水泥

矿物掺合料

细骨料(砂)

粗骨料(碎石或卵石)

外加剂

水（拌和）

水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚固的整体。其结构如图1.1。

砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。

图1.1 普通混凝土结构示意图

1—石子；2—砂子；3—水泥石；4—气孔

硅酸盐水泥的生产过程可以概括为“两磨一烧”。

铁矿石

生料磨烧成设备熟料磨水泥产品

化学成分: CaO、Al2O3、Fe2O3、SiO2

矿物组成：

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是熟料主要的强度矿物，水化速度快水化热较高，水化产物的收缩率较大，水化会释放出大量的Ca(OH)2。随着C3S增加，水泥的抗压强度比抗折强度更快地增长，水泥的脆性系数（压折比）增大，抗裂性变差。

C2S的水化速度很慢，水化热低，收缩率比C3S小，抗侵蚀性能好，强度发展慢，早期强度很低，约一年后与C3S持平。

C3A水化、凝结速度快，，是水泥石产生早强的主要矿物，但C3A强度值不高，而且后期产生强度倒缩现象。水化热大且集中，水化后因为层间水的蒸发以及形成的水化产物在转型过程中体积缩小而产生较大的收缩，此外C3A需水量较大，对水泥拌合物的流动性不利，含量高对对减水剂的相容性变差，水泥石的抗硫酸盐侵蚀性变差。

与C3A相比，C4AF不仅有较高的早期强度，而且后期强度还能有所增长，C4AF对抗折强度的贡献远大于抗压强度，即脆性系数低，抗裂性好。 C4AF的另一个重要作用是生成凝胶状铁酸，使水泥石具有较大的变形能力。根据南京化工大学的试验数据，水泥中每增加1%的C4AF，磨损系数减少0.014-0.033%是C3S的7-17倍。在水泥石耐磨上所起的作用远较C3S显著。

水泥的水化产物：

C3S的水化产物：C-S-H + Ca(OH)2

C2S的水化产物：C-S-H + Ca(OH)2

C3A和C4AF的水化产物：Aft + Afm

在充分水化的水泥石中：

u C-S-H约占70%；

u Ca(OH)2约占20%；

u Aft+Afm约7%。

硅酸盐水泥的性能

u 细度

u 凝结时间；

u 强度；

u 安定性；

u 化学减缩；

u 水化热。