建筑材料讲义水泥
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量5％的石灰石或粒化高炉矿渣，代号P•II。
2.硅酸盐水泥的原料和生产
原料主要有：石灰质原料（如石灰石、白垩等，主要提供氧 化钙）和粘土质原料（如建筑粘材料土讲、义水页泥 岩等，主要提供氧化硅及 氧化铝与氧化铁），还有少量辅助原料，如铁矿石。
硅酸盐水泥的生产工艺概括起来就是“二磨一烧”，如图所
(2)硅酸二钙
硅酸二钙与水作用时，反应慢，水化放热小，生成水化硅酸钙，也有氢
氧化钙析出：
建筑材料讲义水泥
2C2S+4H2O= C3S2H3 +CH 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故
也称为C-S-H凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。
(3)铝酸三钙
3.硅酸盐水泥的化学和矿物组成
熟料的化学成分见表4.2
建筑材料讲义水泥
①硅酸三钙(简称C3S) ——3CaO·SiO2，含量36～60%。 ②硅酸二钙(简称C2S) ——2CaO·SiO2，含量15～37%。 ③铝酸三钙(简称C3A) ——3CaO·Al2O3，含量7%～15%。 ④铁铝酸四钙(简称C4AF) ——4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量
10%～18%。 前两种矿物称硅酸盐矿物，一般占总量的75～82%。后两种
矿物称溶剂矿物，一般占总量的18％～25％。 还含有少量的游离氧化钙和游离氧化镁及少量的碱(氧化钠和
氧化钾)。
4.1.2 硅酸盐水泥的水化硬化
1.硅酸盐水泥熟料矿物的水化
(1)硅酸三钙
建筑材料讲义水泥
硅酸三钙与水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水 化硅酸钙（C-S-H凝胶）及氢氧化钙：
4.1 硅酸盐水泥
建筑材料讲义水泥
建筑材料讲义水泥
4.1.1 硅酸盐水泥的生产和基本组成
1.硅酸盐水泥的定义与分类 根据GB175－1999，凡是建筑由材料硅讲酸义水盐泥 水泥熟料、0～5％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（即国外通称的波特兰水泥）。 硅酸盐水泥分两种类型： I型硅酸盐水泥：不掺混合材料，代号P•I。 II型硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质
2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH 水化硅酸钙几乎不溶于水，而立即以胶体微粒析出，并逐
渐凝聚而成为凝胶。氢氧化钙呈六方板状晶体析出。
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电镜下的水泥水化产物图
建筑材料讲义水泥
CH Crystal 氢氧化钙晶体
C-S-H 水化硅酸钙凝胶
CMoantsetrruicatliosn14
各种矿物的特性
性能指标
水化速率
凝结硬化速率 放热量
强度
早期 后期
建筑材料讲义水泥 熟料矿物
C3S
C2S
C3A
快
慢
最快
快
慢
快
多
少
最多
高
低
低
高
高
低
C4AF 快，仅次于C3A
快 中 低 低
表中所列各种矿物的放热量和强度，是指全部放热量和最终强度。
建筑材料讲义水泥
矿物组成对早期强度及水化的影响
以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种 硅酸盐水泥的早期强度及水化建筑热材的料讲差义别水。泥
水泥浆扫描电镜照片（7d龄期）
钙矾石
建筑材料讲义水泥
C-S-H
硅酸盐水泥主要水化产物有：水化硅酸钙凝胶、水化铁酸钙 凝胶、氢氧化钙晶体、水建筑化材料铝讲酸义水钙泥 晶体、水化硫铝酸钙晶体。
在完全水化的水泥中： 水化硅酸钙约占70% 氢氧化钙约占20% 水化铝酸钙约占3％ 钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%
铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热甚大，生成水化 铝酸三钙（水石榴石）：建筑材料讲义水泥 C3A+6H2O=C3AH6
水化铝酸三钙为立方晶体，它易溶于水。
(4)铁铝酸四钙
铁铝酸四钙为水作用时，反应也较快，水化放热中等，生成 水化铝酸三钙及水化铁酸建筑钙材料：讲义水泥 C4AF+7H2O =C3AH6+CFH
第04章 水泥
建筑材料讲义水泥
水泥的起源
最早采用具有水硬性胶凝材料制备混凝土的是中国人，而不是多少年来 一直误认为的古罗马人。
建筑材料讲义水泥
据甘肃省考古研究所于1980年和1983年考察，在该省秦安 县的大地湾（西安以西约600公里处）先后发掘出两个大 型住宅遗址，该遗址的地坪系用混凝土建造，经测算距今 已有5千年，相当于“新石器时代”。从大地湾发掘出的 混凝土是用水硬性的水泥所制成。这种水泥以礓石——一 种富含碳酸钙的粘土为原料煅烧而成。
示：
建筑材料讲义水泥
从窑内出来的水泥熟料经冷却后 加入3～5％石膏 (控制水建泥筑材中料讲义水泥 SO3≤3.5％)，在磨机内研细，制 成硅酸盐水泥。
加入石膏的目的是调节水泥的凝 结时间，使之不发生急凝现象。
水泥粉常用纸袋包装，但近年来 已大量改用散装船、散装车输送， 提高了装运效率，降低了成本。
庞贝遗址
建筑材料讲义水泥
建筑材料讲义水泥
目前，世界上水泥的品种已达200多种。解放后，我国水泥产 量快速上升，1985年我国建筑水材料泥讲产义水量泥 已跃居世界第一位，品种 亦达70多种。现在已有100余种。
我国水泥品种虽然很多，但大量使用的是五大品种水泥： 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
为调节水泥凝结时间而掺入的少量石膏，与水化铝酸钙作用， 生成水化硫铝酸钙，也称钙矾石： 3CaO•Al2O3•6H2O+3(CaSO4•2H2O)+19H2O =3CaO•Al2O3•3CaSO4•+31H2O
在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与石膏掺入量有关。 最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表 示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化 为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
古罗马水泥：用含有一定比例粘土成分的石灰石煅烧而成，如古罗马 “庞贝”城遗址。
Portland Cement：1824年，英国泥瓦工约瑟夫.阿斯普丁（Joseph Aspdin） 申报波特兰水泥专利：把粘土和焙烧过的石灰石混合，经煅烧至二氧化 碳释放，将所得到的产物磨细成粉末。由于它硬化后外观象波特兰的石 头，就起名为波特兰水泥。
2.硅酸盐水泥的原料和生产
原料主要有：石灰质原料（如石灰石、白垩等，主要提供氧 化钙）和粘土质原料（如建筑粘材料土讲、义水页泥 岩等，主要提供氧化硅及 氧化铝与氧化铁），还有少量辅助原料，如铁矿石。
硅酸盐水泥的生产工艺概括起来就是“二磨一烧”，如图所
(2)硅酸二钙
硅酸二钙与水作用时，反应慢，水化放热小，生成水化硅酸钙，也有氢
氧化钙析出：
建筑材料讲义水泥
2C2S+4H2O= C3S2H3 +CH 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故
也称为C-S-H凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。
(3)铝酸三钙
3.硅酸盐水泥的化学和矿物组成
熟料的化学成分见表4.2
建筑材料讲义水泥
①硅酸三钙(简称C3S) ——3CaO·SiO2，含量36～60%。 ②硅酸二钙(简称C2S) ——2CaO·SiO2，含量15～37%。 ③铝酸三钙(简称C3A) ——3CaO·Al2O3，含量7%～15%。 ④铁铝酸四钙(简称C4AF) ——4CaO·Al2O3·Fe2O3，含量
10%～18%。 前两种矿物称硅酸盐矿物，一般占总量的75～82%。后两种
矿物称溶剂矿物，一般占总量的18％～25％。 还含有少量的游离氧化钙和游离氧化镁及少量的碱(氧化钠和
氧化钾)。
4.1.2 硅酸盐水泥的水化硬化
1.硅酸盐水泥熟料矿物的水化
(1)硅酸三钙
建筑材料讲义水泥
硅酸三钙与水作用时，反应较快，水化放热量大，生成水 化硅酸钙（C-S-H凝胶）及氢氧化钙：
4.1 硅酸盐水泥
建筑材料讲义水泥
建筑材料讲义水泥
4.1.1 硅酸盐水泥的生产和基本组成
1.硅酸盐水泥的定义与分类 根据GB175－1999，凡是建筑由材料硅讲酸义水盐泥 水泥熟料、0～5％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（即国外通称的波特兰水泥）。 硅酸盐水泥分两种类型： I型硅酸盐水泥：不掺混合材料，代号P•I。 II型硅酸盐水泥：在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质
2C3S+6H2O=C3S2H3+3CH 水化硅酸钙几乎不溶于水，而立即以胶体微粒析出，并逐
渐凝聚而成为凝胶。氢氧化钙呈六方板状晶体析出。
No
Image
电镜下的水泥水化产物图
建筑材料讲义水泥
CH Crystal 氢氧化钙晶体
C-S-H 水化硅酸钙凝胶
CMoantsetrruicatliosn14
各种矿物的特性
性能指标
水化速率
凝结硬化速率 放热量
强度
早期 后期
建筑材料讲义水泥 熟料矿物
C3S
C2S
C3A
快
慢
最快
快
慢
快
多
少
最多
高
低
低
高
高
低
C4AF 快，仅次于C3A
快 中 低 低
表中所列各种矿物的放热量和强度，是指全部放热量和最终强度。
建筑材料讲义水泥
矿物组成对早期强度及水化的影响
以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百分比含量，请分析A、B两种 硅酸盐水泥的早期强度及水化建筑热材的料讲差义别水。泥
水泥浆扫描电镜照片（7d龄期）
钙矾石
建筑材料讲义水泥
C-S-H
硅酸盐水泥主要水化产物有：水化硅酸钙凝胶、水化铁酸钙 凝胶、氢氧化钙晶体、水建筑化材料铝讲酸义水钙泥 晶体、水化硫铝酸钙晶体。
在完全水化的水泥中： 水化硅酸钙约占70% 氢氧化钙约占20% 水化铝酸钙约占3％ 钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%
铝酸三钙与水作用时，反应极快，水化放热甚大，生成水化 铝酸三钙（水石榴石）：建筑材料讲义水泥 C3A+6H2O=C3AH6
水化铝酸三钙为立方晶体，它易溶于水。
(4)铁铝酸四钙
铁铝酸四钙为水作用时，反应也较快，水化放热中等，生成 水化铝酸三钙及水化铁酸建筑钙材料：讲义水泥 C4AF+7H2O =C3AH6+CFH
第04章 水泥
建筑材料讲义水泥
水泥的起源
最早采用具有水硬性胶凝材料制备混凝土的是中国人，而不是多少年来 一直误认为的古罗马人。
建筑材料讲义水泥
据甘肃省考古研究所于1980年和1983年考察，在该省秦安 县的大地湾（西安以西约600公里处）先后发掘出两个大 型住宅遗址，该遗址的地坪系用混凝土建造，经测算距今 已有5千年，相当于“新石器时代”。从大地湾发掘出的 混凝土是用水硬性的水泥所制成。这种水泥以礓石——一 种富含碳酸钙的粘土为原料煅烧而成。
示：
建筑材料讲义水泥
从窑内出来的水泥熟料经冷却后 加入3～5％石膏 (控制水建泥筑材中料讲义水泥 SO3≤3.5％)，在磨机内研细，制 成硅酸盐水泥。
加入石膏的目的是调节水泥的凝 结时间，使之不发生急凝现象。
水泥粉常用纸袋包装，但近年来 已大量改用散装船、散装车输送， 提高了装运效率，降低了成本。
庞贝遗址
建筑材料讲义水泥
建筑材料讲义水泥
目前，世界上水泥的品种已达200多种。解放后，我国水泥产 量快速上升，1985年我国建筑水材料泥讲产义水量泥 已跃居世界第一位，品种 亦达70多种。现在已有100余种。
我国水泥品种虽然很多，但大量使用的是五大品种水泥： 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
为调节水泥凝结时间而掺入的少量石膏，与水化铝酸钙作用， 生成水化硫铝酸钙，也称钙矾石： 3CaO•Al2O3•6H2O+3(CaSO4•2H2O)+19H2O =3CaO•Al2O3•3CaSO4•+31H2O
在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与石膏掺入量有关。 最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表 示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化 为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
古罗马水泥：用含有一定比例粘土成分的石灰石煅烧而成，如古罗马 “庞贝”城遗址。
Portland Cement：1824年，英国泥瓦工约瑟夫.阿斯普丁（Joseph Aspdin） 申报波特兰水泥专利：把粘土和焙烧过的石灰石混合，经煅烧至二氧化 碳释放，将所得到的产物磨细成粉末。由于它硬化后外观象波特兰的石 头，就起名为波特兰水泥。