4.1 硅酸盐水泥（课件）- 《建筑材料》同步教学（重庆大学·2023）

第4章 水硬性胶凝材料 ——水 泥 主 要 内 容 4.1 硅酸盐水泥 4.2 掺混合材料的硅酸盐水泥 4.3 专用水泥 4.4 特种水泥 4.5 水泥的选用、验收与储运 定义：水泥是一种既能在空气中硬化又能在水中硬化，并不断增长其强度的水硬性胶凝材料。 分类：水泥按性能和用途分为 4.1 硅酸盐水泥 硅酸盐水泥是以硅酸钙为主的硅酸盐水泥熟料、５％以下的石灰石或粒化高炉矿渣和适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，国际上统称为波特兰水泥。硅酸盐水泥分为两种类型，不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号为Ｐ·Ⅰ；掺加不超过水泥质量５％ 的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号为Ｐ·Ⅱ。 4.1.1 硅酸盐水泥的生产与矿物组成及其特性 一、硅酸盐水泥的生产 1. 硅酸盐水泥的原材料 硅酸盐水泥熟料 石膏 混合材料 （1）硅酸盐水泥熟料的原材料 a. 石灰质原料：如石灰石、白垩等，主要提供水泥中的CaO b. 粘土质原料：如粘土、页岩等，其主要化学成分为 SiO2，其次为Al2O3和少量的Fe2O3 c. 校正原料：包括铁质校正原料、硅质校正原料、铝质校正原料，分别补充Fe2O3 、 SiO2 、 Al2O3。 水泥生料中各种成分的含量范围 主要是天然石膏矿（CaSO4•2H2O）或无水石膏（CaSO4）。 在生产水泥时，必须掺入适量石膏，以延缓水泥的凝结。 在硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥中，石膏主要起缓凝作用； 在掺较多混合材料的水泥中，石膏还起激发混合材料活性的作用。 作 用 掺量3%-5%，过多会导致水泥石膨胀性破坏。 （2）石 膏 定义：在水泥生产时，所掺入的天然或人工矿物材料, 称为混 合材料。 作用： 改善水泥的性能 调节水泥强度等级 提高水泥的产量 扩大水泥品种 降低成本 分类： 活性混合材料 非活性混合材料 （3）混合材料 活性混合材料 定义：具有潜在水硬性或火山灰性，或兼具有火山灰性和水硬性的矿物质材料。 如：粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料等。 非活性混合材料 定义：不具有潜在水硬性或质量活性指标不能达到规定要求的混合材料。如：慢冷矿渣、磨细石英砂、石灰石粉等。 作用：主要起填充作用，可以提高水泥的产量，降低水化热，降低强度等级，对水泥其他性能影响不大。 是高炉冶炼生铁的副产品，是以硅酸钙和铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬成粒后的产品。 慢冷矿渣不具有水硬性。 a. 粒化高炉矿渣 具有火山灰特性的天然或人工的矿物质材料，有含水硅酸质材料（硅藻土、硅藻石等）、烧粘土质（粉煤灰、煤渣等）和火山灰三类。 b. 火山灰质混合材料 是热电厂的工业废料，由燃煤锅炉排出的细颗粒废渣，以SiO2和Al2O3为主要成分，具有火山灰特性。 c. 粉煤灰 2. 硅酸盐系列水泥的生产工艺 生产工艺 生产工艺流程(简称为“两磨一烧”)如图所示。 3. 熟料的矿物组成及其特性 （1）矿物组成 各矿物强度增长曲线 （2）水泥熟料矿物单独与水作用时的特性 （3）四种矿物的作用 C3S是决定水泥 强度的组分； C2S是保证水泥 强度的组分； C3A是凝结硬化速度 的组分； C4AF是使水泥 的组分。 （4）四种矿物的比例对水泥性质的影响 提高C3S的含量，可得到 ； 提高C3S和C3A的含量，即可制得 ； 降低C3S和C3A的含量，可制得 。 早期 后期 最快 着色 高强硅酸盐水泥 快硬高强硅酸盐水泥 低热或中热硅酸盐水泥 挡墙开裂与水泥的选用 　 某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。该工程使用某立窑水泥厂生产42.5Ⅱ型硅酸盐水泥，其熟料矿物组成如下： C3S 61％　 C2S 14％　　C3A 14％　　C4AF 11％ 工程实例分析 由于该工程所使用的水泥C3A和C3S含量高，导致该水泥的水化热高，且在浇注混凝土时，混凝土的整体温度高，而表面混凝土温度随环境温度下降，出现混凝土内外温差过大，最终造成混凝土贯穿型的纵向裂缝。 原 因 分 析 首先，对大体积的混凝土工程宜选