水泥和外加剂常识

水泥和外加剂常识北京尼卡高分子材料有限公司

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SiO

2

19-24%

氧化铝A1

2 O

3

4-7%

氧化铁Fe

2 O

3

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

R 2O(水泥的碱含量)=Na

2

O(氧化钠)+0.658 K

2

O (氧化钾)

（3）矿物成分：硅酸三钙C

3

S 37-60％

硅酸二钙C

2

S 15-37％

铝酸三钙C

3

A 7-15％

铁铝酸四钙C

4

AF 10-18％熟料中的矿物成分的特点：水化速度由快到慢

C

3

A-C

3

S-C

4

AF-C

2

S

放热量的大小为：铝酸三钙C

3

A 867J／g

硅酸三钙C

3

S 502J／g

铁铝酸四钙C

4

AF 419J／g

硅酸二钙C

2

S 216J／g

对水泥强度的贡献：硅酸三钙C

3

S 硬化快，强度高

铝酸三钙C

3

A 硬化快，强度不高

铁铝酸四钙C

4

AF 对抗折强度贡献大

硅酸二钙C

2

S 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C

3

A

硅酸三钙C

3

S

铁铝酸四钙C

4

硅酸二钙C

2

S

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C

3A+H

2

O 水化铝酸钙(CAH)

②硅酸三钙C

3S＋H

2

O 水化硅酸钙(CSH)板

状层状晶体

③铁铝酸四钙C

4AF+H

2

O 水化铝酸钙（CAH）

和水铁酸钙（CFH）

④硅酸二钙C

2S+H

2

O 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+H

2

O 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·A1

2O

3

·3CaSO

4

·31H

2

O

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C

3

A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C

3

A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C

3

A

实际上是在石膏存在的情况下反应的。C

3A+3CaSO

4

当石膏消耗完毕后，水泥中尚未水化的C

3

A与AFt生

成单硫性水化铝酸钙AFm (3CaO·A1

2O

3

·3 CaSO

4

·12 H

2

O)。

铁铝酸四钙的水化和C

3

A相似，在有石膏存在时，其

反应与C

3

A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。