第三章水泥

二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性
．水泥熟料主要矿物与水作用时的特性
①磨细后能与水发生水化反应，生成具有水硬 性的水化产物。
②、、水化快，水化慢，

＞＞＞
③水化反应过程中会放出热量, 、放热量大， ＞＞＞
④早期强度和后期强度均较高，早期强度低， 后期强度高。、强度均不高。四个矿物的强度
3 C a A 2 O 3 l6 H 2 O 3 (Ca 42 S H 2 O O ) 1H 9 2 O 3 C a A 2 O 3 l3 Ca 43 S H 1 2 O
一、硅酸盐水泥的水化
钙矾石呈针状（或柱状）晶体，它难溶于水。 当石膏耗尽后，钙钒石将与水化铝酸钙反应 生成单硫型水化硫铝酸钙晶体（以表示）：
图 水泥熟料各矿物的强度增长曲线
图 水泥熟料各矿物的放热曲线
第二节 硅酸盐水泥的硬化机理
水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性和流动 性的浆体，经过一定时间，水泥浆体逐渐变稠 失去可塑性，这一过程称为凝结。随着时间继 续增长，水泥产生强度且逐渐提高，并形成坚 硬的石状体——水泥石，这一过程称为硬化。
水泥的凝结与硬化是一个连续的复杂的物 理化学变化过程，这些变化决定了水泥一系列 的技术性能。因此，了解水泥的凝结与硬化过 程，对于了解水泥的性能有着重要的意义。
一、硅酸盐水泥的水化
水泥颗粒与水接触后，水泥熟料各矿物立即 与水发生水化作用，生成新的水化物，并放 出一定的热量。
一、硅酸盐水泥的水化
按使用性质及分为三种类型：

一、通用水泥：通用硅酸盐水泥,

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、复合硅酸盐水泥；

二、专用水泥：道路硅酸盐水泥、砌筑水泥
第五章 水 泥
第一节 硅酸盐水泥的基本组成与生产原理 第二节 硅酸盐水泥的硬化机理 第三节 硅酸盐水泥的技术性质及其性能特点 第四节 掺混合材料的硅酸盐水泥 第五节 常用水泥的选用原则 第六节 其它品种水泥
第一节 硅酸盐水泥的基本组成与生产原理
定义：凡是由硅酸盐水泥熟料、％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(国外称波特兰水泥)。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺混合材料的为型硅酸 盐水泥，代号·；在硅酸盐水泥熟料中掺加不超过 水泥质量％的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的为 型硅酸盐水泥，代号·。
水泥 水 水化产物
二、硅酸盐水泥的凝结硬化
水泥颗粒的水化是从表面向内部进行的，水化程度受 水和水化物的扩散所控制，水泥颗粒的内核很难完全 水化。因此。硬化的水泥石是由水化产物(凝胶体和 结晶体)、未水化的水泥颗粒、水和孔隙(毛细孔和凝 胶孔)组成的。水泥石的工程性质决定于水泥石的组 成和结构。
水泥的凝结硬化过程，也是水泥强度发展的过程。水 泥的水化是随着时间的延长而不断进行的，水化产物 也会不断增加并填充毛细孔，使毛细孔孔隙率减少， 凝胶孔孔隙率增大。水泥加水拌合后的前的水化速度 较快，强度发展也快，随后水化速度减慢，强度增加 幅度减小。
3 C a A 2 O 3 lCa 4 1 S H 2 2 O
铁铝酸四钙与水反应后生成水化铝酸钙晶体 和水化铁酸钙凝胶体。
一、硅酸盐水泥的水化
综上所述，硅酸盐水泥与水作用后，生成的主要水化产 物有两类：
凝胶体：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶体； 晶体：氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。 由于水泥熟料中硅酸三钙和硅酸二钙的含量高，所以在
一、硅酸盐水泥的生产工艺概述 二、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性
一、硅酸盐水泥的生产工艺概述
CaO、 CO2
石灰石 粘土
按比例混
合、磨细 生 料
煅烧 （约（）
石膏
磨细
熟料
水泥
铁矿粉
SiO2、 Al2O3、 Fe2O3
校正原料
Fe2O3
混合材料
一、硅酸盐水泥的生产工艺概述
水泥生产线示意图：
三、影响水泥凝结和硬化的主要因素
.水泥熟料的矿物组成 水泥中和含量越高，凝结硬化也越快。 .水泥的细度 水泥越细，颗粒就越小，其与水接触的面积也就越大，
则水化速度越快，凝结硬化也越快。 ．水泥浆体的水灰比 水灰比是拌制水泥浆时水与水泥的质量之比，水泥完
全水化所需的用水量约为水泥质量的％，但这样的水 量很难形成具有足够流动性的浆体，因而实际工程中 必须加入较多的水，以便取得较好的塑性。 水灰比决定了水泥浆体的稠度，水灰比越大，则水泥
.生料贮存；.磨细设施； .生料混合设施；.预热预煅烧装 置；.回转窑；.熟料贮存；.外加剂；.熟料磨细；. 水泥贮 存灌装
二、硅酸盐水泥熟料的矿物组
. 硅酸盐水泥熟成料及的其矿物特组性成
硅酸三钙 ·（）：～， 硅酸二钙 ·（）：～， 铝酸三钙 ·（）：～， 铁铝酸四钙 ··（）：～。
硅酸三钙和硅酸二钙称为硅酸钙矿物， 一般占总量的％～％(国家标准中规定不小于 , 与的质量比不小于)。
水化硅酸钙几乎不溶于水，形成后立即以胶体微粒析 出，并逐渐凝聚而成为凝胶体。
氢氧化钙呈六方晶体。由于氢氧化钙可溶于水，但溶 解度不大，所以溶液的浓度很快达到饱和状态。
因此，各矿物成分的水化主要ห้องสมุดไป่ตู้在饱和溶液中进行的。 式中水化硅酸钙的组成只是理论上的组成，实际上各 氧化物之间的比例是不确定的，通常随水化时的温度、 溶液中的浓度等因素的变化而变化。
完全水化的水泥石中，水化硅酸钙凝胶体约占％，而氢 氧化钙约占％，钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占％。
水泥浆扫描电镜照片（龄期）
钙矾石
硬化前 未水化水 泥颗粒 水
钙矾石
水灰比
二、硅酸盐水泥的凝结硬化
水泥 浆
开始 凝结
初凝时间
凝结 完全 硬化 人工
凝结
石材
终凝时间
水泥 水
水泥 水 水化产物
水泥 水 水化产物
电镜下的水泥水化产物图 氢氧化钙晶体
水化硅酸钙 凝胶
一、硅酸盐水泥的水化
水化铝酸钙为立方晶体。由于铝酸三钙的水化、凝结 和硬化速度很快，为了调节水泥的凝结时间，在水泥 中掺入了少量石膏。铝酸三钙水化后形成的水化铝酸 钙会与石膏作用，生成三硫型水化硫铝酸钙，也称钙 矾石晶体（以表示），其反应式如下：