建筑材料水泥课件
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水泥孰料矿物的强度增长曲线
5.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的水化反应
2(3CaO SiO 2 ) 6H2O 3CaO 2SiO 2 3H2O 3Ca(OH) 2 2(2CaO SiO 2 ) 4H 2O 3CaO 2SiO 2 3H 2O Ca(OH) 2
3CaO Al2O3 6H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O 4CaO Al2O3 Fe2O3 7H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O CaO Fe2O3 H2O
标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性 强度 水化热
测定: 比表面积法（单位质量的 粉末所具有的总表面积）
《 通 用 硅 酸 盐 水 泥 》 （ GB2007 ） 规定：硅酸盐水泥比表面积应大于 300㎡/kg。
5.2 硅酸盐水泥
水泥主要技术性质
细度 标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性 强度 水化热
火山灰质混合材20~50%
粉煤灰硅酸 盐水泥
P·F
硅酸盐水泥 适量（控制S 熟料55~78% O3<3.5%）
粉煤灰20~40%
掺两种或两种以上混合材料，总掺
复合硅酸盐 水泥
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P·C
硅酸盐水泥 熟料45~83%
适量（控制S O3<3.5%）
量 按 质 量 百 分 比 计 为 15~50% ， 允 许用<8%的窑灰代替部分混合材料 ，掺矿渣时，混合材掺量不得与矿
适量（控制S 掺加不超过水泥质量5%的石 O3<3.5%） 灰石或粒化高炉矿渣混合材
普通硅酸盐水泥
P·O
硅酸盐水 泥熟料80
~92%
适量（控制S O3<3.5%）
掺6~15%混合材。活性混合 材<15%（允许用窑灰<5%或 非活性混合材<10%代替）， 非活性混合材<10%
5.1 概述
常用水泥品种（续表）
步发展，填充毛细孔(硬化)
1—水泥颗粒；2—水分；3—凝胶；4—晶体； 5—水泥颗粒的未水化内核；6—毛细孔
5.2 硅酸盐水泥
水泥凝结硬化阶段
凝结硬化阶 段
一般的放热反应速度
一般的持续 时间
主要的物理化学变化
初始反应期
168 kJ/(kg·h)
5～10 min
初始溶解和水化
潜伏期 凝结期 硬化期
4.2 kJ/(kg·h)
渣水泥重复
5.2 硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料、05%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 （波特兰水泥）。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型硅 酸盐水泥，其代号为P·。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加 不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称 型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅱ。
5.2 硅酸盐水泥
生产工艺流程（简称为“两磨一烧”）： 制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥
石灰质原料
黏土质原料 辅助原料
配料
煅烧
生料
熟料
磨细
1450℃
石膏
磨细 水 泥
5.2 硅酸盐水泥
5.2 硅酸盐水泥
5.2 硅酸盐水泥
5.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下：
硅酸三钙 3CaOSiO2 硅酸二钙 2CaOSiO2 铝酸三钙 3CaOAl2O3 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3
水泥净浆达到标准稠度 时，所需的拌和水量（以占 水泥质量的百分比表示）， 称为标准稠度用水量（也称 需水量）。
硅酸盐水泥的标准稠度 用 水 量 ， 一 般 在 24% ～ 30% 。 当其他条件相同时，水泥的 标准稠度用水量越小越好。
5.2 硅酸盐水泥
水泥主要技术性质
细度 标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性
在6 h内逐渐增加到 21 kJ/(kg·h)
在24 h内逐渐降低到 4.2 kJ/(kg·h)
1h 6h 6 h至若干年
凝胶体膜层围绕水泥 颗粒成长
膜层破裂，水泥颗粒 进一步水化
凝胶体填充毛细孔
注：初始反应期和潜伏期也可合称为诱导期。
5.2 硅酸盐水泥
水泥主要技术性质
细度
细度是指水泥颗粒的粗细程度。
第五章 水泥
5.1 概述
凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆 体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能 将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的
水硬性胶凝材料，统称为水泥。
5.1 概述
水泥
化学成分
性能 和用途
硅酸盐系列水泥 铝酸盐系列水泥 硫铝酸盐系列水泥 铁铝酸盐系列水泥 通用水泥
用于—般土木工程的水泥，如普通硅酸盐水泥
水泥品种
水泥 代号
熟料
水泥组成 石膏
混合材
粒 化 高 炉 矿 渣 20~70% ， 允 许 用 石
矿渣硅酸盐 水泥
P·S
硅酸盐水泥 适量（控制S 灰石、窑灰和火山灰质混合材中的 熟料25~78% O3<4%） 一种材料代替，代替数量<8%，替
代后水泥中粒化高炉矿渣>20%
火山灰质硅 酸盐水泥
P·P
硅酸盐水泥 适量（控制S 熟料45~78% O3<3.5%）
初凝：自加水拌和起，到标稠 净浆开始失去可塑性所需的时间。
终凝：自加水拌和起，到标稠 净浆完全失去可塑性，并产生强度 所需的时间。
C3S C2S C3A C4AF
含量 37%60% 含量 15%37% 含量 7%15% 含量 10% 18%
5.2 硅酸盐水泥
各种熟料矿物单独与水作用时表现出的特征
名称
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
凝结硬化速度
快
慢
最快
快
28d水化放热量
多
少
最多
中
强度
高
早期低、后 期高
低
低
5.2 硅酸盐水泥
专用水泥
专门用途的水泥，如砌筑水泥、道路水泥
特性水泥
某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥
5.1 概述
常用水泥品种
水泥品种
水泥 代号
熟料
水泥组成 石膏
混合材
Ⅰ型硅酸盐水泥
P·Ⅰ
硅酸盐水 泥熟料95
~98%
适量（控制S O3<3.5%）
不掺任何混合材
Ⅱ型硅酸盐水泥
P·Ⅱ
硅酸盐水 泥熟料90
~97%
5.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的水化与凝结硬化
凝结：水泥加水拌成水泥浆，逐渐变稠失去塑 性，但无强度，这一进程叫水泥凝结。
硬化：强度逐渐提高，变成坚硬的水泥石，这 一过程称为水泥硬化。
碳化：在空气中表面，Ca(OH)2与CO2反应生成 CaCO3被称为碳化。
5.2 硅酸盐水泥
水泥凝结硬化过程
（a）分散在水中未水化的水泥颗粒；（b）在水泥颗粒表面形成水 化物膜层；（c）膜层长大并互相连接（凝结）；（d）水化物进一
5.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的水化反应
2(3CaO SiO 2 ) 6H2O 3CaO 2SiO 2 3H2O 3Ca(OH) 2 2(2CaO SiO 2 ) 4H 2O 3CaO 2SiO 2 3H 2O Ca(OH) 2
3CaO Al2O3 6H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O 4CaO Al2O3 Fe2O3 7H 2O 3CaO Al2O3 6H 2O CaO Fe2O3 H2O
标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性 强度 水化热
测定: 比表面积法（单位质量的 粉末所具有的总表面积）
《 通 用 硅 酸 盐 水 泥 》 （ GB2007 ） 规定：硅酸盐水泥比表面积应大于 300㎡/kg。
5.2 硅酸盐水泥
水泥主要技术性质
细度 标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性 强度 水化热
火山灰质混合材20~50%
粉煤灰硅酸 盐水泥
P·F
硅酸盐水泥 适量（控制S 熟料55~78% O3<3.5%）
粉煤灰20~40%
掺两种或两种以上混合材料，总掺
复合硅酸盐 水泥
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P·C
硅酸盐水泥 熟料45~83%
适量（控制S O3<3.5%）
量 按 质 量 百 分 比 计 为 15~50% ， 允 许用<8%的窑灰代替部分混合材料 ，掺矿渣时，混合材掺量不得与矿
适量（控制S 掺加不超过水泥质量5%的石 O3<3.5%） 灰石或粒化高炉矿渣混合材
普通硅酸盐水泥
P·O
硅酸盐水 泥熟料80
~92%
适量（控制S O3<3.5%）
掺6~15%混合材。活性混合 材<15%（允许用窑灰<5%或 非活性混合材<10%代替）， 非活性混合材<10%
5.1 概述
常用水泥品种（续表）
步发展，填充毛细孔(硬化)
1—水泥颗粒；2—水分；3—凝胶；4—晶体； 5—水泥颗粒的未水化内核；6—毛细孔
5.2 硅酸盐水泥
水泥凝结硬化阶段
凝结硬化阶 段
一般的放热反应速度
一般的持续 时间
主要的物理化学变化
初始反应期
168 kJ/(kg·h)
5～10 min
初始溶解和水化
潜伏期 凝结期 硬化期
4.2 kJ/(kg·h)
渣水泥重复
5.2 硅酸盐水泥
凡由硅酸盐水泥熟料、05%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 （波特兰水泥）。
硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称型硅 酸盐水泥，其代号为P·。在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加 不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称 型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅱ。
5.2 硅酸盐水泥
生产工艺流程（简称为“两磨一烧”）： 制备生料、煅烧熟料、粉磨水泥
石灰质原料
黏土质原料 辅助原料
配料
煅烧
生料
熟料
磨细
1450℃
石膏
磨细 水 泥
5.2 硅酸盐水泥
5.2 硅酸盐水泥
5.2 硅酸盐水泥
5.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的主要熟料矿物的名称和含量范围如下：
硅酸三钙 3CaOSiO2 硅酸二钙 2CaOSiO2 铝酸三钙 3CaOAl2O3 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3
水泥净浆达到标准稠度 时，所需的拌和水量（以占 水泥质量的百分比表示）， 称为标准稠度用水量（也称 需水量）。
硅酸盐水泥的标准稠度 用 水 量 ， 一 般 在 24% ～ 30% 。 当其他条件相同时，水泥的 标准稠度用水量越小越好。
5.2 硅酸盐水泥
水泥主要技术性质
细度 标准稠度用水量 凝结时间 体积安定性
在6 h内逐渐增加到 21 kJ/(kg·h)
在24 h内逐渐降低到 4.2 kJ/(kg·h)
1h 6h 6 h至若干年
凝胶体膜层围绕水泥 颗粒成长
膜层破裂，水泥颗粒 进一步水化
凝胶体填充毛细孔
注：初始反应期和潜伏期也可合称为诱导期。
5.2 硅酸盐水泥
水泥主要技术性质
细度
细度是指水泥颗粒的粗细程度。
第五章 水泥
5.1 概述
凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆 体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能 将砂、石等散粒或纤维材料牢固地胶结在一起的
水硬性胶凝材料，统称为水泥。
5.1 概述
水泥
化学成分
性能 和用途
硅酸盐系列水泥 铝酸盐系列水泥 硫铝酸盐系列水泥 铁铝酸盐系列水泥 通用水泥
用于—般土木工程的水泥，如普通硅酸盐水泥
水泥品种
水泥 代号
熟料
水泥组成 石膏
混合材
粒 化 高 炉 矿 渣 20~70% ， 允 许 用 石
矿渣硅酸盐 水泥
P·S
硅酸盐水泥 适量（控制S 灰石、窑灰和火山灰质混合材中的 熟料25~78% O3<4%） 一种材料代替，代替数量<8%，替
代后水泥中粒化高炉矿渣>20%
火山灰质硅 酸盐水泥
P·P
硅酸盐水泥 适量（控制S 熟料45~78% O3<3.5%）
初凝：自加水拌和起，到标稠 净浆开始失去可塑性所需的时间。
终凝：自加水拌和起，到标稠 净浆完全失去可塑性，并产生强度 所需的时间。
C3S C2S C3A C4AF
含量 37%60% 含量 15%37% 含量 7%15% 含量 10% 18%
5.2 硅酸盐水泥
各种熟料矿物单独与水作用时表现出的特征
名称
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
凝结硬化速度
快
慢
最快
快
28d水化放热量
多
少
最多
中
强度
高
早期低、后 期高
低
低
5.2 硅酸盐水泥
专用水泥
专门用途的水泥，如砌筑水泥、道路水泥
特性水泥
某种性能比较突出的水泥，如快硬硅酸盐水泥
5.1 概述
常用水泥品种
水泥品种
水泥 代号
熟料
水泥组成 石膏
混合材
Ⅰ型硅酸盐水泥
P·Ⅰ
硅酸盐水 泥熟料95
~98%
适量（控制S O3<3.5%）
不掺任何混合材
Ⅱ型硅酸盐水泥
P·Ⅱ
硅酸盐水 泥熟料90
~97%
5.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥的水化与凝结硬化
凝结：水泥加水拌成水泥浆，逐渐变稠失去塑 性，但无强度，这一进程叫水泥凝结。
硬化：强度逐渐提高，变成坚硬的水泥石，这 一过程称为水泥硬化。
碳化：在空气中表面，Ca(OH)2与CO2反应生成 CaCO3被称为碳化。
5.2 硅酸盐水泥
水泥凝结硬化过程
（a）分散在水中未水化的水泥颗粒；（b）在水泥颗粒表面形成水 化物膜层；（c）膜层长大并互相连接（凝结）；（d）水化物进一