硅酸鹽水泥的水化凝結與硬化word版本.ppt

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1、第三章水泥水泥是一種粉末狀材料，屬于水硬性膠凝材料，是基本建設中最重要的土木工程材料。廣泛用于工業(yè)和民用建筑、道路、橋梁、鐵路、水利和國防等工程；用于生產(chǎn)各種類型的混凝土及混凝土制品。我國的水泥產(chǎn)量已經(jīng)達到6億t，水泥品種也達到了80余種。按水泥的化學成分，分為硅酸鹽系水泥、鋁酸鹽系水泥、硫鋁酸鹽系水泥等；按用途可分為通用水泥、專用水泥和特性水泥。通用水泥就是各類工程中常用的六大品種水泥(硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥和復合水泥)；專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鹽水泥、膨脹水泥、噴射水泥、抗硫酸鹽水泥等。3.

2、1硅酸鹽水泥一、硅酸鹽水泥的概念及生產(chǎn)工藝國標GB175-2006規(guī)定：凡由硅酸鹽水泥熟料、0~5%的石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料稱為硅酸鹽水泥，也稱波特蘭水泥。不摻加混合材料的稱為I型硅酸鹽水泥，代號P·I；摻加不超過水泥質量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱為II型硅酸鹽水泥，代號P?II。硅酸鹽水泥的生產(chǎn)工藝——“兩磨一燒”工藝石灰石粘土鐵礦粉生料1400～1450℃熟料石膏石灰石或?；V渣磨細硅酸鹽水泥磨細煅燒生產(chǎn)水泥的方法主要有干法立窯生產(chǎn)和濕法回轉窯生產(chǎn)兩種1生料的制備包括生料的配合、粉磨與均化喂料成品QTQF開路系統(tǒng)閉路系統(tǒng)管

3、球磨立磨2孰料的燒成旋風筒連接管道分解爐回轉窯冷卻機預熱分解燒成冷卻二、熟料礦物組成及特性除上述四種主要熟料礦物外，硅酸鹽水泥中還含有f-CaO、f-MgO和K2O、Na2O等次要成分。組成化學分子式縮寫硅酸三鈣3CaO·SiO2C3S硅酸二鈣2CaO·SiO2C2S鋁酸三鈣3CaO·Al2O3C3A鐵鋁酸四鈣4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF水泥熟料礦物組成簡寫：CaO—C，SiO2—S，Al2O3—A，F(xiàn)e2O3—F，H2O—H硅酸鹽水泥熟料礦物特性礦物種類硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣縮寫C3SC2SC3AC4AF含量（%）37-6015-377-151

4、0-18水化速度快慢最快快水化熱多少最多較多強度高早低后高低低三、硅酸鹽水泥的水化、凝結與硬化(一)熟料礦物的水化反應4CaO·Al2O3·Fe2O3+H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O水化硅酸鈣凝膠C3S2H3氫氧化鈣晶體CH水化鋁酸三鈣晶體C3AH6水化鐵酸鈣凝膠CFH3CaO·SiO2+H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)22CaO·SiO2+H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·6H2O鐵鋁酸四鈣石膏調節(jié)凝結時間的原理石膏與

5、水化鋁酸鈣反應生成水化硫鋁酸鈣針狀晶體（鈣礬石）。該晶體難溶，包裹在水泥熟料的表面上，形成保護膜，阻礙水分進入水泥內部，使水化反應延緩下來，從而避免了純水泥熟料水化產(chǎn)生閃凝現(xiàn)象。所以，石膏在水泥中起調節(jié)凝結時間的作用。CaSO4·2H2O+3CaO·Al2O3+H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·31H2O高硫型水化硫鋁酸鈣晶體當石膏消耗完后，部分高硫型水化硫鋁酸鈣(又稱鈣礬石AFt)轉變?yōu)榈土蛐退蜾X酸鈣晶體AFm(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O，即)。硅酸鹽水泥主要水化產(chǎn)物水化硅酸鈣凝膠C-S-H——約占70%氫氧化鈣晶體CH——約占20%水

6、化硫鋁酸鈣晶體（AFt和AFm）——約占7%水化鐵酸一鈣凝膠CFH水化鋁酸三鈣晶體C3AH6水泥漿掃描電鏡照片（7d齡期）C-S-H鈣礬石C-S-H水化硅酸鈣凝膠CHCrystal氫氧化鈣晶體(二)凝結硬化凝結:水泥加水拌和形成具有一定流動性和可塑性的漿體，經(jīng)過自身的物理化學變化逐漸變稠失去可塑性的過程。硬化:失去可塑性的漿體隨著時間的增長產(chǎn)生明顯的強度，并逐漸發(fā)展成為堅硬的水泥石的過程。凝結硬化過程初始反應期初始的溶解和水化，約持續(xù)5-10分鐘。潛伏期流動性可塑性好凝膠體膜層圍繞水泥顆粒成長，1h凝膠膜破裂、長大并連接、水泥顆粒進一步水化，6h。多孔的空間網(wǎng)絡—凝聚結

7、構，失去可塑性凝結期凝膠體填充毛細管，6h-若干年硬化石狀體密實空間網(wǎng)硬化期水泥石結構未水化水泥顆粒水化產(chǎn)物－晶體、膠體毛細孔、毛細孔水凝膠孔毛細孔－未被水化產(chǎn)物所填充的原充水空間凝膠孔－C-S-H內部的結構孔水泥石是多相（固、液、氣）多孔體系，水泥石的工程性質取決于水泥石的結構組成，即決定于水化物的類型和相對含量、內部孔的大小、形狀和分布狀態(tài)。硬化前未水化水泥顆粒水C-S-H鈣礬石氫氧化鈣硬化后(三)影響水泥水化硬化的因素熟料礦物組成石膏摻量細度溫度和濕度養(yǎng)護時間372856齡期d強度四、硅酸鹽水泥的技術要求(一)細度水泥的細度指水泥的