第3章 无机胶凝材料(中).ppt

水泥Cement水泥的历史、现状和发展水泥在土木工程中的重要作用水泥的定义和分类
水泥是一种磨细成粉末状，加入适量水后成为可塑性的浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结成具有一定强度的整体的水硬性胶凝材料。
按用途和性能分类
按其主要水硬性物质种类

虽然水泥品种繁多，分类方法各异，但我国水泥产量的90%左右属以硅酸盐为主要水硬性矿物的硅酸盐水泥。我国水泥工业现状
近年来我国水泥工业发展很快，无论是品种、产量、质量都有很大的突破，尤其是产量居世界前列。但同时也存在着严重的不足，主要表现为：能耗大、污染严重。我们来看一组统计数据：
如何降低水泥能耗、减少污染物的排放量，将是今后应该研究的主要内容，绿色产业化是水泥工业的发展方向。
专题介绍学习目标3.4硅酸盐水泥主要内容3.4.1硅酸盐水泥的定义、生产及矿物组成

现行国家标准GB175-2007定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0～5％的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称为硅酸盐水泥（国外统称为波特兰水泥）。
3.4.1.1硅酸盐水泥的生产硅质
(粘土)水泥制造厂全貌3.4.1.2硅酸盐水泥熟料的矿物组成

矿物名称水泥颗粒宏观形貌3.4.2硅酸盐水泥的水化和凝结硬化
3.4.2.1水化
水泥加水拌和后，水泥颗粒立即分散于水中并与水发生化学反应，生成各种水化物。

硅酸三钙 水化硅酸钙氢氧化钙

硅酸二钙 水化硅酸钙氢氧化钙

铝酸三钙水化铝酸三钙

铁铝酸四钙水化铝酸钙 水化铁酸钙
水化铝酸四钙
水泥中的石膏也很快与水化铝酸钙反应生成难溶的水化硫铝酸钙，也称为钙矾石晶体：

水化硫铝酸钙（钙矾石）
经过上述水化反应后，主要水化产物为：水化硅酸钙(50%)、氢氧化钙(25%)、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙等。

硅酸盐水泥熟料的矿物组成

硅酸盐水泥熟料矿物的特性矿物组成对水泥性能的影响
以上是单个矿物组成的性能，水泥是几种熟料矿物的混合物，改变熟料矿物成分间的比例，水泥的性质即发生相应的变化。
硅酸三钙↑——高强水泥
铝酸三钙、硅酸三钙↓
硅酸二钙↑
铁铝酸四钙↑——抗折强度↑——道路水泥
水泥水泥浆如何转变成坚硬固体？水泥颗粒先在固－液界面发生，水化物围绕每颗水泥颗粒未水化的内核区域沉积；
早期水化物在颗粒上形成表面膜层，阻碍了进一步反应——进入潜伏期；
因渗透压或Ca(OH)2的结晶或二者，水化物膜层破裂，导致水化继续迅速进行——进入水化的加速期；
随着水化的不断进行，水占据的空间越来越少，水化物越来越多，水化物颗粒逐渐接近，构成较疏松的空间网状结构，水泥浆失去流动性，可塑性降低——凝结；
由于水泥内核的继续水化，水化物不断填充结构网中的毛细孔隙，使之越来越致密，空隙越来越少，水化物颗粒间作用增强，导致浆体完全失去可塑性，并产生强度——硬化。水泥石中的固体相应用水泥凝结硬化机理分析与解答问题水泥浆体强度的增长规律是什么？
水泥浆体的强度随龄期而逐渐增长，早期增长快，后期增长较慢，但是只要维持一定的温度和湿度，其强度可在相当长的时期内增长。这与水泥矿物的水化反应规律是一致的。
为什么强度发展与环境温、湿度有关？
水泥的水化需要水，如果没有水，水泥的水化就将停止；提高温度可加快水泥的凝结硬化，而降低温度就会减缓水泥的凝结硬化。
为什么水泥的储存与运输时应防止受潮？
水泥受潮，因表面水化结块，丧失胶凝能力，强度大为降低。（1）水泥矿物组成
（2）水泥细度
（3）养护条件（温度、湿度）与时间
（4）拌合用水量
（5）水泥中的混合材
（6）水泥外加剂水泥熟料中单一矿物的水化速度石膏掺量的影响水泥颗粒细度的影响拌和用水量的影响Summary3.4.3硅酸盐水泥的技术性质1.密度与堆积密度2.细度问题：为什么需要规定水泥的细度？3.标准稠度用水量6mm

不同的水泥品种，标准稠度用水量各不相同，一般在21%～33%之间。水泥标准稠度用水量测定4.凝结时间凝结时间以试针沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需时间表示。
现行国家标准(GB/T1346-2001)规定：将标准稠度的水泥净浆装入凝结时间测定仪的试模中，以标准试针（分初凝用试针和终凝用试针）测试。
水泥凝结时间的测定水泥凝结时间测定5.体积安定性水泥体积安定性不良的原因：
水泥熟料中含有过多的游离CaO、MgO和石膏。
因为水泥熟料中的游离CaO、MgO都是过烧的。水化速度很慢。在已硬化的水泥石中继续与水反应，其固体体积增大，产生不均匀体积变化，造成水泥石开裂、翘曲。
石膏量过多，在水泥凝结硬化后，会有钙钒石形成，产生膨胀。检测方法：
试饼法
雷氏夹法试饼法雷氏夹水泥安定性实验—雷氏法6.强度100mm水泥胶砂搅拌机电动抗折试验机品种3