硅酸盐水泥水化硬化及性能VIP免费

第七节硅酸盐水泥的水化硬化及性能第六章水泥本节提要：7.1熟料矿物的水化7.2硅酸盐水泥的水化7.3水泥石7.4硅酸盐水泥的性能水化产物水化速率水化速率（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。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。本节导入：硅酸盐水泥的性能凝结时间、强度、水化热、泌水性、耐久性等。7.1熟料矿物的水化7.1.1硅酸三钙的水化常温下水化反应式: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为氢氧化钙晶体。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。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2~20mmol/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，生成碱度髙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）。7.1熟料矿物的水化7.1.1硅酸三钙的水化薄片状纤维状※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；衰减期；稳定期。7.1熟料矿物的水化7.1.1硅酸三钙的水化C3S水化放热速率和Ca2+浓度变化曲线诱导前期：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7.1熟料矿物的水化7.1.1硅酸三钙的水化β－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。7.1熟料矿物的水化7.1.2硅酸二钙的水化铝酸三钙的水化迅速，放热快。常温下水化反应式:2(3CaO·Al2O3)+27H2O=4CaO·Al2O3·19H2O+2CaO·Al2O3·8H2O简写为：2C3A+27H=C4AH19+C2AH8C4AH19在低于85％相对湿度下会失去6个结晶水成C4AH13。C4AH13和C2AH8皆为六方片状晶体，常温下处于介稳状态，有向C3AH6等轴晶体转化的趋势，即：C4AH13+C2AH8=2C3AH6+9H上述反应随温度升高而加速，而C3A本身的水化热很高，所以极易按上式转化。7.1熟料矿物的水化7.1.3铝酸三钙的水化在液相CaO浓度达到饱和时，C3A还可能依下式水化：3CaO·Al2O3+Ca(OH)2+12H2O=4CaO·Al2O3·13H2O即C3A+CH+12H=C4AH13产生的C4AH13足以阻碍颗粒的相对移动，一般认为这是使浆体产生瞬时凝结的一个主要原因。7.1熟料矿物的水化7.1.3铝酸三钙的水化7.1熟料矿物的水化7.1.3铝酸三钙的水化C3A的水化产物在有石膏的情况下，C3A水化的最初基本反应是：3CaO·Al2O3+3(CaSO4·2H2O)+26H2O=3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O即C3A+3CH2+26H=C3A·3C·H32SC3A·3C·H32SS----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。7.1熟料矿物的水化7.1.3铝酸三钙的水化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的固溶体。7.1熟料矿物的水化7.1.3铝酸三钙的水化铁相固溶体的水化，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直接水化成C3(A,F)H6。掺有石膏...