6.2.4.2 细度
细度是指水泥颗粒的粗细程度，是影响水泥性 能的重要指标。
国家标准GB 175—99规定，硅酸盐水泥和普 通硅酸盐水泥比表面积应大于300m2/kg。矿渣、火 山灰、粉煤灰和复合硅酸盐水泥以筛余表示， 80μm方孔筛筛余不大于10%或45 μm方孔筛筛余不 大于30%。水泥试验方法有比表面积法和负压筛法。 凡是细度不合格的水泥为不合格品。
凝结过后，水泥浆产生明显的强度并逐渐发 展成为坚硬的固体，这一过程称为水泥的硬化。
其化学反应式有：
2(3CaO SiO2 ) 6H2O 3CaO 2SiO2 3H 2O 3Ca(OH )2
2(2CaO SiO2 ) 4H2O 3CaO 2SiO2 3H 2O Ca(OH )2
3CaO Al2O3 6H2O 3CaO Al2O3 6H 2O 4CaO Al2O3 Fe2O3 7H2O 3CaO Al2O3 6H 2O CaO Fe2O3 H2O
矿物名称
含量
性能 凝结硬化速度 水化放热量
强度
硅酸三钙 （C3S)
硅酸二钙 （C2S)
铝酸三钙 （C3A)
铁铝酸四钙 （C4AF)
42%-61% 15%-32% 4%-11% 10%-18%
快 慢 最快 快
大
高
小 最大
早期低、后期 高
最低
中
中
6.2.3 硅酸盐水泥的凝结硬化
水泥加水拌和后，成为可塑性浆体，随后， 水泥浆逐渐变稠而失去塑性，但尚不具有强度的 过程，称为水泥的凝结。
为了调节水泥的凝结时间，掺入适量石膏， 这些石膏与反应最快的铝酸三钙的水化产物作用 生成难溶的水化硫铝酸钙，覆盖于未水化的铝酸 三钙周围，阻止其继续快速水化。其反应式为：
3CaO Al2O3 6H2O 3(CaSO4 2H2O) 19H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H 2O
综上所述，硅酸盐水泥与水作用后，主要水 化产物有水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶、氢氧化 钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。
硅酸盐水泥是以石灰质原料(如石灰石等)与 粘土质原料(如粘土、页岩等)为主，有时加入少 量铁矿粉等，按一定比例配合，磨细成生料粉(干 法生产)或生料浆(湿法生产)，经均化后送入回转 窑或立窑中煅烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主 要成分的水泥熟料，再与适量石膏共同磨细，即 可得到P·Ⅰ型硅酸盐水泥。
其生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)如图 6.1所示。
6水 泥
本章提要
1、掌握硅酸盐水泥的主要矿物组成及其对水泥性 质的影响；
2、掌握硅酸盐水泥的技术性质； 3、掌握标准稠度用水量、凝结时间、体积安定 性、胶砂强度的概念及其试验； 4、掌握硅酸盐水泥的应用； 5、熟悉普通硅酸盐水泥与硅酸盐水泥的异同； 6、了解其他种类水泥。
本章内容
6.1 概述 6.2 硅酸盐水泥 6.3 普通硅酸盐水泥 6.4 掺混合材料的硅酸盐水泥 6.5 特性水泥 6.6 水泥的包装和储运
6.1 概述
6.1.1水泥的概 念
粉状水硬性无机胶凝材料，加水搅拌后成浆体， 能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、 石等材料牢固地胶结在一起。长期以来，它作为一 种重要的胶凝材料，广泛应用于土木建筑、水利、国 防等工程。
6.1.2 水泥的分类
按其主要成分分为硅酸盐类水泥、铝酸盐类 水泥、硫铝酸盐类水泥和磷酸盐类水泥。
按水泥的用途和性能又可分为通用水泥(如硅 酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥等)、专用水泥(如中、 低热水泥等)及特性水泥(如快硬硅酸盐水泥、膨 胀水泥等)。
表6.1 通用硅酸盐水泥组分指标（质量百分数，%）
6.2 硅酸盐水泥
硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、0~5%石 灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬 性胶凝材料。
硬化后的水泥石是由胶体粒子、晶体粒子、 凝胶孔、毛细孔及未水化的水泥颗粒所组成。
其结构如图6.2所示。
图6.2 硬化水泥石结构
6.2.4 硅酸盐水泥的主要技术性质
6.2.4.1 密度、堆积密度、细度 硅酸盐水泥的密度约为3.1~3.2g/cm3。其松
散状态下的堆积密度为900~1300kg/m3，紧密堆 积密度达1400~1700kg/m3。
硅酸盐水泥分两种类型：不掺混合材的称Ⅰ 型硅酸盐水泥，其代号为P·Ⅰ；在硅酸盐水泥熟 料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化 高炉矿渣混合材的称Ⅱ型硅酸盐水泥，其代号为 P·Ⅱ。
硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、 62.5、62.5R等6个强度等级。
6.2.1 硅酸盐水泥的生产工艺流程
6.2.4.4 凝结时间
凝结时间分初凝和终凝。 初凝时间是指从水泥全部加入水中到水泥开 始失去可塑性所需的时间；终凝时间是指从水泥 全部加入水中到水泥完全失去可塑性开始产生强 度所需的时间(图6.3)。 水泥的凝结时间是按《水泥标准稠度用水量、 凝结时间、安定性检验方法》(GB/T 1346—2011) 规定的方法测定的。
图6.3 水泥凝结时间示意图
6.2.4.5 体积安定性
水泥体积安定性简称水泥安定性，是指水泥 浆硬化后体积变化是否均匀的性质。
当水泥浆体在硬化过程中或硬化后发生不均 匀的体积膨胀，会导致水泥石开裂、翘曲等现象， 称为体积安定性不良。
引起水泥体积安定性不良的原因主要有熟料 中含有过量的游离氧化钙(f－CaO)、游离氧化镁 (f－MgO)或掺入的图
6.2.2硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性 1、硅酸盐水泥熟料矿物来历
CaO
800℃左右
生料 分解反应
SiO2 800～1450℃
Al2O3 化合反应
Fe2O3
3CaO·SiO2 2CaO·SiO2 3 CaO ·Al2O3 4 CaO·Al2O3·Fe2O3
水泥负压筛
水泥比表面积仪
水泥比表面积仪
6.2.4.3 标准稠度用水量
为了测定水泥的凝结时间及体积安定性等性 能，应该使水泥净浆在一个规定的稠度下进行， 这个规定的稠度称为标准稠度。
达到标准稠度时的用水量称为标准稠度用水 量，以水与水泥质量之比的百分数表示，按《水 泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》 (GB/T 1346—2011)规定的方法测定。