水泥工艺学复习资料

1、立身以立学为先,立学以读书为本胶凝材料一一是指在物理、化学作用下，浆体变成坚固石状体，并能胶结其他物料且具有一定机械强度的物质。胶凝材料的分类：有机胶凝材料无机胶凝材料气硬性胶凝材料：拌水后只能在空气中硬化不能在水中硬化水硬性胶凝料：拌水后既能在空气中硬化又能在水中硬化水泥的发明和发展水泥的发明时期（也称硅酸盐水泥时期）19世纪初（18101824年），用人工配合粘土与石灰石经煅烧、磨细以制造水硬性胶 凝材料已经开始组织生产。1824年，英国人阿斯普丁将粘土与石灰石配合烧制成块（熟料），再经磨细而成水硬性胶凝材料，加水拌和后能硬化制成人工石，并具有较高强度，其外观与当时建筑上常用的英国波特兰岛

2、上出产的岩石相似，故称之为波特兰水泥”（Portia nd Ceme nt）,并于1824年10月21日首先获得该产品的专利权。水泥是指细磨成粉末状，加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材料并能在空气中硬化的粉状水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。 水泥的分类：按其用途和性能分：通用水泥、专用水泥、特性水泥按水泥的组成分水泥生产设备经历阶段：1825 年一1877 年1825年人类用间歇式的土立窑煅烧水泥熟料1910 年一1928 年1928 年一1950 年1910年立窑实现了机械化连续生产，发明了机立窑1928年德国发明了立波尔窑；使窑的产量明显提高，热耗降低较多1877

3、 年 一1905 年1905 年一1910 年1905年发明了湿法回转窑1950 年一1971 年1887年用回转窑烧制水泥熟料获得专利权1950年悬浮预热器窑的发明，更使熟料热耗大幅度降低；熟料冷却设 备也有了较大发展，其他的水泥制造设备也不断更新换代1971年开发了水泥窑外分解技术，从而带来了水泥生产技术的重大突破，揭开了现代水泥 工业的新篇章硅酸盐水泥生产过程示意图（两磨一烧：生料制备、熟料煅烧、水泥粉磨三个阶段）水泥国标标准号表示方法：GB175-2007硅酸盐水泥通用硅酸盐水泥分类：1、硅酸盐水泥（波特兰水泥）2普通硅酸盐水泥3、矿渣硅酸盐水泥4火山灰质硅酸盐水泥5.粉煤灰硅酸盐水泥

4、6复合硅酸盐水泥硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、05%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(即国外通称的波特兰水泥 )。主要技术要求强度等级分为 42.5、42.5R、52.5、52.5R。初凝时间不得早于 45min ,在0.08mm方孔筛上的筛余量不得超过10%。其它如氧化镁、三氧化硫、安定性、碱含量等均与硅酸盐水泥的规定相同。通用硅酸盐水泥组分材料 ：硅酸盐水泥熟料：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成分的烧结物。混合材料：在粉磨水泥时与熟料、石膏一起加入磨内用以改善水泥性能，调节水泥标号、 提高水泥产量的矿物质材料。石膏：调节凝结时

5、间，是缓凝剂。还可以提高水泥强度硅酸盐水泥生产技术要求(1) 氧化镁(MgO)水泥中氧化镁含量过高时，由于其缓慢的水化和体积膨胀效应可使水泥硬化体结构破坏。 采用压蒸安定性试验进行检验。(2) )三氧化硫(SO3)不超过3.5%(3) 烧失量水泥烧失量是指水泥在 9501000 C高温下燃烧失去的质量百分数。(4) 细度细度即水泥的粗细程度，通常以比表面积或筛余数表示(5) 凝结时间水泥凝结时间是水泥从和水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间，分初终时间和终凝时间两种。初凝时间：是指水泥加水拌和到标准稠度净浆开始失去塑性的时间。终凝时间：是指水泥加水拌和起到标准稠度净浆完

6、全失去塑性的时间。安定性水泥硬化后体积变化的均匀性称为水泥体积安定性，简称安定性。引起水泥安定性不良的原因主要有三种：熟料中游离氧化钙、方镁石过高及水泥中石膏掺加量过多。强度水泥强度：水泥强度是水泥试体净浆在单位面积上所能承受的外力。通常用28d的强度作为水泥质量划分的强度等级。“ R'表示早强型废品与不合格品：(1) 废品凡氧化镁、三氧化硫、初凝时间、安定性中的任一项不符合标准规定时，均为废品。(2 )不合格品凡细度、终凝时间、不溶物、烧失量中的任一项不符合标准规定，或混合材料掺加量超过最大限量、强度低于商品强度等级的指标时， 该水泥称为不合格品。 水泥包装标志中的水 泥品种、强度等

7、级、生产者名称、出厂编号不全的，也属于不合格品。生产方法1、按生料制备的方法分为：湿法：生料浆水分占32%40%左右。生料浆脱水烘干后破碎，入窑煅烧，称之为半湿法。干法：生料粉调配均匀并加入适量水，制成料球喂入立窑或立波尔窑内煅烧称为半干法，料球含水12%15%。干法、湿法优缺点比较干法：热耗低，但粉尘大，生料成分不均匀，熟料质量较湿法窑差。湿法：热耗高，但电耗低，生料易于均化，熟料质量较较好且均匀，且输送方便，粉尘飞扬少。2、按煅烧熟料窑的结构分为：回转窑；立窑。水泥生产原料主要有：石灰质原料（主要提供氧化钙）和粘土质原料（主要提供氧化硅、氧 化铝及氧化铁），还有少量辅助原料。硅酸盐水泥的生

8、产工艺概括起来就是两磨一烧”。熟料的化学组成主要氧化物：CaO SiC2 AbQ Fe2O3其总和通常占熟料总量的 95%以上。其波动范围：CaO（ 62%67%）; SQ （20%24%） ; AI2O3 （4%7%）; Fqo3 （2.5%6%） 主要矿物组成：硅酸三钙：3CaOSQ（C3S）硅酸二钙：2CaOSiQ（C2S）铝酸三钙：3CaOAl2O3 （C3A）铁铝酸四钙：4CaO AI2O3 FaQ （C4AF）其它： 游离氧化钙：f-CaO方镁石：（即结晶氧化镁）玻璃体：四种熟料矿物特点：硅酸三钙：水化较快，水化热高，抗水性较差。早期强度高，后期强度也高，在四种主要矿 物中C3S强

9、度最高。硅酸二钙：水化较慢，凝结硬化慢，水化热低，抗水性好。早期强度低，后期强度高。 铝酸三钙：水化最快，水化热最高，抗水性差。早期强度高，三天的强度大部分就发挥出来， 三天的强度后的强度不再增长，甚至倒缩。铁铝酸四钙：水化介于 C3S和C3A，早期强度类似于 C3A，后期不如C3S,水化热较C3A低 抗冲击性能和抗硫酸盐性能好。四种矿物性能比较：28d内绝对强度：C3S>CAF> C3A> C2S水化速度：C3A> CAF> C3S> C2S水化热：C3A> C3S> C4AF> C2S率值：硅酸盐水泥熟料中各主要氧化物含量之间比例关系的

10、系数称作率值。表示化学成分与矿物组成之间的关系，水泥熟料的性能及其对煅烧的影响。 我国主要采用石灰饱和系数（KH）、硅率（n）、铝率（p）三个率值。配料：根据水泥品种、原料的物理、化学性能与具体的生产条件，确定原料的配合比，称为生料的配合，简称配料。原料名称主要提供的成分配比（%）石灰质原料CaO80粘土质原料SiQ、AI2O3、少量 Fe2O31015校正 原料铁质校正原料Fe2O3硅质校正原料SiQ铝制校正原料AI2O3矿化剂矿化剂、晶种、助磨剂女口： CaF2熟料生产硅酸盐水泥的主要原料：石灰质原料和粘土质原料。制造水泥的原料应满足以下工艺要求：化学成分必须满足配料的要求;有害杂质的含量

11、应尽量少； 应具有良好的工艺性能。一.石灰质原料1定义凡是以碳酸钙为主要成分的原料都属于石灰质原料。水泥生产中常用的是含有碳酸钙的天然矿石。天然石灰质原料石灰石：由碳酸钙所组成的化学与生物化学沉积岩主要成份：CaCO主要矿物：方解石（CaCQ） 制水泥用石灰石： CaO >45- 48 %泥灰岩：由碳酸钙和粘土物质同时沉积形成，属石灰岩向粘土过渡的岩石。白垩：由隐晶或无定形细粒疏松的碳酸钙所组成的石灰岩主要成分：碳酸钙，含量 80%-90%,甚至高于90%。性能：易于粉磨和煅烧，是立窑水泥厂的优质石灰质原料。贝壳：含碳酸钙90%左右人工石灰质原料电石渣：是化工厂乙炔发生车间消解石灰排出的

12、含水约85%90%的消石灰浆。其主要成分Ca（OHb，可替代部分石灰质原料。常用于湿法生产。石灰质原料的质量要求二.粘土质原料1定义主要提供水泥熟料中 SiQ、AI2O3和少量Fe2Q等成分原料的总称。天然粘土质原料黄土粘土矿物：伊利石为主粘土根据粘土中主导矿物不同，粘土可分为：高岭石类；蒙脱石类； 水云母类。主导矿物：粘土类同时含有几种粘土矿物时，其含量最多的矿物。选择粘土质原料时应注意的问题n、p值要适当。尽量不含碎石、卵石，粗砂含量应小于5%。旋窑生产时对可塑性不做要求。校正原料：当石灰质原料和粘土质原料配合所得生料成分不能符合配料方案要求时，必须根据所缺少的组分掺加相应的校正原料，这种

13、以补充某些成分不足为主的原料称为校正原料。生料的易烧性、生料的易烧性定义与表示方法定义：是指生料在窑内煅烧成熟料的过程中相对难易程度。表示方法实用易烧性：在 1350C恒温下，在回转窑内煅烧生料CaO<2%达到所需要的时间。易烧性指数=指数或系数越大，易烧性越差二.影响生料易烧性的主要因素-生料的潜在矿物组成原料的性质和颗粒组成-生料中次要氧化物和微量元素生料的均匀性和生料的粉磨细度矿化剂燃煤的性质 熟料组成的选择：生料的热处理液相窑内气氛一.水泥品种； 二.原料品质；三.燃料品质四.生料成分的均匀性；五.窑型与规格；六.生料的易烧性配料计算 配料的目的(1 )工艺设计(2 )生产运行配

14、料的原则(1 )生料成分满足煅烧优质熟料的要求；(2) 生料具有良好的易磨性和易烧性；(3) 生产过程易于控制，便于操作，简化流程；(4) 经济、合理地使用矿山资源。一. 配料计算的依据与基准1. 依据：物料平衡2. 常用基准：干燥基准：物料中的物理水分蒸发后处于干燥状态，以干燥状态质量所表示的计量单位。灼烧基准：去掉烧失量(结晶水、二氧化碳与挥发物质等)以后，生料处于灼烧状态。 以灼烧状态质量所表示的计算单位，称为灼烧基准。湿基准：用含水物料作计算基准时称为湿基准，简称湿基。3. 几个关系式若不考虑生产损失，则干原料的质量应等于生料的质量，即：干石灰石+干粘土 +干铁粉=干生料若不考虑生产损

15、失，又无灰分掺入，则：灼烧石灰石+灼烧粘土 +灼烧铁粉=灼烧生料=熟料若不考虑生产损失，在采用有灰分掺入的燃煤时：灼烧生料+煤灰(掺入熟料的)=熟料二. 配料方案的选择配料方案：即熟料的矿物组成或熟料的三率值。配料方案的选择：选择合理的熟料矿物组成，即确定熟料三率值KH、SM、IM值。如何确定配料方案：应根据水泥品种、原料与燃料品质、生料质量及易烧性、熟料煅烧工 艺与设备等进行综合考虑。确定率值应注意：1、三个率值要互相匹配，吻合，不能只强调某一率值而忽视其他两个。2、一般率值的波动范围：KH=i标值土 0.010.02，5皿=目标值土 0.1， IM=目标值土 0.1。煅烧过程中的物理化学变

16、化主线：旋风筒一换热管道一分解炉一回转窑一冷却机六个带及各带物理化学变化 :1干燥带自由水蒸发过程吸热2预热带粘土矿物脱水与碳酸镁分解分解过程吸热3碳酸盐分解带4.放热反应带5烧成带6.冷却带碳酸钙分解与固相反应固相反应熟料烧结熟料冷却强吸热放热微吸热放热干燥：物料中自由水分的蒸发脱水：是指粘土矿物分解放出化合水。矿化剂：一些外加物质在煅烧过程中加速熟料矿物的形成，而本身不参加反应或只参加中间物的反应。加入氟化钙的作用：1、促进碳酸盐的分解过程；3、加强碱的氧化物的挥发;5、有利于固相反应等。 碳酸钙的分解过程： 热气流向颗粒表面的传热过程；2、加速碱性长石、云母的分解过程;4、促进结晶氧化硅

17、的 Si-0键的断裂;碳酸钙在一定温度下吸收热量，进行分解并放出C02的化学过程; 热量由表面以传导方式向分解面传递的过程； 分解放出的CQ，穿过CaO层向表面扩散的传质过程;表面的C02向周围介质气流扩散的过程。即:两个传热过程、一个传质过程和两个化学反应过程。影响固相反应的主要因素：生料细度及均匀性原料性质温度和时间固相间的压力矿化剂熟料的烧结过程 ：反应式：C2S + CaO t C3S影响熟料烧结过程的因素：1、最低共熔温度：与组分的数目和性质有关2、液相量：与组分的性质、含量及熟料烧结温度有关3、液相粘度：粘度小，液相中质点的扩散速度增加，有利于硅酸三钙的形成。影响粘度的因素：温度、

18、组成及其他微量元素氧化物4、液相的表面张力5、氧化钙溶于熟料液相的速率最低共熔温度：物料在加热过程中，两种或两种以上组分开始出现液相的温度。烧结范围：指水泥生料加热至出现烧结所必须的、最少的液相量时的温度 （开始烧结的温度）与出现结大块（超过正常液相量）时温度的差值。熟料的冷却：冷却的目的:1、回收熟料余热，预热二次空气，提高窑的热效率;2、迅速冷却熟料以改善熟料质量与易磨性；3、降低熟料温度，便于熟料的运输、储存和粉磨。冷却方式：急冷急冷对改善熟料质量的作用：1、防止或减少 GS的分解；2、避免3 -QS转化成丫 - C2S;3、改善水泥的安定性；4、使熟料晶体减少，提咼水泥的抗硫酸盐性能；

19、5、 改善熟料易磨性；6、可克服水泥快凝或瞬凝。回转窑立波尔窑煅烧工艺特点：一台较短的回转窑与一台回转式炉篦子加热机连接工作。(1) 立波尔加热机料球与料块的透气性，对加强气流和物料的传热具有重要的意义。(2) 料层表面与料球底层温差达300400 C,料球化学成分不均匀，故立波尔窑熟料 的质量略低，但对含碱量高的原料仍可应用。悬浮预热器窑悬浮预热器必须具备三个功能：1、使气、固两相能充分分散均布；2、迅速换热；3、高效分离煅烧工艺特点：一台回转窑和一组悬浮预热器构成。工作原理：将生料粉与从回转窑窑尾排出的热烟气混合，并使生料悬浮在热烟气中进行热交 换。分类： 旋风预热器(同流型)、立筒预热器

20、(逆流型)、混合型。旋风预热器由上下排列的四级旋风筒串联组成 ，自上而下而下称为一级、二级、三级、四级等，一般一级做成双筒，其余做成单筒。旋风筒之间由气体管道连接，旋风筒的卸料口用生料管道与下一级的气体管道连接。特点：(1)热交换在顺流中发生，但从整体看则是逆流的。(2)旋风预热器内气固相的传热主要在管道中进行。 缺点：(1)流体阻力大。(2)原料适应性差。旋风预热器是由旋风筒和连接管道组成的热交换器。换热管道除管道本身外还装设有下料管、撒料器、锁风阀 ?一级旋风筒一般为并联的双旋风筒。分离效率愈高，生料在系统内、外循环量就愈少，收尘负荷减小，热效率提高；最高一级旋风筒的分离效率决定着预热器系

21、统的粉尘排出量，提高它的分离效率是降低外部循环的有效措施，因此一级旋风筒一般为并联的双旋风筒。提高旋风预热器热效率的措施：1在生料进入每级预热器的上升管道处，装设板式撒料器和箱式撒料器。2选择生料进入管道的合适方位，使生料逆气流方向进入管道，以提高气固相的相对速 度和生料在管道内停留时间。3两级旋风筒之间的管道必须有足够的长度，以保证生料悬浮起来，有足够的停留运行 距离，充分发挥管道传热的优势。4锁风翻板排灰阀，要求结构合理、轻便灵活不漏风，生料能连续卸出，有料封作用。 预热器的结皮和旁路系统：结皮原因：(1)原料、燃料所带入的碱、氯、硫化合物在窑系统内循环富集。(2) 最低一级旋风筒内温度过

22、高。(3) 燃料燃烧不完全。? 措施：旁路放风 预分解(或称窑外分解)技术：将已经过悬浮预热后的水泥生料，在达到分解温度前，进入到 分解炉内与进入炉内的燃料混合，在悬浮状态下迅速吸收燃 料燃烧热，使生料中的碳酸钙迅速分解成氧化钙的技术。预分解窑的关键技术装备：旋风筒、换热管道、分解炉、回转窑、冷却机。预分解窑系统中回转窑功能：1燃料燃烧功能2、热交换功能3、化学反应功能4、物料输送功能5、降解利用废弃物功能分解炉：分类：悬浮：旋流式（旋风式）、喷腾式、紊流式、涡流燃烧式、复合式（旋流-喷腾）沸腾式：流态化（浓相至稀相）熟料冷却机型式：单筒式、多筒式、篦式以及立式冷却剂等。迅速冷却熟料，对于改善

23、熟料质量和易磨性也有良好的效果，冷却良好的熟料可以保证运输设备的安全运转，熟料冷却剂应能完成这些任务。立窑粉磨的目的与要求粉磨的目的：使物料表面积增大，促使化学反应的迅速完成。粉磨产品细度常用筛余量和比表面积来表示 生料粉磨的目的和要求目的：使生料各组分间混合均匀，充分接触，加快反应，有利于煅烧。要求：细度：管磨机：0.08伽方孔筛筛余10%左右，0.2伽方孔筛筛余 1.5%为宜。闭 路粉磨时，可适当放宽 0.08伽筛筛余，但应仍控制 0.2伽筛筛余。水泥粉磨的目的及要求目的：促进水泥的水化与硬化，提高水泥的强度水泥细度会影响： 水泥强度，特别是早强水泥安定性磨机的产量与电耗? 要求：GB规定

24、：比表面积：300 m2 / kg0.08 mm方孔筛筛余：W 10%影响粉磨作业动力消耗和生产能力的因素：1、物料的性质；2、被粉磨物料的粒度与产品细度；3、粉磨作业系统与设备性能粉磨系统：粉磨流程又称粉磨系统，有 开路和闭路两种。开路系统：在粉磨过程中，当物料一次通过磨机后即为产品。闭路系统：物料出磨后经过分级设备选出产品，粗粉返回磨机再磨。开路与闭路系统的比较：开路：流程简单，设备少，投资省，操作维护方便，但物料必须全达到产品细度才出 磨，（过粉磨，磨内形成缓冲层，细粉包球现象，降低效率。）闭路：复杂，设备多，投资大等不存在过粉磨，输送，分选，热量散失，提高产量， 降低电耗。同规格，闭路

25、可提高 15% 25%用易磨性或易磨性系数（或指数）来表示物料被粉磨的难易程度。生料粉磨系统分类：控制生料粉磨细度的意义:? 控制生料粉磨细度的意义：影响煅烧速度，影响熟料的质量。细，熟料形成快，产量提高，游离氧化钙下降。过细，生料磨的产量下降，电耗明显升高。? 控制生料颗粒分布的意义：生料细度不均匀，反应不一致。粗，反应慢，影响熟料质量，熟料中游离氧化钙含量越高。限制生料中粗颗粒的含量。 生料的粉磨细度及颗粒分布要求? 合理的生料粉磨细度，包括两个含义：一是使生料的平均细度控制在一定范围内，二是要使颗粒大小均匀，尽量避免粗颗粒。影响磨机产量和能耗的主要因素：入磨物料粒度易磨性入磨物料的温度入

26、磨物料水分磨内通风助磨剂衬板和研磨介质影响水泥粉磨产质量的因素：1入磨物料粒度2入磨物料的易磨性3入磨物料温度4入磨物料水分5产品细度与喂料均匀性6助磨剂7磨机通风8选粉效率与循环负荷率9料球比及磨内物料流速均化与预均化的基本概念定义：原燃料的预均化就是原料或燃料在粉磨之前所进行的均化。作用：降低原燃料成分波动，为准确配料、提高生料均匀性，稳定熟料煅烧提供良好的条件。生料均化链：矿山开采t 原料预均化t 生料粉磨 t生料均化预均化堆场的工作原理（堆取料方式）“平铺直取”：堆放时，尽可能地以最多的相互平行、上下重叠的同厚度的料层构成 料堆；取料时，按垂直于料层方向的截面对所有料层切取一定厚度的物

27、料。根据堆场形式不同堆料方法不同，最常用的堆料、取料形式为纵向堆料，端面取料。 堆料方式：单人字型堆料.标准偏差和均化效果标准偏差：衡量物料均匀性的指标。标准偏差值越小，物料的成分越均匀均化效果H越大，表示均化效果越好。是均化前物料的标准偏差与均化后物料的标准偏差之比 三种均化作用：空气搅拌、重力均化、劲相混合 预均化堆场的作用 ：储存作用57天均化作用H = 58预配料作用生料均化的意义和方式：意义：1、提高熟料的质量，稳定窑的热工制度；2、提高窑的运转率、产量，降低能耗；3、生料的均化是干法水泥厂中不可缺少的重要工艺环节。均化方式：多库搭配、机械倒库、压缩空气搅拌库水泥的水化、凝结、硬化水

28、化-物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为高含水，统称为水化。凝结-水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠并失去可塑性的过程称 硬化-水泥加水拌和到水泥浆完全失去可塑性，并产生一定的机械强度。C3S的水化水化产物：水化硅酸钙（也称C-S-H凝胶）和氢氧化钙。水化过程（水化速率很快，可以划分为五个阶段）I：诱导前期（时间：15分钟）反应：激烈一第一个放热峰，钙离子浓度迅速提高浆体状态：是具有流动性（ Ca（0H2没有饱和）n：诱导期又称静止期（时间：2 4小时）反应：极慢 放热底谷：钙离子浓度增高慢浆体状态：Ca（OHR达饱和：此间：具有流动性，结束：失去流动性，达初凝川：加速期（

29、时间：48小时）反应：又加快第二放热高峰浆体状态：Ca（0H）2过饱和最高：生成 Ca（OHb、填充空隙、中期：失去可塑性、达终凝，后期：开始硬化W:减速期（时间：12 24小时）反应：随时间的增长而下降原因：在C3S表面包裹产物一阻碍水化。V :稳定期反应：很慢一基本稳定（只到水化结束）原因：产物层厚：水很少一产物扩散困难。C2S水化：C2S的水化过程与 C3S相似，也有静止期，加速期等，但水化速率很慢约为 C3S的1/20 水化产物：生成C-S-H和Ca（OHbCA水化：水化迅速，其水化产物的组成与结构受溶液中CaO AI2O3离子浓度和温度的影响很大。1、C3A单独水化常温：C3A +

30、27H -C4AH19+C2AH8相对湿度< 85% 时：C4AH19 C4AH13 + 6HC4AH13 + C2AH8 C3AH6+9H2OT > 35 C： C3A+ 6H2O C3AH6特点：水化速度快水化热多T升高反应速度极快急凝很快失去流动性2. C3A在液相CaO浓度达饱和时 ：C3A + CH + 12H-C4AH13瞬凝原因：水泥颗粒表面形成大量 C4AH13，其数量迅速增多，足以阻碍粒子的相对运动。3在石膏存在条件下的水化石膏（充足）、CaO同时存在时C3A+CH+12F QAH13QAH13+3CSH+14H C3A 3CSH32 + CH （三硫型水化硫铝酸

31、钙 Aft，又称钙矶石） C3A未完全水化而石膏已经耗尽时2C4AH13+ C3A 3CS H32 3 C3A CS H12 + CH + 20 H （单硫型水化硫铝酸钙 Afm）石膏掺量极少，所有的 Aft都转化为Afm还有C3A剩余C3A CS H12 +C3A+CH+12H TC3A （ CS CH） H12 硅酸盐水泥的水化 水化反应体系的特点：水泥的水化基本上是在 Ca（OHb和石膏的饱和溶液或过饱和溶液中进 行的，并且还会有 K、Na+等离子。水化过程实际上就是熟料解体 水化 水化产物凝聚 水泥石。水化速率的意义：水化速率影响水泥强度的发挥和安定性表示方法：水化速率：单位时间内的水

32、化程度或水化深度水化程度：在一定的时间内水泥发生水化作用的量和完全水化量的比值，以百分率表示。水化深度：水泥颗粒已水化层的厚度，以微米表示水化深度h与水化程度 a的关系：d3f2测定方法：直接法、间接法矿物水化速度：28天前：C3A> QAF> C3S> C2S36 月：C3S> C3A > C4AF > C2S影响水化速率的因素：1熟料的矿物组成与结构；2、水泥的细度；3、加水量；4、养护温度；5、混合材以及外加剂的性质水泥的凝结和硬化：水泥加水拌成的浆体，起初具有流动性和可塑性。随着水化反应的不断 进行，浆体逐渐失去流动性，转变为具有一定强度的固体，即为

33、水泥的 凝结和硬化。?水化是凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水化的结果硬化水泥浆体主要水化产物的基本特征C-S-H纤维状粒子、网络状粒子、等大粒子、内部产物氢氧化钙六方板状钙矶石带棱针状单硫型水化硫铝酸钙六方薄片状不规则花瓣状硬化水泥浆体的结构:水泥石由水泥凝胶、吸附在凝胶孔内的凝胶水、Ca（OH2等结晶相、未水化的水泥颗粒、毛细孔及毛细孔水所组成。孔的产生：矿物完全水化：理论 W/C=0.2-0.6 ；实际砂浆：W/C=0.5 （国标实验）；所以：理论加水远远大于实际加水：多余水变成固相体积孔隙孔的类型：1、粗孔：球形大孔2、毛细孔：大毛细孔、小毛细孔3、凝胶孔：胶粒间孔、微孔、层间孔水的存在

34、形式：按结合牢固程度分为：1、结晶水：强结晶水 ：以OH-状态存在弱结晶水：以水分子状态存在2、吸附水：是由于吸附作用及毛细现象作用被物理吸附于固体颗粒表面及孔隙中的水，可分为凝胶水及毛细水。3、自由水：游离水存在于粗大孔隙内，易去除，应尽量减少。按是否可蒸发分为：蒸发水：可用降气压，升温度等方法使之干燥（自由水、吸附水）是所 有孔隙体积的量度。非蒸发水：不能或很难使之干燥，如化合水（结晶水） ，可作为水化产物胶粒存在量的量度，即水化程度的量度凝结过程: 水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失去流动性、可塑性，形成具有一定强度的硬化浆体的过程。 初凝:水泥浆体失去流动性和部分可塑性，开始凝结.终凝:水

35、泥浆体逐渐硬化，完全失去可塑性，并具有一定的机械强度，能抵抗一定的外来压力. 凝结时间：水泥从拌水开始到失去流动性，即从可塑性状态发展到固体状态所需要的时间。初凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体开始失去可塑性所需时间。终凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。测定方法：凝结时间测定仪（维卡仪）我国标准：硅酸盐水泥：初凝时间： 45min ;终凝时间：w 6.5h普通水泥： 初凝时间： 45min ;终凝时间：w 10h 石膏的作用：1、调节凝结时间；（主要作用）2、提高早期强度；3、降低干缩变形；4、改善水泥的性能。确定石膏的最佳掺量要同时考虑 ：凝结时间；强度；

36、安定性。 石膏最佳掺入量是指使水泥凝结正常、强度高、安定性良好的掺量。? 我国生产的普通水泥石膏掺量一般波动于：SO3 = 1.5%2.5%。假凝：是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。快凝：指熟料粉磨后与水混合瞬间凝结并放出热量的现象。 快凝原因：1、熟料煅烧时冷却速度慢、碱含量高；2、C3A含量高或石膏掺量不足；假凝原因：1、造成假凝的主要原因除熟料 C3A含量高或石膏掺量较多外；2 、水泥在粉磨时受到高温，二水石膏脱水成半水石膏；3、高碱水泥生成钾石膏；4、水泥颗粒表面异性电荷的作用；预防假凝措施：1、

37、使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免粉磨时石膏脱水；2、在水泥粉磨时采取一定的措施降温，也可避免石膏脱水；3、将水泥存放一段时间；4、在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象的产生；假凝和快凝区别：前者放热量极微，而且经剧烈搅拌后，浆体又可恢复塑性，并达到正常凝 结，对强度并无不利影响；而快凝或闪凝往往是由于缓凝不够所引起，浆 体已具有一定强度，重拌并不能使其再具塑性。调凝外加剂：促凝剂、缓凝剂影响水泥强度的因素：1、熟料的矿物组成 ；2.水泥的细度：3.施工条件：水灰比、骨料级配、搅拌振捣的程度、养护温度和湿度、外加剂的使用安定性不良：水泥在凝结硬化过程中产生剧烈而不均匀的体积变化（体积膨胀）,称为安定性不良.引起安定性不良的原因：熟料中游离氧化钙、氧化镁含量过高以及水