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硅酸盐水泥基础知识

一、什么叫水泥

水硬性凝材料在拌水后既能在空气中以能在水中硬化，通常称为水泥（广义）。

如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。

非水硬性的胶凝材料不能在水中硬化，而只能在空气中硬化，故称为气硬性胶凝

材料。如石灰、石膏等。

二、水泥的定义和分类

凡细磨成粉未状，加入适量水后可成为塑性浆体，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在一起的水硬性胶凝材料。

按用途分：通用水泥、专用水泥、特性水泥（抗硫酸盐水泥）。

按其主要水硬性物质名称分为:硅酸盐水泥系列、硫铝酸盐水泥系列、铝酸盐水

泥系列、铁铝酸盐水泥系列、氟铝酸盐水泥系列、其他系列六大类。

三、硅酸盐系列水泥

我们公司目前生产的水泥均属硅酸盐系列水泥，其主要成份为硅酸盐水泥矿物。

四、硅酸盐水泥熟料的化学组成

硅酸盐水泥熟料的主要化学组成为氧化钙（CaO），一般范围为62-67%；二氧

化硅（SiO2），一般范围为20-24%；三氧化二铝（Al2O3）一般范围为4-7%；

三氧化二铁（Fe2O3），一般范围为2.5-6%。这四种氧化物组成通常在熟料中

占95%以上，同时含有5%以下的少数氧化物，如氧化镁（MgO）、三氧化硫

（SO3）、氧化钛（TiO2）、氧化磷（P2O5）以及碱（K2O、Na2O）等。

这四种氧化物构成水泥熟料的最主要的化学成分。它们在水泥熟料生产中是按一

定含量和一定比例进行配比生产的。配比不恰当，都会直接影响到熟料的质量进

而影响到水泥的质量。如熟料中若CaO含量过高，则CaO不能充分与硅酸性氧

化物化合，部分呈现游离状态存在于熟料中，成“死烧状态”。这种“死烧状态”

的氧化钙，其水化作用非常缓慢，常发生在水泥凝结硬化过程之后的水泥石中，

致使水泥石膨胀变形、破裂。如氧化铝和氧化铁，它们是熟料烧成过程中产生液

相的主要氧化物，如果它们的含量过高，则产生的液相量过多，使物料易结大块

而影响操作；如果含量过低，则产生液相量过少，使烧成困难，熟料易于“粉化”。

所以在熟料生产中化验人员要对原料进行认真分析计算，作出科学合理的配料方

案，指导熟料生产。

五、硅酸盐水泥熟料的矿物组成

硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S、C2S、C3A、C4AF，另外还

有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。通常，熟料中C3S+C2S含量

75%左右，C3A+C4AF含量22%左右。

1、C3S

C3S含量通常占熟料的50%以上，其特点：水化较快，早期强度高，强度增进

率大，干缩性、抗冻性较好，但水化热较高，抗水性差，抗硫酸盐浸蚀能力较差。

C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间，含量过高，烧成困难，易导致

f-CaO增多，熟料质量下降。

2、C2S

C2S含量通常分熟料的20%左右，其特点：水化较慢，早期强度低，水化热低，

体积干缩小，抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好，后期强度增进快。

3、C3A

C3A水化速度、凝结硬化很快，放热多，硬化快，早期强度较高，但绝对值不

高，后期几乎不再增长，甚至倒缩，C3A干缩变形大，抗硫酸盐性能差，脆性

大，耐磨性差。

4、C4AF

C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间，早期强度类似于C3A，但后期还能

不断增长，水化热低，干缩变形小，耐磨、抗冲击、抗硫酸盐浸蚀能力强。

5、f-CaO、MgO

f-CaO在高温下死烧形成，水化很慢，一般加水3天后才反应有尽有，反应体积

膨胀97.9%产生应力，造成水泥石破坏。

MgO少量可与熟料矿物固溶，对降低烧成温度、增加液相数量，改善熟料色泽

有好处，但超过一定量后，未固溶部分水化很慢，要几个月甚至几年才与水反应，

生产Mg(OH)2，体积膨胀148%，导致水泥安定性不良。

六、硅酸盐水泥熟料的率值及其意义

水泥性能主要来源于熟料的性能，决定熟料性能的是水泥熟料的矿物组成，硅酸

盐水泥熟料矿物由四种主要氧化物化合而成，在一定条件下，各氧化物的含量和

彼此之间的比例，是水泥生产质量控制的基本要素。因此，人们就想出了表示水

泥中各氧化物含量及彼此之间的关系，称为