⑶石膏的分类
天然二水石膏（G）
硬石膏（A） 混合石膏（M）
每一类又按产品的含量分为五个级别，分别是特级、一级、二级、三 级、四级
三、混合材料

在水泥生产的过程中，为改善水泥性能，调节水泥强度 等级，而加到水泥中去的人工的和天然的矿物质材料。
化学活性
与水泥成分不起化学作用 或化学作用很小
混合材料分类
水泥成品
2.水化物

水泥加水后，熟料与水发生水化反应，生成一系列新的化合物， 并放出热量，其放出的热量称为水化热。 主要的水化产物有：

水化硅酸钙 水化铁酸钙凝胶 氢氧化钙 水化铝酸钙） 水化硫铝酸钙晶体
3、水泥石

随着水泥水化的不断进行，水泥浆结构内部孔隙不断被新生水 化物填充和加固的过程，称为水泥的“凝结”。随后产生明显的强度 并逐渐变成坚硬的人造石——水泥石，这一过程称为水泥的“硬化”。 实际上，水泥的水化过程很慢，较粗水泥颗粒的内部很难完全水 化。因此，硬化后的水泥石是由晶体、胶体、未完全水化颗粒、游离 水及气孔等组成的不均质体
通用硅酸盐水 泥
火山灰质硅酸盐 泥 粉煤灰硅酸盐水 泥 复合硅酸盐水泥
专用硅酸盐水 泥 特性硅酸盐水 泥
专门用于某些工程的水泥，如中、低热硅酸盐水泥、 道路硅酸盐水泥、砌筑水泥等 用于对混凝土某些性能有特殊较要求的水泥，如快硬 硅酸盐水泥、白色硅酸盐水泥、抗硫酸盐水泥等
第一节 硅酸盐系水泥主要原料

1.硅酸盐水泥熟料的矿物组成 主要成分：主要由四种矿物化学组成 组 成 矿物名 称
硅酸盐 矿 物 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙
分子式
3CaO· SiO2 2CaO· SiO2 3CaO· Al2O3
4CaO· Al2O3· Fe2 O3
简称
C3S C2S C3A C4A F
含量 （%） 36~60
第二章 水 泥

水泥是一种粉状水硬性胶凝材料。加水拌合后，塑性浆体，能胶 结砂、石等材料，并能在空气和水中硬化。 水硬性胶凝材料：材料磨成细粉并加水拌合成浆后，既能在空气 中硬化，也能在水中硬化并发展其强度的材料。 气硬性胶凝材料：材料磨成细粉并加水拌合成浆后，只能在干燥 空气中凝结硬化，而不能在水中硬化。

硅酸盐系水泥是指以硅酸钙为主要成分的各种水泥总称。 硅酸盐系水泥主要由硅酸盐系水泥熟料(简称水泥熟料)、适量石膏 和混合材料等配制而成。 水泥熟料按用途和特性分为：通用水泥熟料、低碱水泥熟料、中抗 硫酸水泥熟料、高抗硫酸水泥熟料、中热水泥熟料和低热水泥熟料 等。

一、通用硅酸盐水泥熟料
通用硅酸盐水泥熟料：是一种主要含有CaO（如石灰石）、 SiO2、 Al2O3及Fe2O3（如黏土、铁粉等）的原料（即生料）按适当比例配合， 磨细，经燃烧至部分熔融，所得硅酸钙为主要矿物成分的水硬性胶 凝物质。



水泥按主要熟料矿物成分可分为： 硅酸盐系水泥 铝酸盐系水泥 铁铝酸盐系水泥 硫铝酸盐系水泥等 在各类工程中应用最多的是硅酸盐系水泥 硅酸盐系水泥按其性能及用途可分为： 通用硅酸盐水泥 专用硅酸盐水泥 特性硅酸盐水泥
硅酸盐系水泥按其性能及用途分类
类 别 硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 普通水泥 矿渣水泥 火山灰水泥 粉煤灰水泥 复合水泥 简 称 混合材掺量（%） 0 ～5 6～15 20～70 20～50 20～40 15～50

二、石膏
⑴ 为什么要掺入石膏？ 在水泥生产过程中，为了调节水泥的凝结时间 ，在水泥中加入 适量的石膏作为缓凝剂。 ⑵ 石膏起缓凝作用的机理： 水泥水化时，石膏能很快与铝酸三钙作用生成水化硫铝酸钙（钙 矾石），钙矾石很难溶解于水，它沉淀在水泥颗粒表面上形成保护 膜，从而阻碍了铝酸三钙的水化反应，控制了水泥的水化反应速度， 延缓了凝结时间。

A A D A A B D A A
A E C D A
水泥石的结构 A-未水化水泥颗粒； B-水泥凝胶； C- 晶体粒子（Ca(OH)2 等）; D-毛细孔（毛细孔水）； E-凝胶孔
4、影响水泥凝结硬化的因素

⑴ 温度、湿度
水泥的水化与硬化过程的快慢除与熟料矿物成分、含量及各成分 特性有关外，还与温度、湿度有关。 在保证湿度的前提下，在一定范围内，温度越高，水化速度越快， 强度也越快，反之则慢。如水泥石在完全干燥的情况下，水化就 无法进行，此时硬化停止，强度也不再增长。 当温度低于0℃，水泥的水化基本停止。因此，冬季施工需采取 保温措施，以保证水泥凝结硬化正常进行。
15~37 7~15 10~18
熔剂矿 物 次要成 分
铁铝酸四钙 游离氧化钙 游离氧化镁
含碱矿物及玻璃 体
CaO MgO
水泥的生产过程

两磨一烧：生料的配制和磨细、熟料的燃烧和熟料的粉磨 制备生料（一磨）
煅烧熟料（一烧）
粉磨水泥（二磨）
石灰石 粘土 辅助原料
石膏 按比例混合—生料进窑————熟料
磨细



1.粒化高炉矿渣、粒化高炉矿渣粉 高炉冶炼生铁所得以硅酸钙与铝硅酸钙为主要成分的熔融物，经淬冷 成粒后的产品，又称水淬高炉矿渣。将符合要求的粒化高炉矿渣经 干燥、粉磨，达到相当细度且符合活性指数的粉体，称为粒化高炉 矿渣粉，简称矿渣粉。 2. 火山灰质混合材料 火山灰是火山喷发的熔岩急冷形成。具有火山灰性的天然的（如火山 灰、凝灰岩、浮石等）或人工的（如煤渣、烧黏土等）矿物质材料， 称为火山灰质混合材料。 火山灰性：是指磨细的活性混合材料在与水拌合后，不会发生水化反 应，不具有水硬性，但当在常温下与石灰和水接触后，会产生明显 的水化反应，形成具有水硬性的化合物。 3. 粉煤灰、高钙粉煤灰 粉煤灰是从发电厂煤粉燃烧的烟气中收集的灰渣，又称飞灰，成分主 要是活性氧化硅和活性氧化铝，含少量的氧化钙，具有火山灰性。 当氧化钙含量在10%以上，就称为高钙粉煤灰。
举例 石英砂、石 灰石、慢冷 矿渣、各种 废渣
在水泥中作用
填充、提高水泥 产量、降低水泥 强度等级、减少 水化热
非活性混合材料
活性混合材料
常温下，细粉与石灰（或 粒化高炉矿 石灰和石膏）加水拌合能 渣、火山灰 上述＋活性效应 生成具有胶凝性的水化产 质混合材料、 物，在空气和水 龄期(时间)

水泥的凝结硬化是随时间延长而渐进的过程，是从颗粒表面逐渐深 入到内层的。只要温度、湿度适宜，水泥强度的增长可持续若干年。

开始快，以后由于颗粒表面形成了凝胶膜，水分渗入越来越困难， 所以水化作用就越来越慢。
一般水泥在开始的3～7d内，水化速度快，强度增长较快。28天基本 上可以完成 水泥水化的基本部分，以后显著减缓，强度增长也极为 缓慢。