低硫型水化硫铝酸钙 AFm
24
5.5.5 含铁、铝相的水化
25
问题
名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
简称
C3S C2S C3A C4AF
强度 高
早期低后期高 低 低
水化热 多 少 最多 中
水化速度 快 慢
最快 快
26
问题
27
问题
28
例题
以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百 分比含量，请分析A、B两种硅酸盐水泥的早 期强度及水化热的差别。
21
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
22
5.5.5 含铁、铝相的水化
CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3 ·6H2 O
4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3+7H2O =3CaO ·Al2O3 ·6H2O+CaO ·Fe2O3 ·H2O
C3AH6为立方晶体
23
5.5.5 含铁、铝相的水化
现象： 碱度下降 结构收缩
结果： 防腐减弱 应力裂纹
CO2 H2O
砼 Ca2＋
CO2
H2O
36
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 一般酸腐蚀
＋ H2SO4 Ca2＋
石膏
HCl＋ Ca2＋
C3AH6
砼
AFt 可溶CaCl2
37
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 盐的腐蚀
＋ SO42－ Ca2＋ ＋ Cl－ Ca2＋
Mg2＋＋ Ca(OH)2
C3AH6
石膏
AFt
可溶CaCl2
Mg(OH)2
38
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 碱的腐蚀
KOH ＋ C3AH6
NaOH
3K2O· Al2O3＋CH＋H2O 3Na2O· Al2O3＋CH＋H2O
回顾
气硬性胶凝材料
煅 烧 水化硬化 温 度 技术性质
使用要点
定义
种类 石灰
菱苦土 石膏
水玻璃
1
引言…………………………………………………5 5.5.1 水泥分类……………………………………8 5.5.2 硅酸盐水泥的生产 ………………………9 5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成……………16 5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化……………20 5.5.5 含铁、铝相的水化………………………25 5.5.6 水泥的硬化………………………………33 5.5.7 水泥硬化的影响因素……………………35 5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐……………………36 5.5.9 小结………………………………………43 5.5.10 思考题……………………………………44
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+( 2-x)Ca(OH)2
（仅作了解） 水化硅酸钙凝胶一般表示为C-S-H 氢氧化钙简写为CH 产物形貌： CH为六方板状晶体。
18
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
19
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
20
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
9
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
10
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
原料：
石灰质原料（如石灰石、白垩等，主要提供 氧化钙）
黏土质原料（如黏土，提供氧化硅及氧化铝 与氧化铁）
辅助原料(铁矿石) 矿化剂（萤石）
硅酸盐水泥的生产工 艺概括起来就是“二 磨一烧”
11
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
12
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
2
引言
凝石
凝石代表一代新的建筑胶凝材料文明，人 类建筑文明经历了千年的石灰三合土时代、 百年的水泥混凝土时代、将迎来可持续发 展的第三代建筑胶凝材料文明
孙恒虎（清华大学国土矿产 资源与利用研究中心主任 ）
哥白尼
20名院士联名推荐该重大发现
3
唐山启新水泥厂办公楼，震后只有二 楼破坏严重，墙砖塌落，钢筋尤存
3.28
3CaO•Al2O3
C3A
7-15
3.04
4CaO•Al2O3•Fe2O3 C4AF
10-18
3.77
少量矿物：游离氧化钙和游离氧化镁及碱
16
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
17
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+ (3-x)Ca(OH)2
矿物组成 A水泥 B水泥
C3S/％ 60 47
C2S/％ 15 28
C3A/％ 16 10
C4AF/％ 9 15
29
30
5.5.6 水泥的硬化
+ cement
water
基本假设
paste
溶解沉淀反应理论 就地反应理论(局部反应理论)
31
5.5.6 水泥的硬化
32
5.5.7 水泥硬化的影响因素
13
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
14
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
水泥颗粒显微外貌
15
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
矿物成分
简称 含量（%） 密度（g/cm3）
3CaO·SiO2
C3S
37-60
3.25
2CaO•SiO2
C2S
15-37
3CaO Al2O3 6H2O 3(CaSO4 2H2O) 19H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H高2O硫型2(2水Ca化O硫 Al铝2O酸3 6钙H2O) 3(3CaO Al2O3 CaSO4 12H2钙O)矾石，AFt
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 软水侵蚀
流水
ห้องสมุดไป่ตู้
结果：
表面Ca2＋
的流失导
致结构疏
Ca(OH)2 松，在流
砼 Ca2＋Ca2＋
水作用下 腐蚀进一
Ca2＋ Ca2＋
步加剧。
压力水？
35
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 碳酸性腐蚀
碳化
Ca2 CO2 mH 2O CaCO3 nH2O
4
唐山启新水泥厂仓库三楼窗柱
5
5.5.1 水泥分类
化学 成分
水泥
性能 用途
硅酸盐水泥 铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥 通用水泥
专用水泥 特性水泥
6
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
生产
定义
硅酸盐 水泥
腐蚀与防 止
矿物组成 和特性
特性应用
技术标准
7
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
8
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
1.水泥的熟料矿物组成
2.水泥的粉磨细度
3.水泥浆的水灰比
4.石膏的掺量
问题5：.环生境产温水度泥和时湿掺度入石膏是为了调节
水泥6的.龄期
。
33
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀
➢ 软水侵蚀 ➢ 离子交换腐蚀 a. 碳酸性腐蚀 b. 一般酸腐蚀 c. 盐的腐蚀 d. 碱的腐蚀
水泥石的防腐
34