水泥的性能与结构ppt课件.ppt

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1、7.6水泥的性能与结构1本节提要：7.6.1水化与硬化7.6.2水泥石的结构7.6.3影响硬化与结构的因素7.6.4技术指标7.6.5耐久性水化产物水化速率2水化速率（rateofhydration)是指单位时间内水泥的水化程度或水化深度。水化程度是指一定时间内已水化的水泥量与完全水化量的比值，以百分率表示。水化深度是指水泥颗粒外表面水化层的厚度，一般以微米表示。7.6.1水化与硬化3硅酸盐水泥的水化和硬化水泥用适量的水拌和后，形成能粘结砂石集料的可塑性泥浆，随后逐渐失去塑性而凝结硬化为具有一定强度的石状体。同时，伴有水化放热、体积膨胀和强度增加。硅酸盐水泥的性能

2、凝结时间、强度、水化热、泌水性、耐久性等。41硅酸三钙常温下水化反应式:3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2简写为：C3S+nH=C-S-H+(3-x)CH式中x--表示钙硅比（C/S），n--表示结合水量；C-S-H为水化硅酸钙凝胶，CH为氢氧化钙。水化时的C/S和H/S摩尔比在较大范围内变化。C-S-H凝胶其组成与它所处的液相Ca(OH)2浓度有关。5当溶液的CaO浓度小于1mmol/L时，生成氢氧化钙和硅酸凝胶；当溶液的CaO浓度为1~2mmol/L时，生成水化硅酸钙和硅酸凝胶；当溶液的CaO浓度为2~20mm

3、ol/L时，生成C/S为0.8~1.5的水化硅酸钙，组成（0.8~1.5)CaO·SiO2·（0.5~2.5)H2O，称C-S-H（Ⅰ）。当溶液的CaO浓度大于20mmol/L时，生成高碱度C/S为1.5~2.0的水化硅酸钙，（1.5~2.0)CaO·SiO2·（1~4)H2O，称C-S-H（Ⅱ）。1.硅酸三钙薄片状纤维状6※硅酸三钙水化放热速率－时间曲线为五个阶段：诱导前期（初始水解期）；诱导期（静止期或潜伏期）；加速期；衰退期；稳定期。1.硅酸三钙C3S水化放热速率和Ca2+浓度变化曲线7诱导前期：初始水解，离子进入溶液诱导期：继续溶解，早期C-S-H形成加速

4、期：水化产物形成与生长衰减期：水化产物继续生长，微结构发展稳定期：微结构逐渐密实1.硅酸三钙8β－C2S的水化与C3S相似，但水化速度慢。常温下水化反应式:2CaO·SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH2)简写为：C2S+mH=C-S-H+(2-x)CH形成的水化硅酸钙在C/S和形貌与C3S水化产物都无大的区别。2.硅酸二钙9铝酸三钙的水化迅速，放热快。常温下水化反应式:2(Ca3Al2O6)+21H2O=Ca2[Al(OH)5]23H2O+2[Ca2Al(OH)73H2O]3铝酸三钙在有石膏的情况下，C3A水化的最初基本反应

5、是：3CaO·Al2O3+3(CaSO4·2H2O)+26H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O即C3A+3CH2+26H=C3A·3C·H32C3A·3C·H32----钙矾石(ettringite)。由于其中的铝可被铁置换而成为含铝、铁的三硫型水化硫铝酸钙相。故常用AFt表示。10若石膏在铝酸三钙完全水化前耗尽，则钙矾石与铝酸三钙作用转化为单硫型水化硫铝酸钙（AFm)。C3A·3CS·H32+2C3A+4H=3(C3A·CS·H12)若石膏掺量极少，在所有矾钙石转变成单硫型水化硫铝酸钙后，还有硅酸三钙，那就形成C3A·CS·H12和C4AH13

6、的固溶体。3.铝酸三钙113.铝酸三钙实际参加反应的N(CSH2)/N(C3A)水化产物3.0钙矾石（AFt）3.0~1.0钙矾石+单硫型水化硫铝酸钙（AFm）1.0单硫型水化硫铝酸钙（AFm）＜1.0单硫型固溶体[C3A(CS，CH)H12]0水化铝酸三钙（C3AH6）C3A的水化产物12铁相固溶体的水化，以C4AF为代表，也可用Fss表示。水化较C3A略慢，水化热较少，单独水化时不会引起快凝。水化过程与C3A相似：C4AF＋4CH+22H=2C4(A,F)H13在20℃以上，六方片状C4(A,F)H13要转变成C3(A,F)H6。当温度高于50℃时，C4AF直

7、接水化成C3(A,F)H6。掺有石膏时水化反应与C3A大致相同。当石膏充分时，形成铁置换过的矾钙石固溶体C3(A,F)·3CS·H32。而石膏不足时，则形成单硫型固溶体。同样有两种晶型转化过程，在石灰饱和溶液中，石膏使放热缓慢。4.铁相固溶体13硅酸盐水泥由多种熟料矿物和石膏组成，加水后石膏要溶解于水，水泥粒子立即与水反应发生溶解，使纯水立即变为含有多种离子的溶液。※水泥的主要水化产物是氢氧化钙、C-S-H凝胶、水化硫铝酸钙、水化硫铝（铁）酸钙、水化铝酸钙及水化铁酸钙等。※水泥水化过程简单分为三个阶段：钙矾石形成期、C3S水化期和结构形成和发展期。水化小结14水化

8、小结水化产