4、C4AF 反应与C3A类似。 C4AF +22 H + 4CH== C4AH13 + C4FH13 C4AH13 + C4FH13 + 6CSH2 + 28H
== C3A. 3CS. H32 + C3A. 3CS. H32 + 2CH C3A. 3CS. H32 + C3A. 3CS. H32 + 4 C4AH13 == 3 C3A. CS. H12 + 3C3A. CS. H12 + 4CH + 40H 5、综合水化特征 Cement + H2O —— C3A立即反应 C3S、C4AF迅速反应
C2S反应较慢 —————————— 开始水化
几分钟后即生成 AFt, C-S-H, CH, C4AH13
6、水化产物形态 C-S-H：凝胶，针状、片状、花瓣状 AFt ：晶体，针状 C4AH13 ：晶体，六角板状 CH：晶体，六角板状
（二）凝结与硬化 1、水化产物的特征 C-S-H：凝胶，几乎不溶于水，网状高强度结构 AFt ：晶体，强度较低， C4AH13 ：晶体，难溶于水，包裹水泥颗粒 CH：可溶性晶体，强度、耐水性与耐腐蚀性差
2、凝结硬化 1）水化反应的初始反应期 5-10min后，水化产物在水泥颗粒表面形成膜，主要为 水化硫铝酸钙和水化硅酸钙
2）水化反应 水化产物在水泥颗粒表面形成膜，水化速度减慢， 浆体变干稠，流动性基本不变。 3）水化反应凝结期 潜伏期结束后，水泥浆开始凝结（初凝）， 1-6小时内,重复包裹与破裂，开始失去塑性。
对闪凝的控制：加石膏 CaSO4. 2H2O
（3）生成高硫型水化硫铝酸钙 C4AH13 + 3CSH2 + 14H == C3A. 3CS. H32 + CH 其中， C3A. 3CS. H32 ：水化硫铝酸钙，高硫型 又称钙矾石，或AFt （4）石膏耗尽，生成低硫型水化硫铝酸钙 C3A. 3CS. H32 + 2 C4AH13 == 3 C3A. CS. H12 + 2CH + 20H 其中， C3A. CS. H12 ：低硫型水化硫铝酸钙 AFm
二、硅酸盐水泥的生产 一）原料组成： SiO2、Al2O3 ———粘土 CaO —————— 石灰石 Fe2O3 ——————铁矿石 二）生产工艺 原料 —— —— 熟料 —— 水泥 条件 条件 条 件 (配料、磨细)(1450C煅烧) (加石膏、磨细)
三、硅酸盐水泥熟料
Clinker
粉煤灰硅酸盐水泥
复合硅酸盐水泥 高铝水泥 硫铝酸盐水泥
第一节 硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥
一、定义 一）硅酸盐水泥 Portland cement
定义: 熟料 + 混合材（0-5%）+ 石膏 类型：P.I：熟料 + 0 混合材+ 石膏 P.II：熟料 + 5% 混合材+ 石膏 二）普通硅酸盐水泥 定义: 熟料 + 5 - 15 % 混合材+ 石膏 类型： P.O 上述两种水泥简称为硅水与普硅水
1824年，英国人Joseph Aspdin发明。
2、重要性 （1）功能强大——水硬性，可加工性 （2） 不可替代——住宅、办公楼、道路、桥 梁、机场跑道、海港等等 （3）应用形式的多样性——混凝土，砂浆 （4）前景——地球、太空开发
3、品种
硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 硅酸盐系列水泥 矿渣硅酸盐水泥 火山灰质硅酸盐水泥
C-S-H或 CSH
2、C2S C2S + nH == C-S-H + (2-x) CH 3、 C3A 多种水化可能性，因此较复杂。 （1）单独水化 C3A + 6H == C3AH6 （2）在饱和CH溶液中， C3A + 12H + CH== C4AH13 实际上水泥中，按（2）进行。然而有一个后果： 瞬时凝结，闪凝 Flash set 原因：迅速增多且使水泥颗粒相互搭接。
C3S 快 快 大 高 高
C2S 慢 慢 小 低 高
C3 A 最快 最快 最大 低 低
C4AF 次快 次快 中 低 低
（五）四种矿物数量的调整———水泥性能的调整 快硬高强水泥——C3S、C3A？ 低热大坝水泥———C3S、C3A、C2S？
*思考题：熟料主要需要C3S、C2S，为何还含 有C3A、C4AF？
四、水化与凝结硬化

思路：
加水—— 复杂过程 —— 产物—— 机理 — 影响因素 —— 技术性质 —— 腐蚀与防止
现象： 水泥颗粒 + 水 —— 塑性浆体 —— 石状物 化学反应（本质） （一）水化 Hydration
水化： 主要是熟料4种矿物水化的迭加。 1、C3S 3CaO.SiO2 + nH2O == xCaO.SiO2.yH2O + (3-x) Ca(OH)2 简写： C3S + nH == CxSHy + (3-x) CH
（三）杂质 1、游离CaO，f - CaO 类似于过火石灰 2 、 游离MgO，f - MgO 3 、 含碱矿物与玻璃体
含Na2O、K2O。
这三种杂质均对水泥不利。 水泥熟料= 四种矿物 + 三种杂质 四种矿物性能的迭加构成水泥的性能。
（四）每一种矿物单独水化的特征
矿物 性能 水化速度 凝结硬化速度 28d 水化热 强 度 3d,早期 28d,后期
第三章 水泥
水泥概述 3.1 硅酸盐水泥
Cement
3.2 掺混合材料的硅酸盐水泥
3.3 高铝水泥
3.4 其它品种水泥
水 泥 概 述
1、水泥定义 凡磨细成粉末状，与水混合后，经过物理、 化学反应，能由可塑性浆体变成坚硬石状物，既 能在空气中、又能在水中硬化，保持并增长强度
的水硬性胶凝材料。
作用通式： 水泥+水 水泥浆 石状物 水泥石 硬化水泥浆
（一）矿物组成
2CaO· SiO2 ————— C2S（ 15%-37%）
3CaO· SiO2 ————— C3S（ 36%-60 %）
3CaO· Al2O3 ————— C3A（7%-15%） 4CaO· Al2O3.Fe2O3 —— C4AF（10%-18%） 其中C3S+C2S = 75%-82%。因此称之为硅酸盐水泥 熟料。 （二）化学组成 仍为CaO、 SiO2 、 Al2O3 、 Fe2O3