陶瓷、水泥和玻璃的生产简介
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3-3玻璃、陶瓷和水泥解析
陶器：
炻器：
彩陶 江苏宜兴的紫砂壶、秦汉兵马俑
水缸、砂锅
瓷器：
茶具
瓷雕
收藏品
注意：①彩釉
2018/10/10
2018/10/10
景 泰 蓝
思考：瓷器上釉是怎么回事？绚丽多彩的瓷器是怎样制得的？ 在普通釉料中加入一些重金属离子，可制成彩釉。 将彩釉涂在坯体上进行烧制即制成绚丽多彩的瓷器。
2018/10/10
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水泥回转窑
2018/10/10
三、水泥：
1、主要原料：粘土和石灰石
辅助原料：石膏—作用是调节水泥硬化速度
2、主要设备：水泥回转窑
3、生产过程：生料研磨，高温煅烧得熟料，再 加石膏研成粉末得普通硅酸盐水泥 4、反应原理：复杂的物理、化学变化
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传统上陶瓷是指所有以黏土为主要原料 （Al2O3〃2SiO2〃2H2O）与其它天然矿物原 料经过粉碎、成型、煅烧等过程制成的各种 制品。广义上陶瓷是用陶瓷生产方法制造的 无机非金属固体材料和制品的通称。
资 料
2018/10/10
旧中国的水泥主要依靠进口，椐记载最高年 产量仅2.29*106t，在新中国诞生以后，水泥工业 有了迅速的发展。 从1949年到1983年，增长了160多倍， 1983年产量达1.06*108t, 居世界第二位，1989 年产量达2.07*108t，居世界第一位。其中1999 年我国水泥产量占世界的37．16％。
璃、陶瓷和水泥 Glass、Ceramics、Cement
医学应用： 医学应用：内窥镜
二、高温结构陶瓷
高温结构陶瓷的特点 高温结构陶瓷的特点： 特点：
耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、 耐高温、耐氧化、耐酸碱腐蚀、 硬度大、耐磨损、 硬度大、耐磨损、密度小
讨论： 讨论：
‼采用高温结构陶瓷制造发动机有哪些 采用高温结构陶瓷制造发动机有哪些 采用 优点呢？ 优点呢？
提示： 普通柴油发动机带有水箱。 提示： 普通柴油发动机带有水箱。
铸铁发动机高温时容易损坏，需用水冷却， 铸铁发动机高温时容易损坏，需用水冷却， 浪费热能。 浪费热能。 高温结构陶瓷发动机工作温度稳定在1300℃， 高温结构陶瓷发动机工作温度稳定在 ℃ 燃料充分燃烧，热效应提高，且质轻。 燃料充分燃烧，热效应提高，且质轻。
水泥回转窑
(5)变色玻璃 (5)变色玻璃
（AgBr与微量CuO) AgBr与微量 与微量CuO)
4．玻璃瓶装药品的几个问题： ．玻璃瓶装药品的几个问题： ①HF：SiO2 + 4HF =SiF4 + 2H2O 可用于刻 ： 花玻璃，不能装氢氟酸。 花玻璃，不能装氢氟酸。 ②玻璃塞：带有磨口的玻璃塞，与碱液反应。 玻璃塞：带有磨口的玻璃塞，与碱液反应。 SiO2 + 2NaOH = Na2SiO3 + H2O 使二者 粘在一起，所以不能装碱液。 粘在一起，所以不能装碱液。
4. 几个概念： 几个概念： 水泥砂浆 ——水泥、沙子和水的混合物 水泥、 水泥 混凝土 ——水泥、沙子、碎石和水的混合物 水泥 钢筋混凝土 ——混凝土和钢筋混合在一起 混凝土和钢筋混合在一起 5. 水泥的等级： 水泥的等级： 42.5、52.5、62.5， 42.5、52.5、62.5，等级越高性能越好 6.不足： 吸水性强， 6.不足： 吸水性强，保质期不长 不足
硅酸盐工业简介
硅酸盐工业简介硅酸盐工业，是以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料，如制造水泥、玻璃、陶瓷等产品的工业。
1．硅酸盐自然界中存在的各种天然硅酸盐矿物是构成地壳岩石的主要成分，粘土是制造瓷器的主要原料，粘土的主要成分是硅酸盐，常见的粘土有高岭土，绝大多数硅酸盐难溶于水，可溶性硅酸盐中最常见的是32SiO Na ，它的水溶液俗称水玻璃或泡花碱。
硅酸盐种类很多、结构复杂，其复杂的硅酸盐常用氧化物的形式表示。
如：硅酸钠 32Si O Na ［32SiO O Na 、］高岭石 2Al )O (Si 52 4(OH) ［O 2H 2S iO O Al 2232、、］2．硅酸盐工业（1）水泥：①原料：粘土、石灰石辅助原料：石膏（石膏作用：调节水泥硬化速度。
）②设备：水泥回转窑。
③流程：两磨一烧。
④水泥主要成分：硅酸三钙（2SiO 3CaO 、）硅酸二钙（2SiO 2CaO 、）铅酸三钙（32O Al 3CaO 、）⑤水泥硬化过程（水硬性）：水泥加水生成水合物并放出大量的热，渐渐转成胶状物，一部分凝结成晶体，然后与胶状物结合成牢固的固体。
⑥特种水泥：由水泥、沙子、和水的混合物称水泥砂浆，由水泥、沙子和碎石的混合物称混凝土。
（2）玻璃：①原料：纯碱、石灰石、石英；②生产设备：玻璃熔炉；③成分：2332S iO CaS iO S iO Na 、、④反应原理：232SiO CO Na +↑+232CO S iO Na23S iO CaCO +↑+23CO CaS iO⑤玻璃的种类：普通玻璃、特种玻璃。
特种玻璃：硼酸盐玻璃、铅玻璃、钴玻璃、有色玻璃、钢化玻璃等等。
⑥玻璃态物质的特点：没有固定的熔点，而在某一定温度范围内逐渐软化。
（3）陶瓷：①原料：粘土；②过程：混合—成型—干燥—烧结—冷却—陶器；③陶瓷的特点：抗氧化、抗酸碱腐蚀、耐高温绝缘易成型特点。
水泥制备简介
第三节 玻璃、陶瓷和水泥
一、玻 璃
二、陶
三、水
瓷
泥
四、玻璃和陶瓷的新发展
水泥
三、水
泥
水泥用于建筑
中国水泥工业明天更美好
抚今追昔，我国水泥工业在过去的岁月里经历了曲折而 又辉煌的发展历程。 1892年，启新水泥厂在唐山建立，拉开了我国水泥工业 发展的序幕。但由于战乱不断和外来侵略，到1949年新 中国成立时，我国水泥生产技术仍非常落后 20世纪70～80年代，尤其是改革开放以来，国民经济的 稳步高速发展带动了我国水泥工业技术的快速进步和水泥 产量的迅猛增长。1985年产量达1.46亿吨，居世界第一 。 目前，我国水泥工业正沿着国际水泥工业的发展趋势是以 节能、降耗、环保、提高水泥质量和提高劳动生产率为中 心，走可持续发展的道路。
四、玻璃和陶瓷的新发展
1.光导纤维（光纤）
现代通信用光缆
光 导 纤 维 手 术 头 灯
光学纤维胃镜
用光导纤维做手术不用开刀
2、高温结构陶瓷 性能： 耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、 硬度大、耐磨损、密度小等
氮 化 硅 陶 瓷
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷（人造刚玉）是一种 极有前途的高温结构材料。它的 熔点很高，可作高级耐火材料， 如坩埚、高温炉管等。利用氧化 铝硬度大的优点，可以制造在实 验室中使用的刚玉磨球机，用来 研磨比它硬度小的材料。用高纯 度的原料，使用先进工艺，还可 以使氧化铝陶瓷变得透明，可制 作高压钠灯的灯管。
一、玻 璃
二、陶
三、水
瓷
泥
四、玻璃和陶瓷的新发展
水泥
三、水
泥
水泥用于建筑
中国水泥工业明天更美好
抚今追昔，我国水泥工业在过去的岁月里经历了曲折而 又辉煌的发展历程。 1892年，启新水泥厂在唐山建立，拉开了我国水泥工业 发展的序幕。但由于战乱不断和外来侵略，到1949年新 中国成立时，我国水泥生产技术仍非常落后 20世纪70～80年代，尤其是改革开放以来，国民经济的 稳步高速发展带动了我国水泥工业技术的快速进步和水泥 产量的迅猛增长。1985年产量达1.46亿吨，居世界第一 。 目前，我国水泥工业正沿着国际水泥工业的发展趋势是以 节能、降耗、环保、提高水泥质量和提高劳动生产率为中 心，走可持续发展的道路。
四、玻璃和陶瓷的新发展
1.光导纤维（光纤）
现代通信用光缆
光 导 纤 维 手 术 头 灯
光学纤维胃镜
用光导纤维做手术不用开刀
2、高温结构陶瓷 性能： 耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、 硬度大、耐磨损、密度小等
氮 化 硅 陶 瓷
氧化铝陶瓷
氧化铝陶瓷（人造刚玉）是一种 极有前途的高温结构材料。它的 熔点很高，可作高级耐火材料， 如坩埚、高温炉管等。利用氧化 铝硬度大的优点，可以制造在实 验室中使用的刚玉磨球机，用来 研磨比它硬度小的材料。用高纯 度的原料，使用先进工艺，还可 以使氧化铝陶瓷变得透明，可制 作高压钠灯的灯管。
玻璃、陶瓷和水泥
二、陶 瓷
China：中国的英文名是 China，陶瓷在英文 中也是china。有一种说法是，十八世纪以前， 中国昌南镇（今景德镇）的精美陶瓷都器—在—欧江洲 很受荣欢。迎就。这人样们欧以洲能人获以得“一昌件南昌”苏瓷景南作宜 都 德镇为兴 镇—瓷瓷—市器器江，西为 （china）和生产瓷器的“中国”（China） 的代称，久而久之，欧洲人就把昌南的本意 忘了，只记得它是“瓷器”，即“中国”。
以含硅物质为原料，经加工制得硅酸盐产品 称为硅酸盐材料,如玻璃、陶瓷、水泥等产品的 都属硅酸盐材料。
很久以前,有一艘腓尼基人的大商船来到地中海沿岸的贝鲁 斯河河口，船上装了许多天然苏打的晶体。 中午到了，他们决 定在沙洲上埋锅造饭。可是沙洲上到处是软软的细沙，竟找不到 可以支锅的石块。有人突然想起船上装的天然结晶苏打，于是大 家搬来几十块垒起锅灶，然后架起木柴燃了起来。当他们吃完饭 收拾餐具准备回船时，只见锅下沙子上有种东西晶莹发光，大家 以为发现了宝贝。其实，这是在烧火做饭时，支着锅的苏打块在 高温下和地上的石英砂发生了化学反应，形成了玻璃。 聪明的 腓尼基人很快就学会了制作方法，他们把玻璃液制成大大小小的 玻璃珠。这些好看的珠子很快就受到外国人的欢迎，一些有钱人 甚至用黄金和珠宝来兑换，腓尼基人由此发了大财。
思考：
玻璃为什么会被人工吹制成各 种形状？
普通玻璃是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2 熔合在一起形成的物质，主要成分是SiO2。玻璃不是晶 体，而是玻璃态物质，这类物质没有固定的熔点，而是 在某个温度范围内逐渐软化，在软化状态 时，可被吹制 成任何形状的制品。
普通玻璃 ---因混有二价铁的化合物显浅绿色
1、在普通釉料中加入不同的金属元素，烧制时生 成不同的金属氧化物，不同金属氧化物的颜色不同； 2、烧制时空气用量不同，得到金属离子的氧化态 不同，颜色也不同
玻璃陶瓷和水泥
水泥用于建筑
练习
硅酸盐 高岭土 化学组成 氧化物形式
Al2（Si2O5） Al2O3· 2SiO2 · 2H2O （OH）4 K2Al2Si6O16
K 2O · Al2O3 · 6SiO2
· CaO · 6SiO2
正长石 普通玻璃
Na2O 、CaO 、SiO2的 质量分数分别为13.0％、Na2O 11.7％、75.3％
特性
实例
没有 固定的 熔点。
玻璃
几 种 常 见 玻 璃 简 介
因混有铁的化合物显浅绿色 在原料里加入某些金属氧化 物均匀地分散到玻璃态物质里， 把普通玻璃放在 蓝玻璃 光导纤维：1964年8月华裔 使玻璃呈现出特征颜色。 电炉里加热，使它软 科学家高锟首先提出用玻 红玻璃 化，然后急速冷却， 璃纤维代替金属导线，被 得到钢化玻璃。其机 誉为“纤维光学之父”。 如试管等 化学仪器玻璃 械强度比普通玻璃大 比头发丝还细的一对光导 4——6倍，不易破碎。 纤维上同时传送 3万门电话 如放大镜 光学仪器玻璃 且中继距离长达20—— 50Km，保密性能好。
水泥生产线——水泥回转窑（旋窑）
水泥是重要的建筑材料
水泥具有水硬性，跟水掺和搅拌并经静置
后很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良的
特性，被用作建筑材料。由于它在水中也能硬 化，因此是水下工程必不可少的材料。
生产原料和主要成分
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
1、在实际生活中，你使用过哪些硅 酸盐制品？你还见过哪些硅酸盐材料？ 2、你认为玻璃的主要优点和缺点是 什么？如何减少玻璃垃圾？
3、为什么盛硅酸盐溶液、强碱溶液 等的试剂瓶都不能用玻璃瓶塞？
目前发现的最大的元代玻璃器
第三章 第三节 玻璃、陶瓷和水泥
6．特种玻璃 种类 石英玻璃或 硼酸盐玻璃 制作方法 提高SiO2的 含量，或加 入 B2O3 性能和用途 提高化学稳定性，降低热膨胀系 数，使其更耐高温和抗化学腐蚀， 可用于制造高级的化学反应容器。 折光率高，可用来制造眼镜片、
光学玻璃
加入
PbO
照相机、望远镜和显微镜中的透
镜等。
种类
制作方法 加入
B．高温结构陶瓷属于新型无机非金属材料 C．新型无机非金属材料包括半导体材料、光导纤维、氧 化铝陶瓷等 D．氮化硅陶瓷属于新型无机非金属材料，也属于高温 结构材料
[例4]
)
[名师解析]
[答案] A
硅酸盐材料属于传统非金属材料。A项错误。
[名师点睛]
材料一般分为三类：金属材料、无机
非金属材料和高分子材料。其中无机非金属材料又分为 传统无机非金属材料和新型无机非金属材料。而玻璃、 陶瓷、水泥是传统无机非金属材料。
解析：钢化玻璃的机械强度比普通玻璃大，抗震裂、不易 破碎，碎块没有尖锐的棱角，不易伤人，常用于制造汽车 或火车的车窗等；提高SiO2的含量或加入B2O3能提高玻璃 的化学稳定性和降低它的热膨胀系数，从而使其更耐高温
和抗化学腐蚀，可用于制造高级的化学反应容器；加入
PbO后制得的光学玻璃折光率高，可用来制造光学仪器。 答案：a d b c
范围内软化
玻璃窑
高温条件下发生复杂的物理变化、化学变化，冷却后成为
硅酸盐改写成氧化物形式的方法 硅酸盐种类繁多，结构复杂，但硅酸盐可以看成碱性 氧化物和酸性氧化物所组成复杂化合物。因此，可以改写 为aMxOy· bSiO2· cH2O的方式。 (1)氧化物书写顺序：活泼金属氧化物→较活泼金属氧
化物→二氧化硅→水。
3.3玻璃、陶瓷和水泥
导入新课玻璃是我们生活中最常见的材料之一。
玻璃装饰的墙面酒杯玻璃雕花在制造玻璃时，加入不同的原料可以使玻璃拥有不同颜色和特性。
色彩斑斓的玻璃纤维化学性质稳定的试管陶瓷在我国有着悠久的历史，我国也以制造精美的陶瓷而闻名世界。
Page 3随着科技的发展，我们也发明了许多具有特殊性质的陶瓷材料，来满足某些特殊行业的需求。
由陶瓷制成的工业零部件Page5为什么现在的楼房建得越来越高？这是钢筋混凝土的功劳，它将钢筋和混凝土两者的优点结合了起来，强度非常大，常用来建造高大的建筑。
3.3 玻璃、陶瓷和水泥1. 玻璃2. 陶瓷3. 水泥4. 玻璃和陶瓷的新发展Page 7教学目标知识与技能了解硅酸盐工业及一些产品;.掌握玻璃、陶瓷和水泥的主要化学成分、生产原料、性能和在生活中的应用;对化学与生产和生活实际的联系有进一步的认识。
过程和方法通过介绍光学玻璃、彩色玻璃和钢化玻璃，知道玻璃的化学组成和对玻璃进行各种工艺处理，可以制得具有不同性能和用途的玻璃。
通过陶器的发明对于人类的重要意义这个角度来引入陶瓷。
情感态度和价值观了解玻璃、陶瓷和水泥等新型材料在高新科技领域中的广泛应用，认识化学对于促进社会发展和科技进步等方面所起的重要作用。
教学重难点重点：玻璃的主要成分和生产原理；水泥主要化学成分和使用注意事项；以玻璃和陶瓷为例认识物质的组成和反应条件对性能和用途的影响。
难点：初步建立物质的组成和反应条件对性能和用途有很大的影响等基本观念。
1. 玻璃玻璃的主要原料是纯碱、石灰石和石英。
主要设备：玻璃熔炉生产过程：原料粉碎，玻璃熔炉中强热，塑型冷却。
反应原理：复杂的物理、化学变化，主要反应高温Na 2CO 3+SiO 2 Na 2SiO 3+CO 2↑ 高温 CaCO 3+SiO 2 CaSiO 3+CO 2↑ 主要成分： Na 2SiO 3、CaSiO 3、SiO 2玻璃没有固定的熔点，在一定温度范围内逐渐软化，在软化状态时可以被吹成任何形状的制品。
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水泥窑的发展
1825年-1877年
土立窑
1826年人类用间歇式的
土立窑煅烧水泥熟料
1877年
-1905年 1885年用回转窑烧制水 1905年发明湿法回转窑 1910年立窑实现了机械
泥熟料获得专利权
1905年-1910年 1910年-1928年
化连续生产，1923年立波尔窑出现
1950-1971年：1950年悬浮预热器，1971
金属材料
材料的分类
高分子材料
无机非金属材料
河南科技大学高温材料研究院
什么是无机非金属材料？
无机非金属材料(Inorganic nonmetallic materials)是以 某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化
物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材
料。是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统 称。
原料一般不是为获得产品，而是生产材料，往往伴随 化学变化。 材料的特点往往是为获得产品，一般从材料到产品的 转变过程不发生化学变化。
材料与物质(Materials and Matter)
材料可由一种或多种物质组成。 同一物质由于制备方法或加工方法不同可以得到用途 各异、类型不同的材料。 河南科技大学高温材料研究院
水泥熟料外观与当时建筑上 常用的英国波特兰岛上的岩 石相似，故称之“波特兰水 泥”（Portland Cement）
河南科技大学高温材料研究院
水泥的定义及分类
水泥——指加水拌和成塑性浆体后，能胶结砂、石等适当材 料既能在空气中硬化又 能在水中硬化的粉状水硬性胶凝材 料。 简言之，水泥是一种水硬性胶凝材料。
硅酸盐水泥的制成工艺
管球磨粉磨
立式磨系统 挤压粉磨
河南科技大学高温材料研究院
水泥用途举例
建筑：房屋 桥梁 道路 大坝 涵洞
石油： 固井
地矿：固矿井 医药：假牙 人造骨骼
河南科技大学高温材料研究院
BGR型水泥壳电阻器
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玻璃生产简介
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晶 态
质点在三维空 间作有规则的 排列， 即远程有序
熟料中C2S通常固溶有少量氧化物如Al2O3、Fe2O3、MgO、R2O等形成固
溶体，称贝利特（Belite），简称B矿。在反光显微镜下呈圆粒状，常具有 黑白交叉双晶条纹。
水化反应比C3S慢的多，28d只水化20%左右，凝结硬
化慢；早期强度低，但28d后强度仍能较快增长，一年 后其强度可赶超阿利特；水化热小；抗水性好。
强度 等级 42.5 42.5R 52.5 52.5R 62.5 62.5R 抗压强度(MPa) 抗折强度(MPa)
3d
17.0 22.0 23.0 27.0 28.0 32.0
28d
42.5 42.5 52.5 52.5 62.5 62.5
3d
3.5 4.0 4.0 5.0 5.0 5.5
28d
6.5 6.5 7.0 7.0 8.0 8.0
按其用途和性能分
通用水泥：土木工程常用 专用水泥：具有专门用途 特性水泥：某种性能较突
按水泥的组成分
硅酸盐水泥系列 铝酸盐水泥系列 氟铝酸盐水泥系列 硫铝酸盐水泥系列 铁铝酸盐水泥系列 其它：如无熟料、少熟料
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硅酸盐水泥的定义、代号及强度等级
定义：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、
迈尔《新百科全书》中材料的含义：材料是从原材料中 取得的，为生产半成品、工件、部件和成品的初始物料， 如金属、石块、木料、皮革、塑料、纸、天然纤维和化 学纤维等等。 具有特定性质，能用于制造结构、构件、机器、以及各 种产品的物质。 河南科技大学高温材料研究院
原料（Raw Materials）与材料
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铝酸三钙
水化迅速，凝结较快，如不加石膏等缓凝剂，易使
水泥急凝；早期强度较高，但绝对值不高，其强度
3d之内大部分发挥出来，以后几乎不增长，甚至倒
缩；水化热高；干缩变形大，脆性大，耐磨性差， 抗硫酸盐性能差。
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铁铝酸四钙
铁铝酸四钙代表的是一系列连续的铁相固溶体。通
耐化学侵蚀 干缩性
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特种水泥的分类
特种水泥是特性水泥和专用水泥的统称，也即指通用水 泥以外的水泥。
快硬水泥 抗硫酸盐水泥 水工水泥 油井水泥 装饰水泥 膨胀和自应力水泥 其他。
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快硬硅酸盐水泥
凡是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏磨细制成的，以3d抗
分类
无机胶凝材料
气硬性胶凝材料（石灰、石膏）
水硬性胶凝料（水泥 ） 河南科技大学高温材料研究院
胶凝材料发展简史
天然粘土时期：新石器时代（4000-10000年前）
石膏-石灰时期：公元前2000-3000年
泥巴墙
石灰-火山灰时期：公元初
天然水泥时期 ：18世纪后期
现代水泥时期：19世纪初开始 河南科技大学高温材料研究院
水泥的发明和发展
1824年，英国人阿斯普丁将粘土与石灰石配合烧制成 块（熟料），再经磨细而成水硬性胶凝材料，加水拌和后能 硬化制成人工石，并具有较高强度，其外观与当时建筑上常 用的英国波特兰岛上出产的岩石相似，故称之为“波特兰水 泥”（Portland Cement），并于1824年10月21日首先获得 该产品的专利权。
制成的具有抵抗硫酸根离子侵蚀的水硬性胶凝材料，称为抗硫 酸盐硅酸盐水泥，简称抗硫酸盐水泥。 C3A＜5% 主要用于受硫酸盐侵蚀的海港、水利、地下、隧道、引水、 道路和桥梁基础等工程。
白色硅酸盐水泥
由白色硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成的水 硬性胶凝材料，称为白色硅酸盐水泥(简称白水泥)。 控制Fe2O3含量：0.35-0.4%。 白度是白水泥的一个重要指标。 (GB 2015—91)
固体
质点在三维空间排 列没有规律性，即 远程无序，不排除 局部区域可能存在 规则排列，即近程 有序
非晶态
气体
强度 I
熔体 玻璃
晶体
sinθ λ
不同聚集状态物质的X射线衍射强度随 入射角度变化的分布曲线 河南科技大学高温材料研究院
常固溶有少量的MgO、SiO2 等氧化物，又称才利特
（Celite）或C矿。
在反光镜下其反射能力强，呈亮白色，并填充在A
矿与B矿之间，也称白色中间相。
河南科技大学高温材料研究院
水泥熟料的主要矿物组成与特性
矿物组成 与水反应速度 水化热 对强度 的作用 早期 后期 硅酸三 钙C3S 中 中 良 良 中 中 硅酸二 钙C2S 慢 低 差 优 良 小 铝酸三 钙C3A 快 高 良 中 差 大 铁铝酸四 钙C4AF 中 中 良 中 优 小
河南科技大学高温材料研究院
欧洲
水泥窑用耐火材料简介1.窑口 Nhomakorabea高铝砖2.烧成带：镁铝尖晶石砖 上过渡带：镁铝尖晶石砖
安全带：镁铝尖晶石砖
3.预热带：高铝砖 河南科技大学高温材料研究院
1.热面：熟料液相渗透， 2.白色区域：表明还原（气氛）工况 3.冷面：严重的硫碱及氯化物渗透
河南科技大学高温材料研究院
适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料；即国外波特兰水泥。
分类及代号：Ⅰ型：不掺加混合材料。P.Ⅰ Ⅱ型：掺＜5%的石灰石或粒化高炉矿渣。 P. Ⅱ
熟 料
河南科技大学高温材料研究院
普通硅酸盐水泥的定义、代号及强度等级
定义：凡由硅酸盐水泥熟料、6~15%混合材料、适量石 膏磨细制成的水硬性胶凝材料，简称普通水泥。 代号：P.O
产品等级 优等品 一等品 合格品 白度等级 特级 一级 二级 白度(%) 86 84 80 强度等级 62.5 52.5 52.5 42.5 52.5 42.5
二级
三级
80
75
32.5
42.5 32.5
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硅酸盐水泥的生产工艺流程
石灰石 粘 土 校正
混合磨细
生料
窑中煅烧
两磨一烧
中国古长城 埃及金字塔
公元7世纪开始建、3世纪秦王连、
明朝完工距今2700年历史，西起
甘肃嘉峪关东至辽宁省
距今4500年历史，埃及国王 建造陵墓
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胶凝材料的定义及分类
定义
胶凝材料——在物理、化学作用下，能从浆体变成坚 硬的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度 的物质。 有机胶凝材料（如：沥青、各种树脂 ）
在反光显微镜下为黑色多角形颗粒。
水化较快，早期强度高且后期强度增进率较
大；其28d强度可达到一年强度的70%～80%。 水化热较高；抗水性较差。 河南科技大学高温材料研究院
硅酸二钙
γ-C2S：2.97g/cm3，β-C2S：3.28g/cm3，β→γ转
变时，体积膨胀10%，→熟料崩溃，生产中称之 为粉化。γ-C2S几乎无水硬性。
水泥
冷却加石膏磨细
熟料
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石灰石
水泥生产用原料
石灰质原料：石灰石、泥灰岩 粘土质原料：粘土、黄土 校正原料：
铁质：低品位铁矿石、尾矿 硅质：硅藻土、砂岩 铝质：炉渣、煤矸石、铝矾土
铝钙渣 砂岩 铁矿石
河南科技大学高温材料研究院
原料的破碎、烘干、均化及粉磨
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硅酸三钙
纯C3S只在2065℃-1250℃温度范围内稳定，
在2065℃以上不一致熔融为CaO 与液相；在 1250℃以下分解为C2S和CaO。
熟料中C3S不纯，总是与少量的其他氧化物如Al2O3、Fe2O3、