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实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 沈业青 材料化学教研室 College of Chemistry and Materials Science Anhui Normal University 2007-4-1 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 一、理论讲解 1、硅酸盐水泥组成 高温煅烧的熟料是水泥成分的主要部分，硅酸盐 水泥熟料主要成分为C3S，C2S， C3A和C4AF。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 2、硅酸盐水泥水化、硬化 1）水泥水化 经过高温煅烧形成的熟料矿相处于高能 态，结构不稳定，在水分子（极性分子）的 作用下，容易发生一系列复杂的物理化学反 应，即水化反应，简称水化。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 水化过程： 水泥加水后，C3S、C3A、C4AF均很快水化，同时石膏 迅速溶解，形成 Ca(OH)2与 CaSO4 的饱和溶液，水化产物 首先出现六方板状的Ca(OH)2与针状的钙矾石相以及无定 形的C-S-H。由于不断生成钙矾石，SO42- 不断减少，继而 形成AFm相及C-A-H晶体。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） C2S 的水化速度最慢，水化过程近似于C3S水化。随 着水化龄期增加，各种水化产物持续增多，水化反应速度 减慢，但反应会一直持续下去，几十年后都有可能检测到 反应的发生。 硅酸盐水泥主要水化产物为C-S-H凝胶、AFt相和 AFm相、氢氧化钙、水化硫铁铝酸钙凝胶等。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 2）水泥硬化 水泥加水——水化溶胶Ca(OH)2等产物（表现出流动性和可塑性）——逐渐失去流动性，而具有可塑性——失去可塑性（凝胶）即为凝结——产生一定的机械强度并逐渐升高，即为硬化。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 水化是凝结硬化的前提，而凝结硬化则是水化的结果。从整体上看，凝结与硬化只是同一过程的不同阶段，其区别只是凝结标志着浆体失去流动性，而具有一定的塑性强度，硬化则表示浆体固化后产生一定的机械工业强度。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 凝结硬化过程中体系结构的变化： 第一阶段：初凝时间内，晶体太小，不能连接成网状结构，水泥浆成塑性状态，孔隙率大。 第二阶段：大约从初凝到24小时为止，水化开始加速，连接成网状结构，随着水化物的继续增多，孔隙率明显减少，网状结构不断致密，强度不断增长。 第三阶段：24小时后到水化结束，孔隙率不断减小，结构致密，强度增加。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 3）水泥水化硬化浆体组成与结构 组成 C-S-H： 70% Ca(OH)2： 20% AFm、AFt： 7% 未水化残留物和其它微量组份：3% 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 水化硬化浆体由两部分构成： 水化产物胶粒网状结构及胶孔内的水； 较大的毛细孔及孔中水分。 水化硬化浆体组成、结构 由水化产物、残存熟料、孔隙及孔隙中的水和空气组成，外观类似于天然石材，称为水泥石。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 4）影响硅酸盐水泥水化硬化主要因素 熟料矿物组成与结构的影响 细度的影响 养护龄期 养护温湿度的影响等。 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 实验 水泥胶砂强度检验（ISO法） 二、实验演示 对照实验设备在实验现场完成。 三、实验结果与分析 对上次制备的水泥，结合本试验内容采用ISO法表征水泥力 学性能，按照要求对实验数据进行取舍，联系设计的熟料组成、 结构与制备工艺基本原理对数据结果进行析与讨论。 有兴趣的同学可以课外自己完成制备的水泥其他性能分析测试。 * * 一、理论讲解 二、实验演示 三、实验结果与分析 一、理论讲解 1、硅酸盐水泥组成 2、硅酸盐水泥水化、硬化 3、硅酸盐水泥技术指标 3 硅酸盐水泥的主要技术性质 1）细度 2）凝结时间 3）体积安定性 4）标准稠度需水量 5）强度及其等级 6）水化热等