要求的工程。