21
2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca(OH)2
硅酸三钙
水化硅酸钙 氢氧化钙
2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2
硅酸二钙
水化硅酸钙 氢氧化钙
3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O
铝酸三钙
水化铝酸三钙
组 成 矿物名 称
分子式
简称 含量（%）
硅酸盐 矿物 熔剂矿物
次要成分
硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙 游离氧化钙 游离氧化镁
含碱矿物及玻璃体
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3
4CaO·Al2O3·Fe2O3
CaO
MgO
C3S C2S C3A
C4AF
37~60 15~37 7~15
11
生料粉磨工艺
φ3.5×10m中卸烘干磨（生料粉磨 ）
12
熟料煅烧工艺
五级旋风预热器CDC 窑外分解系统
电收尘器
13
φ3.3×50m旋转窑
14
篦式冷却机
15
水泥粉磨及包装
φ3.8×13m水泥磨 16
八嘴回转式微机包装机
水泥皮带输送机
17
水泥库
18
三、硅酸盐水泥熟料的矿物组成
1.主要成分：主要由四种矿物化学组成
7
二、硅酸盐水泥的生产
8
二、硅酸盐水泥的生产
1.原料
（1）石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、凝 灰岩和贝壳等。 主 要 （2）粘土质原料：主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。采 原 用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。 料 （3）校正原料（辅助原料）：为满足成分要求用。
如：铁矿粉的铁质原料补充氧化铁的含量。 砂岩的硅质原料增加二氧化硅的成分等。
C3S C2S C3A C4A
F
普通 水泥
52 24 9 9
水泥中的含量（%）
低热 早强 超早强 耐硫酸 水泥 水泥 水泥 盐水泥
41 65 68
57
34 10
23
68
9
2
69
8
13
20
2.其它成分: 游离CaO、MgO及SO3：其含量过高将造成水泥安定性不良。 碱矿物及玻璃体等：其中的Na2O和K2O含量较高时，遇到活性骨料 时，易产生碱——骨料反应，影响混凝土质量。
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O
10~18
19
硅酸盐水泥熟料的矿物组成及在水泥中的相对含量
组成矿物名称
硅酸盐 矿物
硅酸三钙 硅酸二钙
熔剂矿 铝酸三钙 物 铁铝酸四钙
次要成 分
游离氧化钙
游离氧化镁
含碱矿物及 玻璃体
分子式
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3CaO·Al2O3 4CaO·Al2O3·Fe
2O3 CaO
MgO
简称
强生确定了水泥制造的两个基本条件：第一是烧窑 的温度必须高到足以使烧块含一定量玻璃体并呈墨绿 色；第二是原料比例必须正确而固定，烧成物内部不 能含过量石灰，水泥硬化后不能开裂。这些条件确保 了“波特兰水泥”质量，解决了阿普斯丁无法解决的 质量不稳定问题。从此，现代水泥生产的基本参数已 被发现。
3
水泥：是一种多组分的人造矿物粉料，它与水拌和后 成为塑性胶体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化， 并能将砂石等材料胶结成具有一定强度的整体。（水 泥是水硬性胶凝材料。）
水泥
1
主要内容：常用（硅酸盐）水泥的生产工艺 常用（硅酸盐）水泥的特性 影响常用水泥性能的因素
重点内容：硅酸盐水泥矿物成分特点 硅酸盐水泥的凝结和硬化
难 点：硅酸盐水泥的凝结和硬化 要 求：掌握硅酸盐水泥的矿物成分特点
掌握硅酸盐水泥凝结和硬化 参考资料：《土木工程材料》陈志源
《道路建筑材料》严家伋 《道路建筑材料》孙 凌
专用水泥——专门用于某些工程的水泥,如道路水 泥、中低热水泥、砌筑水泥等。
特性水泥——某种性能较突出的水泥，如快硬硅 酸盐水泥、高铝水泥、彩色水泥、 膨胀水泥等。
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水泥粉样
彩色水泥 彩色水泥 彩色水泥 普通水泥
6
第一节 硅酸盐水泥
一、硅酸盐水泥的定义、类型及代号
1.定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉矿
9
2.生产过程
两磨一烧：制备生料（一磨）
煅烧熟料（一烧）
粉磨水泥（二磨）
石灰石 粘土 磨细按比例混合 辅助原料
生料进窑
石膏 熟料煅烧
1450℃
磨细
水泥成品
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3.生料
CaO： 62% ~ 67% SiO2 : 20% ~ 24% Al2O3 : 4% ~ 7% Fe2O3： 2.5%~6.0%
生料在窑内经历： 干燥——预热——分解——烧成——冷却
硅酸盐水泥
铝酸盐水泥
我是建筑业的粮食！
水泥 硫铝酸盐水泥 系列
硫酸盐水泥
其他水泥
硅酸盐水泥系列——是以硅酸钙为主要成分的水泥熟 料、一定量的混合材料和适量石膏，经共同磨细而成。
4
下述百分含量为混合材料的掺量Βιβλιοθήκη 硅酸盐系列水泥的分类 通用水泥
硅酸盐水泥系列
硅酸盐水泥（0~5%） 普通水泥（6%~15%） 矿渣水泥（ 20～70 %） 火山灰水泥（ 20～50 %） 粉煤灰水泥（ 20～40 %） 复合水泥（ 15～50 %）
《公路工程水泥和水泥混凝土试验规程》 《道路建筑材料》集中训练试验补充教材 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》技术标准 GB175-1999
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1824年，英国石匠阿斯浦丁偶然发现 粘土+石灰+水——人造石（波特兰水泥） 特点：强度高、耐久性好、防水、防火。
1824年10月21日，英国利兹（Leeds）城的泥水 匠阿斯普丁（J.Aspdin）获得英国第5022号“波特兰 水泥”专利证书，从而一举成为流芳百世的水泥发明 人。
3.石膏 辅助作用—主要是缓凝作用，含量：2~5%。
四、硅酸盐水泥的水化与凝结硬化
水泥+水
拌合
流动性
具
可塑性
（一）硅酸盐水泥的水化
水化 的水泥浆
水化 凝结 硬化
（水泥石）
•水泥和水拌合——表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应——各组分开 始逐渐溶解——放出一定热量——固相体积也逐渐增加。其反应式如下：
渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸 盐水泥[国外通称的波特兰水泥（Portland cement）]。
2.类型及代号
硅酸盐水泥 Ⅰ型硅酸盐水泥：不掺混合材料的，代号P·Ⅰ。 Ⅱ型硅酸盐水泥：粉磨时掺加不超过水泥重量5%
的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料，代号P·Ⅱ。
硅酸盐水泥分42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R 六个强度 等级（R代表早强型水泥）