生产过程：两磨一烧 一磨：将几种原料按适当比例混合磨细，成生料。 一烧：将生料入窑，经1450cº高温煅烧，成熟料。 二磨：将水泥熟料、石膏、混合材料一起磨细成水泥
制品
硅酸盐水泥主要矿物成份与特性
名称 代号 含量范围
硅酸三钙 C3S
37％～60％
凝结硬化速度
快
水化放热量
多
强度
高
硅酸二钙
C2S 15％～37％
3.1.2.1 硅酸盐水泥 (1) 水化凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高。
熟料中各矿物单独与水反应： 2(3CaO ·SiO2)+6H2O=3CaO ·2SiO2 ·3H2O 3Ca(OH)2
（水化硅酸钙）
2(2CaO ·SiO2) + 4H2O= 3CaO ·2SiO2 ·3H2O + Ca(OH)2
进一步引起 硫酸盐腐蚀
MgCl + Ca(OH)2 CaCl2 + Mg(OH)2
无胶结性
溶解于水
(三) 强酸强碱 2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 +2H2O
溶解
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 ·2H2O
进一步引起 硫酸盐腐蚀
6NaOH + C3A 3Na2O ·Al2O3 + Ca(OH)2
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
水化程度
（2）水化热大
水泥的水化反应为放热反应，水化过程放出的热 量称为水泥的水化热。
硅酸盐水泥不同龄期的放热量：
1～3 天 50％
7天
75％
6个月
83～91％
硅酸盐水泥水化热大，放热周期长，不宜在大体 积工程中应用。
（3）耐腐蚀性差 水泥腐蚀：
(一) 溶出性腐蚀
3.1.2.6 复合水泥 与所掺混合材料的种类、数量及相对比例有关。
五种水泥的特性
钙矾石、针状晶体
4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3 + 7H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O + CaO ·Fe2O3 ·H2O
水泥的凝结硬化过程
12Biblioteka 3(a)34
5
6 (b)
(c)
(d)
(a) 分散在水中未水化的水泥颗料；(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
1.0
体
0.8
毛细孔 (毛细孔水)
积 0.6
率 0.4
凝胶实体
0.2
未水化水泥
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
水化程度
1.0
0.8 体 积 0.6 率 0.4
毛细孔 (毛细孔水)
0.2
凝胶实体
未水化水泥
在软水中，Ca(OH)2溶出
(二) 盐类腐蚀
硫酸盐
RSO4 R++ + SO4-Ca(OH)2 Ca++ + 2(OH-)
Ca++ + SO4-- CaSO4 + CAH 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·31H2O
针状晶体体积膨胀1.5～2倍
镁盐(海水中)腐蚀 MgSO4 + Ca(OH)2 + H2O CaSO4 ·2H2O + Mg(OH)2
3CaO ·Al2O3 + 6H2O = 3CaO ·Al2O3 ·6H2O
（水化铝酸三钙）
当Ca(OH)2达到饱和时
3 C A 2 O 3 a C l O 2 a 1 ( 2 O 2 O 4 H C A H 1 a l ) 2 O 3 O O
在有石膏存在时
4CaO ·Al2O3 ·13H2O + 3(CaSO4 ·2H2O) + 14H2O = 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·32H2O + Ca(OH)2
1. 凝结硬化慢，早期强度低，后期强度发展快。 2. 水化热低。 3. 保水性差，抗渗、抗冻、抗干湿交替作用性能较差。 4. 抗碳化能力差，抗侵蚀能力强。 5. 耐热性能好。 6. 适于采用蒸汽养护。
3.1.2.4 火山灰水泥 与矿渣水泥有许多共性。加强养护，抗渗性强 。
3.1.2.5 粉煤灰水泥 与火山灰水泥相似。抗裂性好，和易性好。
慢 少 早期低、 后期高
铝酸三钙 铁铝酸四钙
C3A
C4AF
7％～15％ 10％～18％
最快
快
最多
中
低
低
3.1.1.2 磨制水泥成品 原材料:水泥熟料、石膏和混合材料
石膏为二水石膏或无水石膏；
混合材料：生产水泥时为改善水泥性能，调节水泥标号而加
到水泥中的人工和天然矿物材料。分活性混合材 料与非活性混合材料两种。
第三章
水泥
cement
水硬性无机矿物胶凝材料
常用水泥： •硅酸盐水泥—代号P•Ι（不掺混合材料）、P•Π （掺<5%混合材料） •普通硅酸盐水泥—代号P•O •矿渣硅酸盐水泥—代号P•S •火山灰硅酸盐水泥—代号P•P •粉煤灰硅酸盐水泥—代号P•F •复合硅酸盐水泥—代号P•C 特种水泥:满足工程特殊要求的水泥
活性混合材料：与石灰、石膏一起，加水拌合后能形成水硬
性胶凝材料的混合材料。活性成分为活性氧 化硅、活性氧化铝。
非活性混合材料：不具活性成分或活性甚低的矿物质。
加入水泥中起提高产量、降低水泥标号、 减少水化热作用。 将水泥熟料、适量石膏分别和不同种类、数量的混合材料混合 在一起磨细即可形成六大常用水泥。
3.1 常用水泥
3.1.1 常用水泥的生产
3.1.1.1 水泥熟料的烧成
生产工艺流程
石灰石 粘土 铁矿粉
按比例混合 、磨细
生料
1450℃ 煅烧
石膏 熟料
磨细
水泥
混合材料
原料： 石灰质原料 （提供氧化钙） 粘土质原料（提供氧化硅、氧化铝、氧化铁） 校正原料（不满足化学组成时，加相应铁质、 硅质
原料）
溶解
防止水泥腐蚀方法： 降低水泥石中Ca(OH)2含量，采用掺混合材水泥； 增加水泥石密实度，防止有害物质渗入； 混凝土外表用耐腐蚀材料做一保护层，如涂料等。
(4)抗冻性好,干缩小
(5)耐热性差
3.1.2.2 普通水泥 与硅酸盐水泥相近。早期凝结硬化速度略慢，早 期强度稍低。
3.1.2.3 矿渣水泥
活性混合材料在常温常压下，能与石灰作用，生 成具有胶凝性的水化产物: xCa(OH) + SiO2 + mH2O xCaO ·SiO2 ·nH2O xCa(OH) + Al2O3 + mH2O xCaO ·Al2O3 ·nH2O 常用的活性混合材料有：
粒化高炉矿渣 火山灰质混合材料 粉煤灰
3.1.2 常用水泥的特性