硅酸鹽水泥的水化凝結(jié)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(shè)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(guó)防等工程；用于生產(chǎn)各種類(lèi)型的混凝土及混凝土制品。我國(guó)的水泥產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到6億t，水泥品種也達(dá)到了80余種。按水泥的化學(xué)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(zhuān)用水泥和特性水泥。通用水泥就是各類(lèi)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(fù)合水泥)；專(zhuān)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(guó)標(biāo)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(xì)制成的水硬性膠凝材料稱(chēng)為硅酸鹽水泥，也稱(chēng)波特蘭水泥。不摻加混合材料的稱(chēng)為I型硅酸鹽水泥，代號(hào)P·I；摻加不超過(guò)水泥質(zhì)量5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱(chēng)為II型硅酸鹽水泥，代號(hào)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(xì)硅酸鹽水泥磨細(xì)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(zhuǎn)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Q(chēng)TQF開(kāi)路系統(tǒng)閉路系統(tǒng)管

3、球磨立磨2孰料的燒成旋風(fēng)筒連接管道分解爐回轉(zhuǎn)窯冷卻機(jī)預(yù)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(xué)分子式縮寫(xiě)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(jiǎn)寫(xiě)：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(lèi)硅酸三鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣縮寫(xiě)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(qiáng)度高早低后高低低三、硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)與硬化(一)熟料礦物的水化反應(yīng)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(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間的原理石膏與

5、水化鋁酸鈣反應(yīng)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(hù)膜，阻礙水分進(jìn)入水泥內(nèi)部，使水化反應(yīng)延緩下來(lái)，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(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)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(dāng)石膏消耗完后，部分高硫型水化硫鋁酸鈣(又稱(chēng)鈣礬石AFt)轉(zhuǎn)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(jié)硬化凝結(jié):水泥加水拌和形成具有一定流動(dòng)性和可塑性的漿體，經(jīng)過(guò)自身的物理化學(xué)變化逐漸變稠失去可塑性的過(guò)程。硬化:失去可塑性的漿體隨著時(shí)間的增長(zhǎng)產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度，并逐漸發(fā)展成為堅(jiān)硬的水泥石的過(guò)程。凝結(jié)硬化過(guò)程初始反應(yīng)期初始的溶解和水化，約持續(xù)5-10分鐘。潛伏期流動(dòng)性可塑性好凝膠體膜層圍繞水泥顆粒成長(zhǎng)，1h凝膠膜破裂、長(zhǎng)大并連接、水泥顆粒進(jìn)一步水化，6h。多孔的空間網(wǎng)絡(luò)—凝聚結(jié)

7、構(gòu)，失去可塑性凝結(jié)期凝膠體填充毛細(xì)管，6h-若干年硬化石狀體密實(shí)空間網(wǎng)硬化期水泥石結(jié)構(gòu)未水化水泥顆粒水化產(chǎn)物－晶體、膠體毛細(xì)孔、毛細(xì)孔水凝膠孔毛細(xì)孔－未被水化產(chǎn)物所填充的原充水空間凝膠孔－C-S-H內(nèi)部的結(jié)構(gòu)孔水泥石是多相（固、液、氣）多孔體系，水泥石的工程性質(zhì)取決于水泥石的結(jié)構(gòu)組成，即決定于水化物的類(lèi)型和相對(duì)含量、內(nèi)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(xì)度溫度和濕度養(yǎng)護(hù)時(shí)間372856齡期d強(qiáng)度四、硅酸鹽水泥的技術(shù)要求(一)細(xì)度水泥的細(xì)度指水泥的