水泥和外加剂常识

水泥和外加剂常识山西凯迪建材有限公司

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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CaO 60-67%

氧化硅SiO2 19-24%

氧化铝A12 O 34-7%

氧化铁Fe2 O3 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R2O(水泥的碱含量)=Na2O(氧化钠)+0.658 K2O (氧化钾) （3）矿物成分：硅酸三钙C3 S 37-60％

硅酸二钙C2S 15-37％

铝酸三钙C3A 7-15％

铁铝酸四钙C4AF 10-18％熟料中的矿物成分的特点：水化速度由快到慢

C3A-C3 S-C4AF-C2S

放热量的大小为：铝酸三钙C3A 867J／g

硅酸三钙C3S 502J／g

铁铝酸四钙C4AF 419J／g

硅酸二钙C2S 216J／g

对水泥强度的贡献：硅酸三钙C3 S 硬化快，强度高

铝酸三钙C3A 硬化快，强度不高

铁铝酸四钙C4AF 对抗折强度贡献大

硅酸二钙C2S 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

冷却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)

料强度的关键所在）

铝酸三钙C3A

硅酸三钙C3 S

铁铝酸四钙C4

硅酸二钙C2S

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

粉碎磨细配料

硅酸盐水泥熟料

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C3A+H2O 水化铝酸钙(CAH)

②硅酸三钙C3S＋H2O 水化硅酸钙(CSH)

板状层状晶体

③铁铝酸四钙C4AF+H2O 水化铝酸钙

（CAH）和水铁酸钙（CFH）

④硅酸二钙C2S+H2O 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+H2O AFm(低硫铝酸钙)晶体，能溶于水、碱式盐

水泥的颗粒大多<0.08mm

AFt 3CaO·A12O3·3CaSO4·31H2O

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C3A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C3A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C3A实际上是在石膏存在的情况下反应的。C3A+3CaSO4当石膏消耗完毕后，水泥中尚未水化的C3A与AFt 生成单硫性水化铝酸钙AFm (3CaO·A12O3·3 CaSO4·12 H2O)。

铁铝酸四钙的水化和C3A相似，在有石膏存在时，其反应与C3A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。