一、概述一、概述•水泥品种一般用途水泥（硅酸盐系列水泥）特种用途水泥（中热水泥、低热水泥、膨胀水泥、快硬早强水泥、耐火水泥等）专用水泥（白色水泥、油井水泥、型砂水泥等）硅酸盐系列水泥•硅酸盐水泥(P.I、P.II)•普通硅酸盐水泥(P.O)•火山灰硅酸盐水泥(P.P)•粉煤灰硅酸盐水泥(P.F)•矿渣硅酸盐水泥(P.S)•复合硅酸盐水泥(P.C)•石灰石硅酸盐水泥(P.L)•白水泥一、概述•水泥产量我国水泥产量1892年，唐山细棉厂00.00660.0286123.64.15.15.916.56.5177.6188.2209.622.110.622.511.22413.52513.9250510152025年产量(亿吨)189219521985199520002002200420062008年份我国水泥技术小立窑湿法回转窑日产二千吨熟料预分解窑新型干法日产五千吨熟料预分解窑新型干法我国水泥技术2005年底新型干法生产线生产的水泥已占水泥总产量的45%我国水泥工业技术全国水泥散装率达45.82%19.0621.8424.2729.4933.4736.6139.1343.345.8205101520253035404550200020012002200320042005200620072008年份散装率(%)•每年排出CO2约12亿吨，同时还要排放SO3、NOx等有害气体•是气候变暖、酸雨等灾害的直接责任者之一•每年向大气中排放粉尘约1500万吨•为减少SO3的排放采取脱硫工艺又产生新的废渣---脱硫渣•耗煤、耗电大户•石灰石的大量开采已导致地球矿产资源的匮乏，并破坏着生态平衡•散装率亟待提高。我国水泥工业危机二、硅酸盐水泥的水化硬化机理•化学成分和矿物组成•水泥熟料矿物的水化•硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化•几种矿物组成的水化特性•影响水泥正常凝结硬化速率的因素（一）水泥的化学成分和矿物组成1.水泥熟料的烧成石灰石粘土（页岩）混合磨细煅烧冷却铁矿粉(1350-1450oC)（一）水泥的化学成分和矿物组成2.水泥熟料的化学成分和矿物组成组成CaOSiO2Al2O3Fe2O3MgO含量%62-6720-244-73-5矿物C3SC2SC3AC4AF含量%37-6015-377-1510-18（一）水泥的化学成分和矿物组成3.硅酸盐系列水泥的组成与矿物组成除了熟料，尚与混合材、石膏等有关(二)水泥熟料的水化1.硅酸盐3CaO.SiO2+H2OxCaO.ySiO2.nH2O2CaO.SiO2+H2OxCaO.ySiO2.nH2Ox、y、n值与水化条件(温度、水灰比、石灰浓度等)有关(二)水泥熟料的水化2.C3A当CaO浓度>0.33g/l时C3A+H2OC3AH6当CaO浓度>1.08g/l时(饱和)C3A+H2OC4AH13•C3A的水化产物受CaO、Al2O3浓度和温度的影响很大(二)水泥熟料的水化3.C4AFC4AF+H2OC3AH6+CFH4.f-CaO和方镁石•f-CaO由于a)死烧；b)被其它矿物包裹；c)与SiO2共存等原因，水化很慢•方镁石水化更慢(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化•水化----水泥矿物遇水后由无水状态变成含有结合水的状态•凝结----水泥浆失去流动性•硬化----水泥浆彻底失去塑性，建立网状结构，并且有一定机械强度•强度发展----水泥浆硬化后，未水化水泥颗粒继续水化，水化产物交叉连接，充填毛细孔、密实浆体，强度不断提高(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化•石膏的作用C3A+CaSO4.2H2O+H2O3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O(AFt)当石膏耗尽后C3A+AFtAFm(3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O(三)硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化水泥水化五阶段IIIIIIIVV放热速率饱和初凝终凝时间I---起始期；II---诱导期；III---加速期；IV---减速期；V---稳定期Ca2+浓度几点说明•水泥水化起始期大约需要4-5分钟，主要生成AFt，大量放热，C3S也开始水化•在诱导期，AFt针状晶体包裹在C3A表面，C3S继续水化，凝胶物增多，此阶段大约持续40min-2h•在加速期，CH浓度过饱和，开始结晶•在减速期，C3S与水的反应逐渐受扩散速率控制•在稳定期，水泥的水化完全受扩散速率控制(四)几种水泥矿物成分的水化特性C3SC2SC3AC4AF水化速度较快,水化热高,强度最高,决定水泥标号水化速度较慢,水化热最低,早强低,后强增长较快水化速度最快,水化热最高,强度发展很快,但强度不高,体积收缩大,含量高则水泥抗硫酸盐性差水化速度仅次于C3A,水化热及强度中等,含量高时对抗折强度有利C2S与C3S的比较•C2S的水化约需80小时才能达到加速期，而C3S诱导期只有3-4小时•C2S反应层厚度随时间的增长很慢，在硬化四年的浆体中，还有15%的未水化C2S不同时期的水化百分数(%)龄期1d3d7d1个月3个月C3S15-5535...
