2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质
测试方法
测定方法有雷氏夹法和试饼法
水 试饼法 >100oC
1. 标准净浆制成6个试饼 2. 湿养24h 3. 放入蒸煮箱30min 4. 恒沸3h 5. 观察
① 裂缝 ② 弯曲 ③ 碎断
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）强度
强度是
评价水泥质量 确定水泥标号 的重要依据 砼配合比设计
拌合
运输
浇筑
振捣
饰面
凝结时间：从加水开始，到失去可塑性所需的时间
对模板周转、后期工程都有重要影响 初凝：从加水到
开始失去塑性
的时间 终凝：从加水到
完全失去塑性 的时间
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质 ③凝结时间
8:00
9:30
13:00
水泥浆初凝和终凝时间的划分
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
硅酸盐水泥熟料的矿物组成及化学成分
矿物组成
化学组成
常用缩写
硅酸三钙
3CaO·SiO2
硅酸二钙
2CaO·SiO2
铝酸三钙
3CaO·Al2O3
铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3
C3S C2S C3A C4AF
大 致 含 量（%） 35～65 10～40 0～15 5～15
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
水筛法：将试验筛放在水筛座上，用规定压力的水流，
在规定时间内使试验筛内的水泥达到筛分。
手工筛析法：将试验筛放在接料盘（底盘）上，用
手工按照规定的拍打速度和转动角度，对水泥进行 筛析试验。
细度测试方法
方法二：比表面积法
✓ 用于硅酸盐水泥 ✓ 以流体力学理论为基础 ✓ 根据空气通过水泥所受到的
阻力计算
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
（3）水泥中的有害成分及其危害
性能指标
指标在使用上的意义
氧化镁 容易引起体积膨胀，水泥安定性不良的重要诱因，≤ 5.0%
三氧化硫
碱 （Na2O+
K2O）
容易引起体积膨胀，水泥安定性不良的重要诱因， ≤ 3.5% 容易产生碱—集料反应，含碱量≤ 0.6%
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质 ②水泥净浆标准稠度
代替法试锥法
固定用水量，测定试锥下沉深度S 标准稠度= 33.4-0.185 × S
影响标准稠 度的因素
细度（细度 ，标准稠度用水量 ）
水泥矿物成分（C3A需水量最 大，C2S最小）
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质 ③凝结时间 施工顺序：加水 拆模
比表面积仪
GB规定： 硅酸盐水泥细度，比表面积
>300m2/kg 其他四大水泥，80μm筛上筛
余<10%
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质 ②水泥净浆标准稠度
为使水泥净浆的
凝结时间 具有可比性
安定性
标准法维卡仪
试杆
标准稠度=
多次调试用水量 直至，30s 6mm±1mm
水 水泥
×100%
生料：各种原料按适当比例配合，在磨机上磨细。 干法：原料先烘干后磨细； 湿法：原料加水后在磨机中磨成生料浆；
水泥生产工艺：“两磨一烧”
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
石灰石 ┐ 磨细
1450℃
磨细
粘 土 ┼─── 生料───熟料┐ ————水泥成品
铁矿粉 ┘
石膏┘
（2）硅酸盐水泥熟料的矿物组成
C4AF
重要作用。耐磨性、耐化学侵蚀性好，干缩性小
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
（2）硅酸盐水泥熟料的矿物组成
➢ 水化程度：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S
➢ 水化热：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S ➢ 强度
早期强度：C3S＞C3A＞C4AF＞C2S 后期强度：C3S~C2S＞C3A～C4AF 硅酸盐水泥的强度主要来自C3S、C2S， 因此取名为硅酸盐水泥
（4）熟料矿物结构
硅酸盐水泥是一种多种矿物的聚集体
显微镜下观察到的水泥熟料抛光薄片
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
（4）熟料矿物结构 C3S---为光亮的棱角形晶体； C2S---为深色倒圆角的晶体； C3A---一般呈不规则的微晶体，如点滴状、矩形或 柱状，由于反光能力弱，在反光镜下呈暗灰色， 常称为黑色中间相；
2.1.1 水泥定义及分类
➢ 硅酸盐水泥定义：硅酸盐水泥熟料、0%-5%石灰 石或粒化高炉矿渣（混合材料）、适量石膏共同 磨细得到的一种水硬性胶凝材料。
不掺加混合料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，P •Ⅰ;
掺加不超过5%水泥质量的混合料的称为Ⅱ型硅酸
盐水泥，P •Ⅱ;
➢ 普通硅酸盐水泥定义：硅酸盐水泥熟料、6%15%混合材料、适量石膏共同磨细得到的一种水
保管困难
活性
细度测试方法
方法一：筛析法
水筛
干筛
筛析法
有争议时， 以负压筛为准
负压筛分仪
负压筛
细度测试方法
筛析法方法原理：采用45μm方孔标准筛和80μm方
孔标准筛对水泥试样进行筛析试验，用筛网上所得 筛余物的质量百分数来表示水泥样品的细度；
负压筛析法：用负压筛析仪，通过负压源产生的恒
定气流，在规定筛析时间内使试验筛内的水泥达到 筛分。
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
（4）熟料矿物结构
③C3A结构特征
C3A在900～1100℃开始 形成，1100～1200℃时 大量生成，且只有当化学 成分Al2O3和Fe2O3的重量 比大于0.64时才能形成。
④C4AF结构特征
C4AF称为才利特或C矿。 在透射光下，呈黄褐色或
褐色的晶体，有很高的折
强度测定可将水泥制成
净浆 （不能反映对砂石的胶结力） 砂浆 （国际通用） 砼 （砂石难以统一，复杂性）
GB规定：采用ISO法评定水泥的强度等级
硬性胶凝材料，代号P•O。
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分（P145/P164）
（1）水泥原料与生料化学组成 原 料：石灰质原料 提供CaO-(C) （63-67%）
粘土质原料 提供SiO2 -(S) （21-24%） Al2O3 -(A) （4-7%） Fe2O3-(F) （2-4%）
生料配制：确定比例、 磨细混合（干法及湿法）
注意事项
1. T=20oC，湿度>90% 2. 不能振动 3. 贯入孔间距>1cm 4. 距孔壁>1cm
>1cm
影响凝结时 间的因素
水泥品种 水泥浆体含水量
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质 ③凝结时间
➢ 实际工程中水泥砼、砂浆比净 浆的凝结时间长得多
➢ T不同，T ，凝结时间越短
射率。
✓ 结构中的铝离子、钙离子具有 较高活性；
✓ 结构中存在较大的“空穴”， 水化速度快。
✓ 高温时形成一种固溶体，在 铝原子取代铁原子时引起晶 格稳定性降低。
2.1.2硅酸盐水泥矿物组成及化学成分
（4）熟料矿物结构 ⑤玻璃体
水泥熟料中的重要组成部分。组成不固定，主要成分有 Al2O3、Fe2O3、CaO以及少量的MgO，是熟料烧纸部分熔融 时部分液相冷却时来不及结晶的结果，具有热力学不稳定 性。
（1）物理性质 ③凝结时间
测试方法
➢ 初凝用试针 ➢ 终凝用试针
维卡仪
1. 用标准稠度用水量拌合 2. 装入试模，养护30min 3. 每隔一段时间，用标准
针刺入一次 4. 临近初凝，每隔5min刺
入一次
0.5mm 终凝时间
4mm±1mm 初凝时间
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质 ③凝结时间
子并形成固溶体，固溶程度越高， 活性越大；
✓ 结构中存在大尺寸的“空穴”， 使其具有较大的水化速度。
C2S称为贝利特或B矿， C2S以β-C2S的形式存在
✓ β-C2S结构具有热力学不稳定性； ✓ β-C2S结构中的钙离子具有较高
活性；
✓ β-C2S结构中，杂质和稳定剂的 存在提高了其结构活性；
✓ β-C2S结构中没有大的“空穴”， 水化速度较慢。
GB规定： 硅酸盐水泥 初凝时间>45min
终凝时间<390min 普通水泥 初凝时间>45min
终凝时间<600min
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质
④体积安定性
定义：反映水泥浆体硬化后体积变形的均匀程度
任何一种水泥，水化过程中体积均会发生变化
∵ C3SH2OCSH V
C3AH2O石 膏AFt V
细度对水 泥性能的 影响
强度（细度 ，强度发展 ） 需水量（细度 ，需水量 ）
和易性（细度 ，和易性 ）
研究指出：水泥颗粒d<45μm，水化充分 水泥颗粒d>75μm，水化不完全
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
（1）物理性质
①细度：水泥颗粒的粗细程度
不经济，磨机产量
太细存在 的问题
收缩大，容易开裂，抗冻性 需水量
2.3.4硅酸盐水泥的技术性质与标准
②水泥净浆标准稠度 将制作好的试件放置于维卡仪上，并将其中心定于试 杆下，降低试杆直至与水泥净浆表面接触，突然放松， 使得试杆垂直自由的沉入水泥净浆中。在试杆停止沉 入或释放试杆30s时记录试杆距底板的距离。以试杆沉 入净浆并距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净 浆。其拌合用水量为该水泥的标准稠度用水量（P）， 按水泥质量的百分比计算。