水泥中石膏掺量的确定
（讲稿）
所谓石膏适宜掺量，是指能使水泥凝结正常、强度高、安定性良好、比较经济的掺量。
水泥中的石膏组分，不仅是起缓凝作用，加入适量时，还起提高水泥强度、特别是早期强度
的作用；但加入过多，则会引起安定性不良，造成水泥石体积膨胀、降低强度。
一、硅酸盐水泥的水化、硬化和水化性能：
水泥的水化过程很复杂，可用下图简单表示：
C3S
βC2S
C3A
石膏
次快
慢
极快
快溶
C4AF
略慢
C3SHX
（水化C3S）
C2SHY
（水化C2S）
CSH凝胶CaOH2饱和溶液
（CS≈15）
C4AH13
水化C3A，六方片状晶体介稳态，无石膏时导致瞬凝
CSH凝胶
（CS1518）
C3A3CsH32
三硫型水化硫铝酸钙
C3AF3CsH32
铝、铁钙矾石AFt
Aft，针状，称钙矾石；放热）
C4AFH13
（水化铝、铁酸钙固溶体）介稳态
慢
当
SO
24
耗尽后
当
2SO4
耗
尽后
还剩C3A时
C3ACsH12
单硫型水化硫铝酸钙Afm，六方片状
C3AFCsH32
铁置换AFm固溶体
还剩C4AF时
水化硅酸钙
C3AH6
C3A（CsCH）H12
sC3AF（CCH）H12
C3AFH４
（微晶体）（水化铝酸钙晶体）（水化固溶体）
（水化固溶体）
（水化铝、铁酸钙固溶体）
图中缩写注：CmSH
－水化硅酸钙，m、
为克分子数；Cs－水化硫酸钙；
Hw——结合水，w为水克分子数；
CH－氢氧化钙；
AF－铁与铝间比例不定的固溶成分；粗体－主要水化产物。
图1水泥的水化过程示意图
水泥加水后，C3A立即发生反应，C3S和C4AF也很快水化，而C2S则水化较慢。电镜观察，可见几分钟后在水泥颗粒表面生成钙矾石AFt针状晶体、无定形的水化硅酸钙（CSH）以及CaOH2或水化铝酸钙等六方板状晶体。由于钙矾石不断生长，使液相中SO24－离子逐渐减少并在耗尽后，就会有单硫型水化硫铝（铁）酸钙出现AFm。如石膏不足，
还有C3A和C4AF剩余，则会生成单硫型水化物、C4AFH13固溶体、甚至单独的C4AH13，而后两者处于介稳状态，有逐渐转变成等轴晶体C3AFH6、C3AH6的趋势。
水泥水化、硬化可分为三个阶段：
1．钙矾石形成期：C3A率先水化，在石膏存在的条件下，迅速形成钙矾石晶体；C3S迅速水化析出CaOH2晶体。第一次放热。晶体开始相互连接、交织形成桥架，开始初凝。
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f２．水化加速期：水泥加速水化，生成大量CSH凝胶体和、CaOH2晶体，覆盖了水泥颗粒；钙矾石晶体长大并初步连接成庞大的空间网架，凝胶体填入网架中孔隙，使水泥浆
凝结，强度增加，达到终凝；大量放热（第r