硅酸盐水泥水化机理研究方法分析.doc

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1、硅酸盐水泥水化机理研究方法分析硅酸盐水泥水化机理研究方法分析【摘耍】水泥作为不可或缺的建筑材料，在经济建设中发挥着越来越重要的作用。水泥重要的特性是水泥水化，对硅酸盐水泥的水化机理研究，为水泥生产和在较为复杂的建筑结构体系的运用提供了重耍的依据。硅酸盐水泥水化机理研究，为进一步混凝土及外加剂运用方面，发挥着不可忽视的重要作用。【关键词】硅酸盐水泥；水化机理；研究方法1.刖S伴随国际水泥产业的迅速发展，水泥开始渐渐在人们日常生产生活发挥着不可替代的重耍作用，水泥的运用日益广泛，人们对硅酸盐水泥性能耍求越来越严格。通过对硅酸盐水泥及

2、其特性，如各种矿物水化反应机理、水化反应动力学、水化反应热力学以及水化反应产物等，就硅酸盐水泥水化机理的研究方法进行分析。2.硅酸盐水泥的概况分析2.1水泥的概况水泥是一种粉状且具有水硬性的无机胶凝的材料，加水进行搅拌后形成浆体，能够在空气或水中硬化，并与石、砂等材料粘结。水泥长期作为重耍胶凝材料被广泛运用在水利、国防以及土木建筑等工程中。2.2硅酸盐水泥的概况2.2.1硅酸盐水泥的概念水泥生产中最具代表性的是硅酸盐水泥，其原材料主耍是由粘土和石灰石。硅酸盐水泥熟料主耍是以硅酸钙为主，其中粒化的高炉矿渣或石灰石的含量在5%以下，

3、通过破碎以及配料，在进行打磨而制成的生料，放入水泥窖内进行锻烧制成熟料，在熟料中加入适量的石膏后磨细而成。2.2.2硅酸盐水泥的组成硅酸盐水泥，国际上统称波特兰水泥，其主要的矿物成分有：硅酸二钙、硅酸三钙、铁铝酸四钙、铝酸三钙。其中硅酸三钙能够决定四周内硅酸盐水泥的强度；硅酸二钙要在四周内才发挥其强度作用,一年左右才能够达到硅酸三钙四周内发挥的强度；铝酸三钙的强度发挥的比较快，其强度较低，在1〜3天内或再长一点吋间内发挥强度作用；而铁铝酸四钙强度发挥的比较快，对硅酸盐水泥强度的贡献小［1］。2.2.3硅酸盐水泥的性能硅酸盐水泥的

4、性能主要有：⑴凝结硬化的速度快，早期和后期的强度比较高，适用于在冬季施工的混凝土以及早强要求比较高的混凝土中，地上以及地下重要结构中需预应力混凝土以及高强混凝土的工程屮。⑵硅酸盐的抗冻性能好，适用于严寒地区的水位升、降的范围中容易造成反复的冻融循环混凝土的T程中。⑶抗碳化的性能较好,能够用于空气中二氧化碳浓度高的环境中。⑷硅酸盐的干缩小、耐磨性好，可以用于干燥环境下或是路面、地而混凝土工程屮。⑸耐腐蚀性、耐热性差，因此不宜用在经常和流动硫酸盐、淡水、矿物水以及盐水等能与腐蚀介质接触的工程中，也不宜用在耐热要求高的混凝土工程中。⑹

5、硅酸盐水化热大，因此不适用在大体积混凝土工程中［2］。3.硅酸盐水泥水化机理的研究方法分析水化理论主要是在硅酸盐水泥中加入适量的水搅拌后,形成能够粘结砂、碎石料等可塑性的浆体，凝结硬化后可以变成石状体，且具备一定的强度。以此同吋还会出现体积变化以及水化放热等现象，发生较为复杂的物理化力学、化学以及物理变化。主要从动态和静态两个角度，来研究硅酸盐水泥浆体性质及其水化的进程［3］o2.1动态角度研究硅酸盐水泥浆体性质及其水化的进程目前，发现水泥水化浆体中和水化进程相关的性质，有力学性质、离子浓度、电动学性质、胶凝的程度、微观结构、体

6、积变化以及放热量计水化产物生成等，得出多种多样的测定和研究水化的方法。2.1.1硅酸盐水泥的水化动力学法硅酸盐水泥与适量水搅拌后，硬化的水泥浆体中同时存在固、气、液，以及物理化的变化，在以往描述多相体系物理化学的变化特征的数学方程基础上，得出硬化水泥的浆体中各主要的组分水化的数学模型。并对水泥水化过程的进一步研究，建立数学模型描述水化的速率以及程度关系，得出水化时间与程度之间的关系。1.1.2硅酸盐水泥的水化热法硅酸盐水泥在加水后，会发生物理化学的变化释放大量的热量,水泥水化中重要特性是反应速度以及反应热。目前，水化热法只适用于

7、研究纯水泥体系水化的进程，并不适合用来研究复合体系的水泥水化的程度测定。虽然水化热法能够对纯水泥体系中的早期水泥水化进程发挥作用，但无法对长龄期水泥的水化程度进行测定。由于水泥水化天数越多，其放热量就会逐渐降低，水化热的曲线逐渐平缓，使测量出现误差。3.1.3硅酸盐水泥的电阻率法硅酸盐水泥及材料电阻率，会随着水泥水化的时间变化而不断改变，因此，可以用此对水泥基材料的水化过程、化学外加剂等影响水泥水化进行描述。主要是测定新混凝土或砂浆、泥浆屮的电阻率，并绘制出随吋间变化而变化的电阻率曲线，确定水泥基材料凝结硬化的特征。3.2静态角

8、度研究硅酸盐水泥浆体性质及其水化的进程硅酸盐水泥后期硬化浆体水化产物是研究者研究的重点，主要是对其水泥水化的产物及其微观的形貌和化学成分进行研究。3.2.1硅酸盐水泥化学结合水法硅酸盐水泥化学结合水法是比较传统的一种测试水泥的水化程度的研究方法，由于该测试方法简