硅酸盐水泥的水化凝结与硬化word版本.ppt

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1、第三章水泥水泥是一种粉末状材料，属于水硬性胶凝材料，是基本建设中最重要的土木工程材料。广泛用于工业和民用建筑、道路、桥梁、铁路、水利和国防等工程；用于生产各种类型的混凝土及混凝土制品。我国的水泥产量已经达到6亿t，水泥品种也达到了80余种。按水泥的化学成分，分为硅酸盐系水泥、铝酸盐系水泥、硫铝酸盐系水泥等；按用途可分为通用水泥、专用水泥和特性水泥。通用水泥就是各类工程中常用的六大品种水泥(硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和复合水泥)；专用水泥主要有砌筑水泥、道路水泥、油井水泥等；特性水泥主要有快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、喷射水泥、抗硫酸盐水泥等。3.

2、1硅酸盐水泥一、硅酸盐水泥的概念及生产工艺国标GB175-2006规定：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%的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，也称波特兰水泥。不掺加混合材料的称为I型硅酸盐水泥，代号P·I；掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为II型硅酸盐水泥，代号P•II。硅酸盐水泥的生产工艺——“两磨一烧”工艺石灰石粘土铁矿粉生料1400～1450℃熟料石膏石灰石或粒化矿渣磨细硅酸盐水泥磨细煅烧生产水泥的方法主要有干法立窑生产和湿法回转窑生产两种1生料的制备包括生料的配合、粉磨与均化喂料成品QTQF开路系统闭路系统管

3、球磨立磨2孰料的烧成旋风筒连接管道分解炉回转窑冷却机预热分解烧成冷却二、熟料矿物组成及特性除上述四种主要熟料矿物外，硅酸盐水泥中还含有f-CaO、f-MgO和K2O、Na2O等次要成分。组成化学分子式缩写硅酸三钙3CaO·SiO2C3S硅酸二钙2CaO·SiO2C2S铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF水泥熟料矿物组成简写：CaO—C，SiO2—S，Al2O3—A，Fe2O3—F，H2O—H硅酸盐水泥熟料矿物特性矿物种类硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙缩写C3SC2SC3AC4AF含量（%）37-6015-377-151

4、0-18水化速度快慢最快快水化热多少最多较多强度高早低后高低低三、硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化(一)熟料矿物的水化反应4CaO·Al2O3·Fe2O3+H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O水化硅酸钙凝胶C3S2H3氢氧化钙晶体CH水化铝酸三钙晶体C3AH6水化铁酸钙凝胶CFH3CaO·SiO2+H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)22CaO·SiO2+H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·6H2O铁铝酸四钙石膏调节凝结时间的原理石膏与

5、水化铝酸钙反应生成水化硫铝酸钙针状晶体（钙矾石）。该晶体难溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保护膜，阻碍水分进入水泥内部，使水化反应延缓下来，从而避免了纯水泥熟料水化产生闪凝现象。所以，石膏在水泥中起调节凝结时间的作用。CaSO4·2H2O+3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O高硫型水化硫铝酸钙晶体当石膏消耗完后，部分高硫型水化硫铝酸钙(又称钙矾石AFt)转变为低硫型水化硫铝酸钙晶体AFm(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O，即)。硅酸盐水泥主要水化产物水化硅酸钙凝胶C-S-H——约占70%氢氧化钙晶体CH——约占20%水

6、化硫铝酸钙晶体（AFt和AFm）——约占7%水化铁酸一钙凝胶CFH水化铝酸三钙晶体C3AH6水泥浆扫描电镜照片（7d龄期）C-S-H钙矾石C-S-H水化硅酸钙凝胶CHCrystal氢氧化钙晶体(二)凝结硬化凝结:水泥加水拌和形成具有一定流动性和可塑性的浆体，经过自身的物理化学变化逐渐变稠失去可塑性的过程。硬化:失去可塑性的浆体随着时间的增长产生明显的强度，并逐渐发展成为坚硬的水泥石的过程。凝结硬化过程初始反应期初始的溶解和水化，约持续5-10分钟。潜伏期流动性可塑性好凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长，1h凝胶膜破裂、长大并连接、水泥颗粒进一步水化，6h。多孔的空间网络—凝聚结

7、构，失去可塑性凝结期凝胶体填充毛细管，6h-若干年硬化石状体密实空间网硬化期水泥石结构未水化水泥颗粒水化产物－晶体、胶体毛细孔、毛细孔水凝胶孔毛细孔－未被水化产物所填充的原充水空间凝胶孔－C-S-H内部的结构孔水泥石是多相（固、液、气）多孔体系，水泥石的工程性质取决于水泥石的结构组成，即决定于水化物的类型和相对含量、内部孔的大小、形状和分布状态。硬化前未水化水泥颗粒水C-S-H钙矾石氢氧化钙硬化后(三)影响水泥水化硬化的因素熟料矿物组成石膏掺量细度温度和湿度养护时间372856龄期d强度四、硅酸盐水泥的技术要求(一)细度水泥的细度指水泥的