水泥

礦物摻合料

細骨料(砂)

粗骨料(碎石或卵石)

外加劑

水（拌和）

水泥漿體在硬化前起潤滑作用，使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化后將骨料膠結在一起，形成堅固的整體。其結構如圖1.1。

砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細骨料表面并填充骨料間的空隙。

圖1.1 普通混凝土結構示意圖

1—石子；2—砂子；3—水泥石；4—氣孔

硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程可以概括為“兩磨一燒”。

生料磨燒成設備熟料磨水泥產(chǎn)品

化學成分: CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2

礦物組成：

Alite C3S 3CaO×SiO2 36~60%

Belite C2S 2CaO×SiO2 15~37%，此二者75-82%；

C3A 3CaO×Al2O3 7~15% C4AF4CaO×Al2O3×Fe2O3 10-18% 此二者﹤25%；

f-CaO、MgO<10%

u C3S是熟料主要的強度礦物，水化速度快水化熱較高，水化產(chǎn)物的收縮率較大，水化會釋放出大量的Ca(OH)2。隨著C3S增加，水泥的抗壓強度比抗折強度更快地增長，水泥的脆性系數(shù)（壓折比）增大，抗裂性變差。

C2S的水化速度很慢，水化熱低，收縮率比C3S小，抗侵蝕性能好，強度發(fā)展慢，早期強度很低，約一年后與C3S持平。

C3A水化、凝結速度快，，是水泥石產(chǎn)生早強的主要礦物，但C3A強度值不高，而且后期產(chǎn)生強度倒縮現(xiàn)象。水化熱大且集中，水化后因為層間水的蒸發(fā)以及形成的水化產(chǎn)物在轉型過程中體積縮小而產(chǎn)生較大的收縮，此外C3A需水量較大，對水泥拌合物的流動性不利，含量高對對減水劑的相容性變差，水泥石的抗硫酸鹽侵蝕性變差。

與C3A相比，C4AF不僅有較高的早期強度，而且后期強度還能有所增長，C4AF對抗折強度的貢獻遠大于抗壓強度，即脆性系數(shù)低，抗裂性好。 C4AF的另一個重要作用是生成凝膠狀鐵酸，使水泥石具有較大的變形能力。根據(jù)南京化工大學的試驗數(shù)據(jù)，水泥中每增加1%的C4AF，磨損系數(shù)減少0.014-0.033%是C3S的7-17倍。在水泥石耐磨上所起的作用遠較C3S顯著。

水泥的水化產(chǎn)物：

C3S的水化產(chǎn)物：C-S-H + Ca(OH)2

C2S的水化產(chǎn)物：C-S-H + Ca(OH)2

C3A和C4AF的水化產(chǎn)物：Aft + Afm

在充分水化的水泥石中：

u C-S-H約占70%；

u Ca(OH)2約占20%；

u Aft+Afm約7%。

硅酸鹽水泥的性能