普通硅酸盐水泥强度高
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凝结与硬化 何为凝结、硬化？ 凝结硬化过程 影响因素
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水化机理
水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立 即与水发生水解或水化作用，生成新的水化 产物并放出一定热量的过程。
硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化 钙晶体。
该水化反应的速度快，形成早期强度并生成 早期水化热。
矿物种类 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
缩写 含量（%） 水化速度
水化热 强度
抗腐蚀性 收缩
C3S 37-60
快 多 高 好 中
C2S 15-37
慢 少
早低后高
好 较大
C3A 7-15 最快 最多 低 差 大
C4AF 10-18
快 较多
低 极好
小
Back
硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化
水化 水化机理 石膏调节凝结时间的原理 水化产物
水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特 性水泥。
通用水泥
专用水泥 特性水泥
• 硅酸盐水泥
• 砌筑水泥 • 快硬水泥
• 普通硅酸盐水泥 • 油井水泥 • 膨胀水泥
• 矿渣硅酸盐水泥
• 抗硫酸盐水泥
• 火山灰质硅酸盐水泥
• 中热水泥
• 粉煤灰硅酸盐水泥
• 复合水泥
水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸 盐水泥和硫酸盐水泥。
表3.2.1 硅酸盐水泥的矿物组成
组成
化学分子式
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 4CaO·Al2O3·Fe2O3
缩写 C3S C2S C3A C4AF
（1）硅酸二钙
硅酸二钙的化学成分为2ＣaＯ·ＳiＯ2，其简写为 C2S，约占水泥熟料总量的15％～37％。硅酸二钙遇 水后反应较慢，水化热也较低。它不影响水泥的凝结， 对水泥的后期强度起主要作用。
水泥中各熟料矿物的含量，决定着水泥某 一方面的性能。改变熟料矿物成分之间的比例， 水泥的性质就会发生相应的变化。如果提高硅 酸三钙的相对含量，可制得高强水泥和早强水 泥；如果提高硅酸二钙的相对含量，同时适当 降低硅酸三钙和铝酸三钙的相对含量，可制得 低热水泥或中热水泥。
表3.2.2 矿物组成性质
1450℃
Raw material Grinding
Grinding Clinker
PⅠ
Gypsum
Mixing materials
PⅡ
Байду номын сангаас
图3.2.1 硅酸盐水泥的生产过程
硅酸盐水泥的矿物组成及特性
硅酸盐水泥的主要矿物组成包括： ➢硅酸三钙 ➢硅酸二钙 ➢铝酸三钙 ➢ 铁铝酸四钙 矿物组成的技术特性见表3.2.1
它的化学成成分复杂，但主要的胶结成分是 水化硅酸钙。
普通硅酸盐水泥强度高、能抗硫酸盐腐蚀、 水化热，也可用于制备砂浆。
为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其 他各种颜色。
水泥具有以下优点，因此，在土木工程领 域得到广泛的应用。
多样性 低成本
水硬性 水泥的优点
与钢筋 粘结性好
耐久性
可塑性
工艺简单
Back
硅酸盐水泥
一般工程
铝酸盐水泥
快硬、早强。主要用于紧急 抢修工程、早强工程、冬季 施工、抗蚀、抗冻等工程。
硫酸盐水泥
早强、膨胀。适用于抢修工 程、锚固和地下工程等。
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硅酸盐水泥生产工艺流程示意图 两磨一烧
熟料
磨细
硅酸盐水泥
P.ⅠP.Ⅱ
熟料
磨细
普通硅酸盐水泥
P.O
熟料
磨细
矿渣硅酸盐水泥
P.S
熟料
磨细
火山灰质硅酸盐水泥
P.P
熟料
磨细
粉煤灰硅酸盐水泥
P.F
熟料
磨细
复合硅酸盐水泥
P.C
尽管水泥的品种很多，但是，工程中90% 以上使用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这 一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基础， 主要学习硅酸盐水泥的组成、技术性质及应 用等知识。在此基础上，再学习其它掺混合 材料的硅酸盐水泥等内容。
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§3.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成 硅酸盐水泥的凝结和硬化 硅酸盐水泥的技术性质 硅酸盐水泥的腐蚀与防护 硅酸盐水泥的特性与应用
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何为硅酸盐水泥？
Mixing materials
Raw materials
Clinker
Portland Cement
Back
Gypsum
基本要求
重点 ➢ 水泥的腐蚀及防护 ➢ 特性 ➢ 应用
难点 ➢ 水泥水化、凝结和硬化机理 ➢ 各种水泥的异同点
注意事项 ➢ 本章是整个课程的重点 ➢ 联系各种水泥进行学习 ➢ 着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因
第三章 水泥
§3.1 简介
Back
硅酸盐水泥兴起于19世纪。
它已经成为现在最为重要的一种建筑材料。
（2）硅酸三钙
硅酸三钙的化学成分为３ＣaＯ·ＳiＯ2，其简写 为Ｃ3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物成分， 约占水泥熟料总量的３６％～６０％。硅酸三钙遇水 后能够很快与水产生水化反应，并产生较多的水化热。 它对促进水泥的凝结硬化，特别是对水泥３～７天内 的早期强度以及后期强度都起主要作用。
（3）铝酸三钙
铝酸三钙的化学成分是３CaO·Al2O3，其简写为 C3 Ａ，约占水泥熟料总量的7～15％。铝酸三钙遇水后反 应极快，产生的热量大而且很集中。铝酸三钙对水泥的 凝结起主导作用，但其水化产物强度较低，主要对水泥 的早期强度有所贡献。
（4）铁铝酸四钙
铁铝酸四钙的化学成分为４CaO·Al2O3·Fe2O3，其简 写为Ｃ4AF，约占水泥熟料总量的10％～18％。铁铝酸 四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的 强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折 强度贡献较大。
凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰或 熟化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制 的水硬性胶凝材料。
硅酸盐水泥代号PⅠ、PⅡ PⅠ表示不掺混合材料的硅酸盐水泥 PⅡ表示混合材料掺量不超过5%的硅
酸盐水泥
硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成
Limestone
Clay
Iron ore powder
Bleeding
第三章
水泥
目录
基本要求 3.1 简介 3.2 硅酸盐水泥 3.3 掺混合材料的硅酸盐水泥
基本要求
内容 ➢ 主要介绍水泥的分类、优点及生产。
➢ 主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水 泥，包括：定义、组成、水化、凝结与硬化、 实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。
重点 ➢ 6种硅酸盐水泥的定义 ➢ 硅酸盐水泥的矿物组成 ➢ 水泥水化、凝结与硬化机理 ➢ 技术性质及测试方法
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水化机理
水泥颗粒与水接触时，其表面的熟料矿物立 即与水发生水解或水化作用，生成新的水化 产物并放出一定热量的过程。
硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧化 钙晶体。
该水化反应的速度快，形成早期强度并生成 早期水化热。
矿物种类 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
缩写 含量（%） 水化速度
水化热 强度
抗腐蚀性 收缩
C3S 37-60
快 多 高 好 中
C2S 15-37
慢 少
早低后高
好 较大
C3A 7-15 最快 最多 低 差 大
C4AF 10-18
快 较多
低 极好
小
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硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化
水化 水化机理 石膏调节凝结时间的原理 水化产物
水泥按用途可分为通用水泥、专用水泥和特 性水泥。
通用水泥
专用水泥 特性水泥
• 硅酸盐水泥
• 砌筑水泥 • 快硬水泥
• 普通硅酸盐水泥 • 油井水泥 • 膨胀水泥
• 矿渣硅酸盐水泥
• 抗硫酸盐水泥
• 火山灰质硅酸盐水泥
• 中热水泥
• 粉煤灰硅酸盐水泥
• 复合水泥
水泥按化学成分可分为硅酸盐水泥、铝酸 盐水泥和硫酸盐水泥。
表3.2.1 硅酸盐水泥的矿物组成
组成
化学分子式
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 4CaO·Al2O3·Fe2O3
缩写 C3S C2S C3A C4AF
（1）硅酸二钙
硅酸二钙的化学成分为2ＣaＯ·ＳiＯ2，其简写为 C2S，约占水泥熟料总量的15％～37％。硅酸二钙遇 水后反应较慢，水化热也较低。它不影响水泥的凝结， 对水泥的后期强度起主要作用。
水泥中各熟料矿物的含量，决定着水泥某 一方面的性能。改变熟料矿物成分之间的比例， 水泥的性质就会发生相应的变化。如果提高硅 酸三钙的相对含量，可制得高强水泥和早强水 泥；如果提高硅酸二钙的相对含量，同时适当 降低硅酸三钙和铝酸三钙的相对含量，可制得 低热水泥或中热水泥。
表3.2.2 矿物组成性质
1450℃
Raw material Grinding
Grinding Clinker
PⅠ
Gypsum
Mixing materials
PⅡ
Байду номын сангаас
图3.2.1 硅酸盐水泥的生产过程
硅酸盐水泥的矿物组成及特性
硅酸盐水泥的主要矿物组成包括： ➢硅酸三钙 ➢硅酸二钙 ➢铝酸三钙 ➢ 铁铝酸四钙 矿物组成的技术特性见表3.2.1
它的化学成成分复杂，但主要的胶结成分是 水化硅酸钙。
普通硅酸盐水泥强度高、能抗硫酸盐腐蚀、 水化热，也可用于制备砂浆。
为了建筑需要，水泥可做成白色、黑色或其 他各种颜色。
水泥具有以下优点，因此，在土木工程领 域得到广泛的应用。
多样性 低成本
水硬性 水泥的优点
与钢筋 粘结性好
耐久性
可塑性
工艺简单
Back
硅酸盐水泥
一般工程
铝酸盐水泥
快硬、早强。主要用于紧急 抢修工程、早强工程、冬季 施工、抗蚀、抗冻等工程。
硫酸盐水泥
早强、膨胀。适用于抢修工 程、锚固和地下工程等。
Back
硅酸盐水泥生产工艺流程示意图 两磨一烧
熟料
磨细
硅酸盐水泥
P.ⅠP.Ⅱ
熟料
磨细
普通硅酸盐水泥
P.O
熟料
磨细
矿渣硅酸盐水泥
P.S
熟料
磨细
火山灰质硅酸盐水泥
P.P
熟料
磨细
粉煤灰硅酸盐水泥
P.F
熟料
磨细
复合硅酸盐水泥
P.C
尽管水泥的品种很多，但是，工程中90% 以上使用的是硅酸盐水泥。所以，在学习这 一章的内容时，以硅酸盐水泥的内容为基础， 主要学习硅酸盐水泥的组成、技术性质及应 用等知识。在此基础上，再学习其它掺混合 材料的硅酸盐水泥等内容。
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§3.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成 硅酸盐水泥的凝结和硬化 硅酸盐水泥的技术性质 硅酸盐水泥的腐蚀与防护 硅酸盐水泥的特性与应用
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何为硅酸盐水泥？
Mixing materials
Raw materials
Clinker
Portland Cement
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Gypsum
基本要求
重点 ➢ 水泥的腐蚀及防护 ➢ 特性 ➢ 应用
难点 ➢ 水泥水化、凝结和硬化机理 ➢ 各种水泥的异同点
注意事项 ➢ 本章是整个课程的重点 ➢ 联系各种水泥进行学习 ➢ 着重分析它们之间的差异及造成这些差异的原因
第三章 水泥
§3.1 简介
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硅酸盐水泥兴起于19世纪。
它已经成为现在最为重要的一种建筑材料。
（2）硅酸三钙
硅酸三钙的化学成分为３ＣaＯ·ＳiＯ2，其简写 为Ｃ3S。它是硅酸盐水泥熟料中最主要的矿物成分， 约占水泥熟料总量的３６％～６０％。硅酸三钙遇水 后能够很快与水产生水化反应，并产生较多的水化热。 它对促进水泥的凝结硬化，特别是对水泥３～７天内 的早期强度以及后期强度都起主要作用。
（3）铝酸三钙
铝酸三钙的化学成分是３CaO·Al2O3，其简写为 C3 Ａ，约占水泥熟料总量的7～15％。铝酸三钙遇水后反 应极快，产生的热量大而且很集中。铝酸三钙对水泥的 凝结起主导作用，但其水化产物强度较低，主要对水泥 的早期强度有所贡献。
（4）铁铝酸四钙
铁铝酸四钙的化学成分为４CaO·Al2O3·Fe2O3，其简 写为Ｃ4AF，约占水泥熟料总量的10％～18％。铁铝酸 四钙遇水时水化反应也很快，水化热较低，水化产物的 强度不高，对水泥石的抗压强度贡献不大，主要对抗折 强度贡献较大。
凡由硅酸盐水泥熟料、0～5%石灰或 熟化高炉矿渣、适量石膏共同磨细制 的水硬性胶凝材料。
硅酸盐水泥代号PⅠ、PⅡ PⅠ表示不掺混合材料的硅酸盐水泥 PⅡ表示混合材料掺量不超过5%的硅
酸盐水泥
硅酸盐水泥的生产简述及其矿物组成
Limestone
Clay
Iron ore powder
Bleeding
第三章
水泥
目录
基本要求 3.1 简介 3.2 硅酸盐水泥 3.3 掺混合材料的硅酸盐水泥
基本要求
内容 ➢ 主要介绍水泥的分类、优点及生产。
➢ 主要介绍硅酸盐水泥及掺加混合料的硅酸盐水 泥，包括：定义、组成、水化、凝结与硬化、 实验和技术性质、腐蚀与防护、特性和应用。
重点 ➢ 6种硅酸盐水泥的定义 ➢ 硅酸盐水泥的矿物组成 ➢ 水泥水化、凝结与硬化机理 ➢ 技术性质及测试方法