石灰与水泥-硅酸盐水泥（建筑材料）

硅酸盐水泥1.水泥的概述按其矿物组成，水泥可分为

硅酸盐系列、铝酸盐系列、硫铝酸盐系列、铁铝酸盐系列、氟铝酸盐系列等。按其用途和特性又可分为：

通用水泥

专用水泥

特性水泥。本章重点介绍通用水泥分类：按混合材种类及数量进行分类矿渣硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥火山灰酸盐水泥粉煤灰硅酸盐水泥通用水泥复合硅酸盐水泥快硬性水泥水化热水泥耐高温型水泥低碱水泥抗硫酸盐水泥膨胀水泥特种水泥分类特种水泥道路水泥大坝水泥砌筑水泥专用水泥专用水泥分类

硅酸盐水泥2.硅酸盐水泥的组成按其矿物组成，水泥可分为

硅酸盐系列、铝酸盐系列、硫铝酸盐系列、铁铝酸盐系列、氟铝酸盐系列等。按其用途和特性又可分为：

通用水泥

专用水泥

特性水泥。本章重点介绍以硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。“两磨一烧”将各种原料经配比后粉磨成生料后再入窑进行煅烧成熟料，熟料中加入适量石膏粉磨后就是P·I类硅酸盐水泥。一、

硅酸盐水泥的原材料和生产工艺石灰质原料CaO黏土质原料SiO2、Al2O3、Fe2O3校正原料生料熟料石膏石灰石或粒化矿渣按比例混合磨细煅烧1450℃水泥磨细“两磨一烧”石灰粘土压碎机混合器窑磨粉机水泥粉末加入石膏生料SiO2CaO化合反应800～1450℃Al2O3Fe2O32CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O3二、硅酸盐水泥熟料矿物组成硅酸盐水泥熟料矿物组成矿物组成化学组成常用缩写大致含量（%）硅酸三钙3CaO·SiO2C3S35～65硅酸二钙2CaO·SiO2C2S10～40铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A0～15铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF5～15矿物组成硅酸三钙（C3S）硅酸二钙（C2S）铝酸三钙（C3A）铁铝酸四钙（C4AF）与水反应速度中慢快中水化热中低高中对强度的作用早期良差良良后期良优中中耐化学侵蚀性中良差优干缩性中小大小各组分比例不同，水泥技术性质发生相应变化，可根据工程需要，改变组分可制备不同性能的水泥。矿物组成水泥性能应用C3S↑高强结构工程C3A、C3S↓,C2S↑水化热低大体积砼C3S、C3A↑快硬高强抢修工程组成-性能-应用

硅酸盐水泥3.硅酸盐水泥的水化与凝结硬化一、水泥的水化（1）2(3CaO·SiO2)+6H2O═3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2（2）2(2CaO·SiO2)+4H2O═3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2（3）3CaO·Al2O3+6H2O═3CaO·Al2O3·6H2O（4）4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O═3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O（5）3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+20H2O═3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O硅酸盐水泥的主要水化产物水化产物分子式名称所占比例(%)3CaO·2SiO2·3H2O水化硅酸钙703Ca(OH)2氢氧化钙203CaO·Al2O3·6H2O水化铝酸钙不定CaO·Fe2O3·H2O水化铁酸一钙不定3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）不定硅酸盐水泥凝结硬化的特点

1．放热反应

2．凝结硬化速度3－7天内较快，大致28天完成基本部分，完成全过程需几年，甚至几十年时间。

二、硅酸盐水泥的凝结硬化【讨论】为什么生产水泥时要加入适量的石膏？【结论】为了调节（延缓）水泥凝结时间。

过少，起不到缓凝的作用过多，会引起安定性不良【讨论】石膏掺量为什么要适量？

仔细观察。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热的差别。观察与讨论矿物组成C3SC2SC3AC4AFA水泥6015169B水泥47281015【结论】A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期强度及水化热都较高，故A水泥的早期强度与水化热高于B水泥。

[工程实例分析]挡墙开裂与水泥的选用

现象：某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下：

C3SC2SC3AC4AF61%14%14%11%【结论】由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土中，混凝土的整体温度高，以后混凝土温度随环境温度下降，混凝土产生冷缩，造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。影响凝结硬化的主要因素1.熟料中的矿物组成2.细度3.环境、温度和湿度4.石膏掺量5.龄期6.外加剂习题常用的水泥品种工程造价01硅酸盐水泥概述03

硅酸盐水泥熟料矿物组成02硅酸盐水泥的原材料和生产石灰的原料、生产、熟化、硬化04硅酸盐水泥的水化与凝“两磨一烧”将各种原料经配比后粉磨成生料后再入窑进行煅烧成熟料，熟料中加入适量石膏粉磨后就是P·I类硅酸盐水泥。石灰质原料CaO黏土质原料SiO2、Al2O3、

Fe2O3校正原料生料熟料石膏石灰石或粒化矿渣按比例混合磨细煅烧1450℃水泥磨细“两磨一烧”石灰质原料CaO黏土质原料SiO2、Al2O3、

Fe2O3校正原料生料熟料石膏石灰石或粒化矿渣按比例混合磨细煅烧1450℃水泥磨细“两磨一烧”总结常用的水泥品种工程造价01硅酸盐水泥概述03

硅酸盐水泥熟料矿物组成02硅酸盐水泥的原材料和生产石灰的原料、生产、熟化、硬化04硅酸盐水泥的水化与凝一、水泥的分类二、硅酸盐水泥的定义1、水泥的分类按照用途与性能分类（1）通用水泥：硅酸盐系列水泥（2）专用水泥：油井水泥、砌筑水泥、道路水泥（3）特性水泥：快硬水泥、膨胀水泥按主要水硬性物质分类硅酸盐系列水泥、氯酸盐系列水泥、硫铝酸盐系列水泥、铁铝酸盐系列水泥2、硅酸盐水泥的定义以硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。总结1、水泥的分类通用水泥：硅酸盐系列水泥2、硅酸盐水泥的定义以硅酸盐水泥熟料、适量石膏和混合材料制成的水硬性胶凝材料。常用的水泥品种工程造价01硅酸盐水泥概述03

硅酸盐水泥熟料矿物组成02硅酸盐水泥的原材料和生产石灰的原料、生产、熟化、硬化04硅酸盐水泥的水化与凝结硬化一、水泥的水化二、水泥水化的主要水化产物三、硅酸盐水泥凝结硬化的特点四、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素一、水泥的水化

水泥＋水→具有流动性、可塑性浆体→失去可塑性——凝结随后水泥浆体开始产生强度，→坚硬的水泥石——硬化水化一、水泥的水化1）2(3CaO·SiO2)+6H2O═3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)22）2(2CaO·SiO2)+4H2O═3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)23）3CaO·Al2O3+6H2O═3CaO·Al2O3·6H2O4）4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O═3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O5）3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+20H2O═3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O二、硅酸盐水泥的主要水化产物水化产物分子式名称所占比例(%)3CaO·2SiO2·3H2O水化硅酸钙703Ca(OH)2氢氧化钙203CaO·Al2O3·6H2O水化铝酸钙不定CaO·Fe2O3·H2O水化铁酸一钙不定3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）不定三、硅酸盐水泥凝结硬化的特点

（1）放热反应

（2）凝结硬化速度3－7天内较快，大致28天完成基本部分，完成全过程需几年，甚至几十年时间。三、硅酸盐水泥凝结硬化的特点

为什么生产水泥时要加入适量的石膏？

为了调节（延缓）水泥凝结时间石膏掺量要适量过少，起不到缓凝的作用过多，会引起安定性不良仔细观察。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热的差别。矿物组成C3S/％C2S/％C3A/％C4AF/％A水泥6015169B水泥47281015结论：A水泥的C3S及C3A含量高，而C3S及C3A的早期强度及水化热都较高，故A水泥的早期强度与水化热高于B水泥。

四、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素

（1）熟料中的矿物组成（2）细度（3）环境温度和湿度（4）石膏掺量（5）龄期（6）外加剂总结一、硅酸盐水泥的水化及水化产物水化硅酸钙、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化铁酸一钙、高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）二、硅酸盐水泥凝结硬化的特点（1）放热反应

（2）凝结硬化速度3－7天内较快，大致28天完成基本部分，完成全过程需几年，甚至几十年时间。三、影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素

熟料中的矿物组成、细度、环境温度和湿度、石膏掺量、龄期、外加剂常用的水泥品种工程造价01硅酸盐水泥概述03

硅酸盐水泥熟料矿物组成02硅酸盐水泥的原材料和生产石灰的原料、生产、熟化、硬化04硅酸盐水泥的水化与凝结一、水泥熟料的矿物组成二、水泥熟料矿物的水化特性三、组成-性能-应用生料SiO2CaO化合反应800～1450℃Al2O3Fe2O32CaO·SiO23CaO·SiO23CaO·Al2O34CaO·Al2O3·Fe2O31、硅酸盐水泥熟料矿物组成1、硅酸盐水泥熟料的矿物组成2、水泥熟料矿物的水化特性矿物名称硅酸三钙C3S硅酸二钙C2S铝酸三钙C3A铁铝酸四钙C4AF水化、凝结硬化速度快慢最快快

28d水化热多少最多中强度高早期低，晚期高低低耐腐蚀性差好最差好3、组成-性能-应用矿物组成水泥性能应用C3S↑高强