高考化学素材硅酸盐制水泥
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”。
高中化学《硅酸盐工业：水泥、玻璃、陶瓷》PPT教学课件
普通玻璃
钢化玻璃
光纤玻璃
有关图片展示
古故 埃； 埃 及及 玻玻 璃璃 制 制品 品
中故 ； 晚埃 期及 玻玻 璃璃 制 璧品
战 国
满城汉玻璃耳杯
广 西 贵 县 出 土 的 玻 璃 杯
隋 李 静 训 墓 出 土 的 玻 璃 圆 盒
魏晋南北朝的玻璃钵
网纹玻璃杯
北 宋 玻 璃 杯
河 北 定 县 静 志 寺 出 土 的
目前发现的最大的元代玻璃器
清 乾 隆 白 地 套 红 玻 璃 双 合 瓶
南 方 玻 璃 陨 石
玻璃仪器
钢化玻璃
光学玻璃型材
石英玻璃
陶
瓷
景德镇传统名瓷之一的薄胎瓷
景德镇传统名瓷之一的雕塑瓷
景德镇传统名瓷之一的粉彩瓷
景德镇传统名瓷之一的玲珑瓷
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。
（资料素材和资料部分来自网络，供参考。
可复制、编制，期待你的好评与关注）。
水泥—硅酸盐水泥凝结硬化(土木工程材料)
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。
硅酸盐水泥的组成及配料计算
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。
【优化设计】高考化学一轮复习(第三辑)考点35硅酸盐及无机非金属材料(含解析).doc
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
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
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
硅酸盐制水泥
硅酸盐生产水泥的工艺可以用“两磨一烧”来概括，第一阶段，将石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎或烘干后，按照一定的比例配合、磨细，并调配为成分合适、质量均匀的生料；第二阶段，生料在水泥窑内煅烧至部分熔融，所得为以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料；熟料煅烧，熟料加适量石膏，有时还加一些混合材料共同磨细为水泥，就称为第三阶段。
由于各地条件，原料资源和采用的主机设备等情况不同，水泥生产方法也有所不同，根据我国目前生产水泥的情况，采用下列两种分类方法。
一、按煅烧窑的结构分
1.立窑有普通立窑和机械化立窑。
2.回转窑有湿法回转窑、干法回转窑和半干法回转窑。
（1）湿法回转窑
有湿法长回转窑，窑内有热交换装置（如链条等）；湿法短回转窑，与热交换设备连接工作（如料浆蒸发机等）
（2）干法回转窑
有中空式窑、带余热锅炉的窑、带旋风预热器的窑、带立筒预热器的窑、带旋风预热器及分解炉的窑。
（3）半干法回转窑
有立波尔窑等。
二、按生料制备方法分
1.湿法
采用湿法生产时，粘土质原料先经淘制成粘土浆，然后与石灰石、铁粉等原。