水泥四种单矿物的水化反应速度、干缩和耐腐蚀性的规律同水化放热量的规律基本是一致的。石膏对硅酸盐水泥水化起缓凝剂作用。图3.4水泥凝结硬化过程示意图水泥浆凝结硬化后成为坚硬的水泥石。通常，温度较高时，水泥的水化、凝结和硬化速度......
2023-09-01
硅酸盐水泥的成分-土木工程材料
【摘要】：硅酸盐系水泥一般由水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成。水泥熟料硅酸盐水泥熟料主要由4种矿物组成，其名称、成分、化学分子式及含量如表3.1所示。表3.1硅酸盐水泥熟料的组成水泥熟料中除了含有上述熟料矿物外，还含有少量的游离氧化钙、方镁石、碱性氧化物和玻璃体等。其含有较多的Al2O3、SiO2和少量的CaO，具有较高的活性。
硅酸盐系水泥一般由水泥熟料、石膏调凝剂和混合材料三部分组成。
（1）水泥熟料
硅酸盐水泥熟料主要由4种矿物组成，其名称、成分、化学分子式及含量如表3.1所示。
表3.1 硅酸盐水泥熟料的组成
水泥熟料中除了含有上述熟料矿物外，还含有少量的游离氧化钙（f-CaO）、方镁石、碱性氧化物和玻璃体等。
（2）石膏
由于C3A的剧烈水化，会产生浆体迅速凝结即凝结时间很短，不便使用。为了调节水泥凝结时间，在水泥生产时必须加入适量的石膏调凝剂，使水泥的凝结时间满足工程施工的要求。水泥中适量的石膏能与反应最快的C3A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C3A周围，阻止其继续快速水化，从而延缓了水泥的凝结时间。但石膏掺量过多时，会在后期造成体积安定性不良。一般生产水泥时石膏掺量占水泥质量的3%～5%，实际掺量通过试验确定。
（3）混合材料
为了达到改善水泥性能、提高产量、降低成本及扩大应用范围等目的，在水泥生产过程中加入的矿物质材料，称为混合材料。按其在水泥水化中所起的作用，可分为活性混合材料和非活性混合材料两大类。
活性混合材料是指具有火山灰性或潜在水硬性的混合材料，与石灰及石膏一起加水拌和后能形成水硬性的化合物。典型的活性混合材料如粒化高炉矿渣、火山灰质材料及粉煤灰等，图3.2所示。
图3.2 活性混合材料
火山灰质混合材料是指天然或人工的以Al2O3和SiO2为主要成分的矿物质原料，磨细后与水拌和，本身不硬化，但与石灰混合后加水能起胶凝作用，如图3.2（a）所示。
粒化高炉矿渣是冶炼生铁时的熔融渣，经急冷处理而成的多孔、粒状颗粒，如图3.2（b）所示。其主要成分有CaO、Al2O3及SiO2，含量一般在90%以上，具有潜在水硬性。
粉煤灰是火力发电厂用煤粉为燃料时，从煤粉炉烟道气体中收集的粉末，如图3.2（c）所示。其含有较多的Al2O3、SiO2和少量的CaO，具有较高的活性。
非活性混合材料在水泥中主要起填充作用，本身不具有潜在水硬性或火山灰性，但可以调节水泥强度，增加水泥产量，降低水化热等。常用的非活性混合材料有磨细的石灰石、石灰岩、黏土、慢冷矿渣等。
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