第四章 水泥与石灰VIP免费

第四章石灰与水泥本章学习要点：以硅酸盐水泥的矿物组成及其特点（水化速度、放热量、对强度的贡献程度等）、技术性质及要求为主要介绍内容；对道路硅酸盐水泥、掺混合材料的硅酸盐水泥做简单介绍；最后介绍石灰的化学组成、消化、硬化机理。第一节硅酸盐水泥水泥——水硬性胶凝材料，不仅能在空气中硬化，还能更好地在水中硬化，保持并继续增长其强度。主要内容水泥的矿物组成及其技术特性水泥的技术性质硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料、0～5％石灰石或粒化高炉矿渣，石膏硅酸盐水泥类型：Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P.I，不掺混合材料Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P.II，掺加不超过水泥质量5％的混合材料※普通硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、6—15%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，称为普通硅酸盐水泥。代号为P·O。一、硅酸盐水泥的矿物组成与化学成分1、硅酸盐水泥原料与生料的化学组成原料—生料(主要化学成分)：CaO—SiO2—Al2O3—Fe2O3生产工艺——二磨一烧石灰石┐磨细1450℃粘土┼───生料───熟料┐铁矿粉┘石膏┘2、硅酸盐水泥熟料的矿物组成（1）熟料的四种主要矿物硅酸三钙（3CaO·SiO2）——简写C3S硅酸二钙（2CaO·SiO2）——简写C2S铝酸三钙（3CaO·Al2O3）——简写C3A铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）——简写C4AF磨细————水泥（2）四种矿物的技术特性C3S是无色晶体，含量50%左右，水化速度快，水化热高，且早期强度高，水化物对水泥早期强度和后期强度起主要作用。C2S含量在20%左右，水化速度慢，水化热低，早期强度低，后期强度高，耐化学侵蚀性和干缩性较好。C3A水化速度最快，水化热最高，耐化学侵蚀性差，干缩性大。C4AF水化速度介于C3A和C3S之间，水化热较高，强度低，但对于抗折强度起重要作用，耐化学侵蚀性好，干缩性小。（3）四种矿物的技术特性比较水化程度：C3A＞C3S＞C4AF＞C2SP147图4-1几种矿物的水化程度释热量：C3A＞C3S＞C4AF＞C2S图4-2几种矿物的水化释热量强度早期强度：C3S＞C3A＞C4AF＞C2S后期强度：C3S~C2S＞C3A～C4AF图4-3几种矿物强度发展特征干缩性C3A＞C3S＞C4AF＞C2S耐化学腐蚀C4AF＞C3S＞C2S＞C3A图4-1不同龄期时四种矿物的水化速率C3A＞C3S＞C4AF＞C2S24h：大约有65%的C3A水化，C3S水化50%左右；90d：四种矿物的水化程度已经接近图4-2四种矿物的水化热与龄期的关系C3A＞C3S＞C4AF＞C2S图4-3四种矿物的强度随龄期的发展3.石膏（CaSO4·2H2O）掺量：3～5％作用：缓凝、调节凝结速度4.水泥中的有害物质•游离氧化钙f-CaO、氧化镁f-MgO•三氧化硫SO3•碱含量→“碱－集料反应”（1）水泥熟料矿物的水化反应及其水化生成物⑴硅酸三钙：C3S＋H2O→3CaO·2SiO2·3H2O＋Ca(OH)2水化硅酸钙⑵硅酸二钙：C2S＋H2O→水化硅酸钙＋Ca(OH)2⑶铝酸三钙:在纯水中：C3A＋H2O→(C4AH13、C4AH19、C3AH6…)（水泥瞬凝的原因)水化铝酸钙在石膏溶液中：C3A＋Ca(OH)2＋H2O→C4AH13C4AH13＋CaSO4·2H2O＋H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O三硫型水化铝酸钙(钙矾石)当石膏耗尽后：C4AH13＋钙矾石→3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O单硫型水化硫铝酸钙二、硅酸盐水泥的技术性质1.1.新拌水泥浆体的凝结硬化过程新拌水泥浆体的凝结硬化过程⑷铁铝酸四钙:在纯水中：C4AF＋H2O→C4AH13＋C4FH13水化铝酸四钙水化铁酸四钙→缩写C4(A、F)H13在石膏溶液中：C4AF＋Ca(OH)2＋H2O→C4(A、F)H13C4(A、F)H13＋CaSO4·2H2O＋H2O→3CaO·(Al2O3·Fe2O3)3CaSO4·32H2O三硫型水化铁铝酸钙当石膏耗尽后：同铝酸三钙，生成单硫型水化硫铁铝酸钙（（22）水泥的凝结硬化过程）水泥的凝结硬化过程1）初始反应期：水泥熟料颗粒初始水解和水化（约5~10min，放热7J/g.h)水泥水化过程2）潜伏期：水化物薄膜围绕水泥颗粒成长变厚（约1~2h，放热4J/g.h)3）凝结期：膜层破裂，水泥颗粒进一步水化（约6h，放热20J/g.h）4）硬化期：水化物进一步发展，填充毛细孔（约6h～若干年）图2-4水泥的凝结硬化过程示意图★凝结硬化机理小结水泥熟料水化生成紧密、相互交结的水化物体系而凝聚产生强度硬化水泥石由水化物、未水化水泥熟料颗粒、水及孔隙所组...