高考化学素材硅酸盐制水泥

硅酸盐水泥的制备1概述水泥是指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和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。

水泥品种繁多，按其主要水硬性物质，可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等系列，其中以硅酸盐系列水泥生产量最大，应用最为广泛。

按其性能和用途不同，又可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。

由硅酸盐水泥熟料、0~5%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。

硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥，其代号为P⋅I。

在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称∏型硅酸盐水泥，其代号为P⋅∏。

2硅酸盐水泥生产原燃料及配料生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。

(1)石灰石原料石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。

石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。

(2)黏土质原料黏土质原料主要提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、及少量的Fe2O3。

天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。

其中黄土和黏土用得最多。

此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。

黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。

(3)校正原料当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的SiO2含量不足，有的Al2O3和Fe2O3含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料，校正原料有以下三种：(a)硅质校正原料含SiO280%以上(b)铝质校正原料含Al2O330%以上(c)铁质校正原料含Fe2O350%以上3硅酸盐类水泥的生产3.1硅酸盐水泥的生产过程硅酸盐水泥的生产过程就是“两磨一烧”。

普通玻璃
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中故 ； 晚埃 期及 玻玻 璃璃 制 璧品
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景德镇传统名瓷之一的雕塑瓷
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景德镇传统名瓷之一的青花瓷
景德镇传统名瓷之一的颜色釉瓷
以粘土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转 窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。 普通水泥的主要成分： 硅酸三钙（3CaO· SiO2）、硅酸二钙（2CaO· SiO2）、
铝酸三钙（3CaO· Al2O3）等。
水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土
水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，是建筑用粘合剂，可 把砖、石等粘结起来。
水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。
混凝土常用钢筋做结构，这就是我们建造高楼大厦。桥梁
等高大的建筑物。
中国在1889年于唐山建立了第一座水泥厂。1906年在唐山 成立启新洋灰股份有限公司。1949年的水泥产量为660千吨，到 1984年已达120万吨，水泥的品种也从单一的硅酸盐水泥发展到 60多个品种。
定义 玻 璃 态 物 质

常见的水泥种类
常用水泥的选用
各种水泥的适用范围
抗渗混凝土
防水混凝土是一种具有高的抗渗性能，并达到防水要求的一种混凝土。

抗渗混凝土是指抗渗等于或大于P6级的混凝土。

防水和抗渗有着很大的相似处，只是由于设计要求的建筑物抗渗性的不同或建筑物不可以使用其它附加防水材料而使用不同的砼。

对抗渗有明确要求就用抗渗砼。

使用防水砼主要是因为如果使用其它防水材料（卷材或涂料）不能满足结构的其它要求。

抗渗混凝土按抗渗压力不同分为P6、P8、P10、P12。

抗渗混凝土通过提高混凝土的密实度，改善孔隙结构，从而减少渗透通道，提高抗渗性。

常用的办法是掺用引气型外加剂，使混凝土的内部产生不连通的气泡，截断毛细管通道，改变孔隙结构，从而提高混凝土的抗渗性。

混凝土的抗渗性用抗渗等级（P）或渗透系数来表示。

我国标准采用抗渗等级是以28d龄期的标准试件，按标准试验方法进行试验时所能承受的最大水压力来确定。

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1. C3S、C2S的水化
结晶度极差，呈无定形胶体状 水化硅酸钙（C-S-H凝胶）
2(3CaO·SiO2) + 6H2O = 3CaO·SiO2·3H2O + 3Ca(OH)2
（ C3S ）
水化硅酸钙
2(2CaO·SiO2) + 4H2O = 3CaO·SiO2·3H2O + Ca(OH)2
（ C2S ）
( C4AF )
水化铝酸钙
水化铁酸钙
水化铁酸钙凝胶(C-F-H）
（一）水化（化学过程）
在石膏、存在的条件下
石膏
3CaO·Al2O3·6H2O + 3(CaSO4·2H2O)+19H2O = 3CaO·Al2O3·CaSO4·31 H2O
水化铝酸钙（C3AH6 ）
高硫型水化硫铝酸钙 , 称为钙矾石，代号AFt
第一阶段
பைடு நூலகம்诱发期
第二阶段
（二）物理过程
动画演示
钙矾石难溶于水，沉淀在水泥熟料颗粒 表面，阻止水分的进入，延长了水化产 物的析出，起到了延缓水泥凝结的作用
（一）水化（化学过程）
矿物组成
熟料 石膏
C3S C2S C3A C4AF
水化产物
C-S-H CH
C3AH6 C-F-H
AFt
凝胶 晶体
（二）物理过程
硬化期
第四阶段
凝结期
第三阶段
物理 过程
初始反应期
学习情境： 水 泥
硅酸盐水泥凝结硬化
硅酸盐水泥凝结硬化
水化： 水泥熟料矿物与水的作用。
凝结： 水泥加水拌和发生水化反应逐渐失去可塑性 但尚不具备强度。
硬化： 水泥水化到一定程度开始产生强度，并变 为坚硬的水泥石。

和晶型。
硅酸三钙加水调和后，初凝≥45min，终凝≤12h。 水化较快。 硅酸三钙可产生较高的强度，且强度发展比较快，早期强度 较高，且强度增进率较大，28d强度可以达到一年强度的70~ 80%。 硅酸三钙水化热较高，抗水性较差。 硅酸三钙固溶体晶体尺寸和发育程度会影响其反应能力。
黑色中间相——C3A固溶体。
在偏光显微镜下反光能力弱， 一般称为黑
色中间相。
C3A和C4AF在煅烧中的作用
铁铝酸四钙和铝三钙在煅烧过程中熔融成液相，又称
熔剂矿物，可以促进硅酸三钙的顺利形成。 如果物料中熔剂矿物过少，易生烧，氧化钙不易被吸收
完全，导致熟料中游离氧化钙增加，影响熟料质量，降
低窑的产量，增加燃料消耗。 如果熔剂矿物过多，在立窑内易结大块，结炉瘤；在回 粘度的影响？ 转窑内易结大块，甚至结圈等。 液相的粘度，随C3A／C4AF比而增减。
硅酸二钙C2S
铝酸三钙C3A 铝酸一钙CA 二铝酸一钙CA2 七铝酸十二钙 C12A7 钙铝黄长石C2AS 六铝酸一钙CA6
硅酸三钙C3S
纯C3S只在2065~1250℃温度范围内稳定。 随着温度的降低，C3S在不同温度下存在多晶转变。 硅酸三钙可以固溶少量的其它氧化物，将影响它的反应能力
一次游离氧化钙 因配料不当、生料过粗或煅烧不 （一次f-CaO） 良，尚未与S、A、F反应而残留 的CaO
呈“死烧状 态”，结构 致密，
大
二次游离氧化钙 （二次f-CaO） 熟料慢冷或还原气氛下，C3S分 解而形成的
经过高温， 水化较慢
较大
方镁石
方镁石——系游离状态的氧化镁晶体。
氧化镁的作用：熟料含有少量氧化镁时，能降低熟料液相 生成温度，增加液相数量，降低液相粘，有利于熟 料形成，还能改善熟料色泽。 方镁石性质：方镁石的水化比游离氧化钙更为缓慢； 水化生成氢氧化镁时，体积膨胀148％，也会 导致安定性不良。水化时会导致安定性不良。 方镁石膨胀的严重程度与其含量、晶体尺寸等都有关系。

考点35硅酸盐及无机非金属材料1. 了解硅酸盐的重要用途及组成;2. 掌握N/SiO ：,的化学性质。

解读与打通常规考点一、硅酸盐1. 概念：硅酸盐是由硅、氧和金属组成的化合物的总称。

2. 物理性质：大多不溶于水，硅酸钠(Na 2SiO ；1)可溶于水，其水溶液俗称水玻璃，是制硅胶和 防火剂等的原料。

3. 化学性质：(1) 硅酸盐有很强的热稳定性，即能耐高温。

(2) 硅酸盐易跟酸发生反应由于硅酸是比碳酸还弱的酸，所以水玻璃易跟碳酸(CO2+H2O)及更强的酸反应，生成难溶于水的 硅酸，例如：化学方程式离子方程式Na 2Si03+C02+H 20=H 2Si031 +Na 2C03 Si0r+C02+H 20=H 2Si031 +C0t Na 2S i 03+2CO 2+2112O=H 2S i 03 I +2NaHC03 S i O'"+2C02+2H 20=H 2S i 031 +2HC0, Na 2S i O3+2HC1 H Z S i03 ! + 2NaC 1Si0r+2H +=H 2Si031提示：盛NaoSiO ；.的试剂瓶应密封，否则吸收空气屮C02和比0会变质。

(3) 硅酸钠的耐热性：Na 2SiO 3能耐高温,不能燃烧。

4. 硅酸盐组成的表示方法在自然界中硅酸盐是构成地壳岩石的主要成分，约占地壳质量的5%,硅酸盐的种类多、结构复 杂，通常用氧化物的形式表示其组成，如硅酸钠(Na 20-S102)＞石棉(5O ・3MgO ・4SiO2)、黏土的 主要成分(Al 203*2Si02*2H 20)。

用氧化物的形式表示硅酸盐组成时，各氧化物的一般排列顺序为金属氧化物(较活泼金属的氧 化物一一较不活泼金属的氧化物)一一二氧化硅一一水注意事项：①氧化物Z 间以“・”隔开；②计量数配置岀现分数应化为整数。

③虽然我们采用 氧化物的形式来表示硅酸盐的组成，但硅酸盐并不是由氧化物组成的，不是混合物，是纯净物, 属于盐类。

高一化学知识小卡片·硅酸盐工业水泥知识点：硅酸盐工业·水泥：1、生产设备：__________________________；2、要紧原料：___________、___________、____________。

3、反应原理：复杂的物理、化学变化。

4、生产过程：原料混合磨细(生料)→高温灼烧至部分熔化→冷却后成硬块→加入适量_______(调剂水泥硬化速度)(熟料)→磨成细粉(水泥) 5、要紧成分：硅酸三钙：______________；硅酸二钙：______________；铝酸三钙：______________；6、用途：由于水泥其有_______性，因此它不仅是一样的建筑材料，而且依旧水下工程必不了可少的建筑材料。

7、水泥砂浆的成分是：_________、__________、_________；8、_________、__________、_________按一定比率的混合物硬化后，叫混凝土；9、水泥的热膨胀系数几乎跟______一样，因此用混凝土建筑建筑物常用钢筋作结构，使建筑物更加牢固，这叫钢筋混凝土。

高一化学知识小卡片(05) _____班姓名_________ 知识点：硅酸盐工业·水泥：1、生产设备：__________________________；2、要紧原料：___________、___________、____________。

3、反应原理：复杂的物理、化学变化。

4、生产过程：原料混合磨细(生料)→高温灼烧至部分熔化→冷却后成硬块→加入适量_______(调剂水泥硬化速度)(熟料)→磨成细粉(水泥) 5、要紧成分：硅酸三钙：______________；硅酸二钙：______________；铝酸三钙：______________；6、用途：由于水泥其有_______性，因此它不仅是一样的建筑材料，而且依旧水下工程必不了可少的建筑材料。

描述硅酸盐水泥凝结硬化过程硅酸盐水泥是一种常用的建筑材料，它主要由主要成分为矿物质硅酸盐、石膏和水混合而成。

硅酸盐水泥的凝结硬化过程可以分为化学反应、物理结构形成以及水泥石的转化三个阶段，下面将对这三个阶段进行详细描述。

首先，硅酸盐水泥的凝结硬化过程通过化学反应开始。

当水加入到硅酸盐水泥中，硬化反应将会在时间上延续数小时到数天。

水分子与水泥中的矿物质发生化学反应，形成硬化产物。

其中，主要的反应是水合反应，即水分子与水泥成分之间的化学反应。

在水合反应中，硅酸盐水泥中的硅酸钙(CaO·SiO2)和硅酸二钙(CaO·2SiO2)与水中的氢氧根离子(OH-)发生反应，形成硅酸二钙水化物(CaO·2SiO2·H2O)、水化硅酸钙(CaO·SiO2·H2O)以及其他水化产物。

这些产物的形成导致水泥石的凝固和硬化，从而使其具有一定的强度和稳定性。

其次，硅酸盐水泥的凝结硬化过程还涉及到物理结构的形成。

在水合反应过程中，硬化产物以及未反应的水泥颗粒逐渐凝胶化，形成具有一定粘结性的凝胶体系。

这种凝胶体系的形成是因为硅酸盐水泥中的矿物质与水分子发生吸附和化学结合，形成一种密集的结构。

凝胶体系的形成使得水泥石具有很强的粘结能力，能够将不同的颗粒聚集在一起，并且保持在一定的排列方式。

这种排列方式对于水泥石的强度发挥着重要的作用。

此外，凝胶体系还能够填充水泥石中的空隙和孔隙，提高其密实性和抗渗性。

最后，硅酸盐水泥的凝结硬化过程还涉及到水泥石的转化。

在水泥石形成后的几周内，硬化产物将发生一系列的物理和化学变化，从而使得水泥石的性能得到进一步的提高。

其中一个重要的转化过程是水泥石中未反应的硅酸钙和硫酸钙转化为水化硅酸钙和水化硫酸钙。

这种转化过程会释放出热量，称为水化反应热。

水化反应热的释放是水泥石在硬化过程中体积缩小和收缩的主要原因之一另外，水泥石还会发生钙石膏的转化反应，即水泥石中的矿物质反应生成硫酸钙晶体。

小结 以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品 的工业称为硅酸盐工业。如制造水泥、玻璃、 陶瓷等产品的工业都属硅酸盐工业。
硅酸盐工业的特点： （1）原料：含硅的物质、碳酸盐等。
（2）反应条件：高温。
（3）反应原理：复杂的物理、化学变化。 （4）生成物：硅酸盐。
1.下列有关水泥的说法错误的是__C____。
（1）石英玻璃：膨胀系数小、耐酸碱、强度大、 滤光； 用途：化学仪器；高压水银灯、紫外灯等的灯壳； 光导纤维、压电晶体等。
（2）光学玻璃：透光性好、有折光和色散性。用 途：眼镜片；望远镱用凹凸透镜等光学仪器
（3）有色玻璃：金属氧化物均匀地分散到玻璃态 物质里，使玻璃呈现特征颜色。蓝色(Co2O3)、红 色 (Cu2O) 、淡绿色 (FeO) （4）钢化玻璃：玻璃在电炉里加热软化，再急 速冷却得钢化玻璃。耐高温、耐腐蚀、强度大、 质轻、抗震裂 ，破碎时无尖锐棱角不易伤人。 用途：运动器材；微波通讯器材；
化学璃是在玻璃原料中加入光色材料制成。 此材料具有两种不同的分子或电子结构状态，在可 见光区有两种不同的吸收系数，在光的作用下，可 从一种结构转变到另一种结构，导致颜色的可逆变 化，常见的含卤化银变色玻璃，是在普通玻璃中加 入少量卤化银（AgX）作感光剂，再加入微量铜、 镉离子作增感剂，熔制成玻璃后，经适当温度热处 理，使卤化银聚成微粒状而制得。当它受紫外线或 可见光短波照射时，银离子还原为银原子，若干银 原子聚集成胶体而使玻璃显色；光照停止后，在热 辐射或长波光（红光或红外）照射下，银原子变成 银离子而退色。卤化银变色玻璃的特点是不容易疲 劳，经历30万次以上明暗变化后，依然不失效，是 制作变色眼镜常用的材料。
功能材料：于电子、激光、通讯、能源和生物工 程等许多高新技术领域。

硅酸盐水泥材料的制备及其应用研究硅酸盐水泥（Portland cement）是一种常见的建筑材料，被广泛应用于混凝土、砖块、石材等建筑材料的生产中。

硅酸盐水泥是一种复合材料，由主要成分的熔融矿物和少量石膏、煤灰等副产品混合制成。

在过去的几十年中，人们对硅酸盐水泥材料的制备和应用进行了广泛的研究和探索，为建筑材料的发展提供了重要支持。

1.硅酸盐水泥的制备过程硅酸盐水泥的制备过程包括原料的煅烧和磨碎两个主要过程。

在煅烧过程中，原料被熔融，而在磨碎过程中，则是将熔融的原料磨成细粉末。

硅酸盐水泥的主要原料包括石灰石、黏土、铁矿石、煤等，这些原料在煅烧过程中将发生化学反应，生成各种化合物和气体，如二氧化硅、氧化铁等。

在磨碎过程中，这些生成的化合物被磨成细粉末，并与石膏等加入物混合，制成硅酸盐水泥。

不同的原料配方和煅烧工艺会影响硅酸盐水泥的性能和性质。

2.硅酸盐水泥的应用硅酸盐水泥是一种重要的建筑材料，广泛应用于建筑工程中的混凝土、砖块、石材等生产中，常用于制作柱子、梁、楼板、地基等结构。

硅酸盐水泥还常用作填充材料、耐火材料等。

硅酸盐水泥具有较高的硬度和强度，能够耐受压力和抗震性能较强，因此在建筑结构中扮演着重要角色。

同时硅酸盐水泥材料也可以在各式各样的装饰工程中使用，如混凝土墙体的彩绘、室内墙面的涂料等。

3.硅酸盐水泥的研究在硅酸盐水泥材料的制备及其应用方面，人们进行了广泛的研究，以更好地满足不断提升的建筑需求。

在硅酸盐水泥的制备方面，人们尝试使用新型原料和新型煅烧工艺，如钙钛矿、橄榄石等，以改善硅酸盐水泥的性能和性质。

同时，人们也致力于研究火山灰、绿色可再生材料等天然和环保材料的应用，以提升硅酸盐水泥的环保性和稳定性。

此外，人们还研究了硅酸盐水泥材料在不同应用环境下的性能和稳定性，对硅酸盐水泥材料的使用寿命、冻融性、抗裂性等进行了系统性的测试、分析和改进。

更重要的是，人们还从提高硅酸盐水泥材料的施工效率、降低制备成本等不同角度对其进行了深入研究。

高考化学考点解析全程复习考点：硅酸盐工业新型无机非金属材料1．复习重点水泥工业和玻璃工业的基本原理；新型无机非金属材料的特性及主要用途2．难点聚焦1．硅酸（H2SiO3）酸性很弱（弱于碳酸）溶解度很小，由于SiO2不溶于水，硅酸应用可溶性硅酸盐和其他酸性比硅酸强的酸反应制得。

Na2SiO3＋2HCl == H2SiO3＋2NaCl硅胶多孔疏松，可作干燥剂，催化剂的载体。

四．硅酸盐硅酸盐是由硅、氧、金属元素组成的化合物的总称，分布广，结构复杂化学性质稳定。

一般不溶于水。

（Na2SiO3、K2SiO3除外）最典型的代表是硅酸钠Na2SiO3 ：可溶，其水溶液称作水玻璃和泡花碱，可作肥皂填料、木材防火剂和黏胶剂。

常用硅酸盐产品：玻璃、陶瓷、水泥。

2．硅单质与碳相似，有晶体和无定形两种。

晶体硅结构类似于金刚石，有金属光泽的灰黑色固体，熔点高（1410℃），硬度大，较脆，常温下化学性质不活泼。

是良好的半导体，应用：半导体晶体管及芯片、光电池。

五．氯元素：位于第三周期第ⅦA族，原子结构：容易得到一个电子形成氯离子Cl－,3．例题精讲[例1]熔融氢氧化钠反应选用的器皿是 [ ]A．陶瓷坩埚B．石英坩埚C．普通玻璃坩埚D．生铁坩埚分析：陶瓷的成分中含有SiO2，石英的成分就是SiO2，玻璃的主要成分中也含有SiO2，而SiO2在高温下可以跟NaOH发生如下反应：SiO2+2NaOH Na2SiO3所以A、B、C的器皿都不能选用，只能内生铁坩埚。

答案：D[例2]下列溶液中可以盛放在玻璃瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是 [ ]。

A．硅酸钠溶液B．氢氟酸C．氢氧化钠溶液D．氯化钠溶液分析：玻璃的主要成分之一二氧化硅，它能跟氢氟酸迅速反应，所以，氢氟酸不能盛放在玻璃、陶瓷容器中，只能保存在铅皿或塑料瓶中。

氢氧化钠溶液与二氧化硅在常温下反应十分缓慢，所以可以盛放在玻璃瓶中，但瓶的磨口处的二氧化硅跟氢氧化钠缓慢反应后，生成的硅酸钠是一种矿物胶，使瓶塞与瓶口粘在一起，因此不能用磨口玻璃塞。

高中化学硅酸盐材料嘿呀，咱今天就来说说高中化学里那些神奇的硅酸盐材料！记得高中上化学课的时候，老师第一次讲到硅酸盐材料，我就被深深吸引住了。

那时候看着老师在讲台上拿着粉笔，一边比划一边讲解，我就觉得这玩意儿肯定不简单。

先说说水泥吧，这水泥可是建筑界的“大明星”呀！咱都知道盖房子、修路啥的都离不开它。

那水泥的原料主要就是黏土和石灰石。

想象一下，那些灰扑扑的黏土和硬邦邦的石灰石，经过高温煅烧，在水泥回转窑里翻滚、融合，就像一群调皮的孩子在热锅里闹腾，最后就变成了那坚硬无比的水泥。

我就想啊，这水泥可真是神奇，原本普普通通的材料，经过这么一折腾，居然能变得这么厉害，能撑起一栋栋高楼大厦，能铺出一条条平坦的道路。

每次看到那些正在施工的建筑工地，看着工人们把水泥搅拌好，然后一点点地浇筑起来，我就对这水泥充满了敬佩之情。

再讲讲玻璃，玻璃那可是生活中随处可见的东西。

窗户上的玻璃能让我们看到外面的世界，杯子上的玻璃能让我们喝水，汽车上的玻璃能为我们遮风挡雨。

玻璃的原料有纯碱、石灰石和石英砂。

这几种材料在高温的玻璃窑里发生反应，就像是在开一场热闹的化学派对。

碳酸钠和二氧化硅反应生成硅酸钠和二氧化碳，碳酸钙和二氧化硅反应生成硅酸钙和二氧化碳。

最后就变成了那透明的、亮晶晶的玻璃。

我还记得有一次上化学实验课，老师让我们自己动手做一个简单的玻璃制品。

我拿着玻璃棒，在火焰上烧啊烧，看着那玻璃慢慢融化，然后按照自己的想法做成一个小摆件，心里那叫一个得意。

虽然做得不是很完美，但那也是我自己亲手做的呀！还有陶瓷，那可是咱们中国的传统文化瑰宝。

陶瓷的原料就是黏土。

那些黏土经过工匠们的巧手，捏成各种各样的形状，再经过高温烧制，就变成了精美的陶瓷制品。

我曾经去参观过一个陶瓷展览，里面的陶瓷作品真是让我大开眼界。

有小巧玲珑的茶杯，上面画着精美的图案；有高大的花瓶，那造型简直太漂亮了；还有那些栩栩如生的陶瓷雕塑，仿佛在诉说着一个个古老的故事。

2021/7/22
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1.3 水泥的分类
1、按矿物组成分类 硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、 铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥
2、按用途分类 通用水泥：常用硅酸盐水泥（六大品种） 特性水泥：低热水泥、耐酸水泥、膨胀水泥、
防辐射水泥、白水泥 专用水泥：油井水泥、大坝水泥、道路水泥、
水工水泥、
2021/7/22
《胶凝材料学》——一般基础知识
《土木工程材料》——应用基础知识
《材料科学基础》——理论基础
《混凝土学》——浇注工艺
2021/7/22
8
第一篇 水泥工艺学
第一章 水泥的基础理论知识
§1 水泥的概念、组成和分类
1.1 水泥的概念 细磨成粉末状，加入适量水后成为塑
性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中 硬化，可将砂石等散粒或纤维材料牢固胶 结在一起的水硬性胶凝材料。
含量% 37~60 15~37 7~15 10~18
C3A、C4AF的作用：
——称为熔剂矿物，生成液相，利于烧成
玻璃体、游离CaO、MgO（有害）
——1、如何选取原料
2021/7/22
2、如何获得一定矿物组成的熟料 21
熟料矿物及其特性
矿物名称 水化速度 水化热 强度
C3S C2S C3A C4AF
快 慢 最快 快
大 小 最大 中
高
早低后 高
早高后 低
早低后 中
干燥收 缩 中 小
大
小
耐腐蚀 中 稍大 小 大
运用材料表面和界面理论，采用研磨与抛光、镀膜、 着色、涂装、气相沉淀、表面强化等方法制备具有一定材 料表面性能产品的工艺。
自蔓延合成工艺——各种新材料 化学合成工艺 复配合成工艺——干粉砂浆、复合矿物外加剂

硅酸盐水泥的制备硅酸盐水泥的制备1概述水泥是指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和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。

水泥品种繁多，按其主要水硬性物质，可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等系列，其中以硅酸盐系列水泥生产量最大，应用最为广泛。

按其性能和用途不同，又可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥三大类。

由硅酸盐水泥熟料、0~5%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。

硅酸盐水泥分两种类型，不掺加混合材料的称I型硅酸盐水泥，其代号为P?I。

在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称∏型硅酸盐水泥，其代号为P?∏。

2硅酸盐水泥生产原燃料及配料生产硅酸盐水泥的主要原料为石灰原料和粘土质原料，有时还要根据燃料品质和水泥品种，掺加校正原料以补充某些成分的不足，还可以利用工业废渣作为水泥的原料或混合材料进行生产。

(1)石灰石原料石灰质原料是指以碳酸钙为主要成分的石灰石、泥灰岩、白垩和贝壳等。

石灰石是水泥生产的主要原料，每生产一吨熟料大约需要1.3吨石灰石，生料中80%以上是石灰石。

(2)黏土质原料黏土质原料主要提供水泥熟料中的SiO2、Al2O3、及少量的Fe2O3。

天然黏土质原料有黄土、黏土、页岩、粉砂岩及河泥等。

其中黄土和黏土用得最多。

此外，还有粉煤灰、煤矸石等工业废渣。

黏土质为细分散的沉积岩，由不同矿物组成，如高岭土、蒙脱石、水云母及其它水化铝硅酸盐。

(3)校正原料当石灰质原料和黏土质原料配合所得生料成分不能满足配料方案要求时（有的SiO2含量不足，有的Al2O3和Fe2O3含量不足）必须根据所缺少的组分，掺加相应的校正原料，校正原料有以下三种：(a)硅质校正原料含SiO280%以上(b)铝质校正原料含Al2O330%以上(c)铁质校正原料含Fe2O350%以上3硅酸盐类水泥的生产3.1硅酸盐水泥的生产过程硅酸盐水泥的生产过程就是“两磨一烧”。

硅酸盐工业简述教学目标知识技能：初步了解“硅酸盐工业〞；初步了解除制水泥的主要原料和生产过程、水泥的主要成分和性质；了解制玻璃的主要原料和主要反应。

能力培养：通过对水泥工业的教学，培养学生的自学能力和表达能力。

科学思想：使学生逐渐形成成正确的科学社会观，即使学生认识到“科学技术是第一生产力〞，关心环境、资源再生等与现代社会有关的化学问题，具有社会责任感。

科学方法：教给学生自学阅读和讨论交流的方法。

重点、难点普通玻璃的化学反应原理作为知识目标中的重点，但更重要的是培养学生的能力及科学情感和科学思想。

教学难点：对“玻璃态物质〞的理解。

阅读课本第10~11页,按以下顺序整理思路:“原料—设备—生产过程—反应条件—水泥条件—水泥成分—应用〞〔生料→熟料〕思考以下问题：什么是生料？往回答转窑中鼓入空气、煤粉的目的是什么？什么是熟料？加入石膏的作用是什么？水泥的成分如何？应用有哪些？为什么用于建筑，特别是水下工程必不可少的是什么？附3：〔投影6〕随堂检测1．普通玻璃是 `〔混合物、纯净物〕。

玻璃可在一定温度范围内软化，制成工艺品等。

这是因为玻璃不是，而是一种物质，没有固定2．制水泥和玻璃时都需要用的原料是〔〕。

〔A〕粘土〔B〕石英〔C〕石灰石〔D〕纯碱3．一般不用石英吵作原料一制取的物质是〔〕〔A〕耐酸、碱的硼酸盐玻璃〔B〕普通硅酸盐水泥〔C〕折光率强的玻璃〔D〕不易破碎的钢化玻璃4．以下说法正确的选项是〔〕2是酸性氧化物，它不溶于水也不溶于任何酸（A）〔A〕SiO2制造玻璃的主要原料之一，它在常温下不与NaOH溶液反应〔B〕SiO2〔C〕〔因高温时SiO2与Na2CO3反应放出CO2，所以H2SiO3酸性比H2CO3强〔D〕CO2通入水玻璃中可得原硅酸。

5．物质A是一种高溶点化合物，不溶于H2SO4、HNO3等。

A在一定条件下可发生如下变化：完成以下各项：〔1〕写出化合物A、B、、D、E的化学式。

〔2〕写出上述一系列变化的化学方程式。