胶凝材料复习概要.docx

胶凝材料 填空60’，简答25’，论述15’ 第四章 硅酸盐水泥 1. 水泥分类 按照用途分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥 普通水泥、 大坝水泥、 抗硫酸盐水泥、 油井水泥 按矿物组成分类：硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥 按化学组成分类：钙水泥、坝水泥、锶水泥、镁水泥 按性质分类：早强水泥、中热水泥 、低热水泥、膨胀水泥 2. 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的定义 硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、0~5%混合材（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。 普通硅酸盐水泥在硅酸盐水泥熟料中掺入6%~20%混合材料、适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，P.O。 凝结时间、安定性、强度是通用硅酸盐水泥的三项主要性能。 3. 硅酸盐水泥熟料矿物组成 4. 硅酸盐水泥生产技术 硅酸盐水泥的主要技术要求 1、不溶物：P.I中不溶物小于0.75%；P.II中不超过1.5% 2、MgO：不大于5.0%，如水泥经过压蒸安定性检验合格水泥中MgO含量容许放宽到6.0% 3、SO3：不大于3.5% 4、烧失量：P.I烧失量不大于3.0%，P.II不大于3.5%，P.O不大于5.0% 5、细度：硅酸盐水泥Se大于300m2/kg；复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥：80微米方孔筛不超过10.0%或45微米方孔筛筛余不大于30% 6、凝结时间：硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于6h30min；普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于10h。 7、碱：Na2O+0.658K2O0.60% 5. 硅酸盐水泥水化机理 水泥浆体溶液中的主要离子有： 硅酸钙——Ca2+、OH-、[SiO4]4- 铝酸钙——Ca2+、Al（OH）4- 硫酸钙——Ca2+、SO42- 钾、钠及硫酸根离子——K+、Na+、SO42- 各种酸根离子分别由硅酸钙、铝酸钙、硫酸钙提供 水化早期的钙离子主要为C3S水化提供，K+、N+主要为碱式硫酸盐提供。碱的存在将大大影响CaO的浓度以及CH的结晶过程。 水化过程中液相组分与固相组分处于随时间而变的动态平衡中。 早期水化：诱导前期、诱导期；水化中期：加速器和减速期；水化后期：稳定期 诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，在15min内结束。 诱导期：反应速率极其缓慢，持续2~4h（水泥浆体保持塑性的原因）。初凝时间基本相当于诱导期的结束。 加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已过，水泥石开始硬化。 减速期：反应速率随时间下降的阶段（12~24h），水化作用逐渐受扩散速率控制。 稳定期：反应速率很低、处于基本稳定的阶段，水化作用完全受扩散速率控制。 （最初生成的水化产物大部分生长在C3S 粒子原始周界以外的原来的充水空间之中，称之为外部水化产物。 后期水化形成的水化产物大部分生长在C3S粒子原始周界之内，称之为内部水化产物，随着内部水化物的形成和发展， C3S的水化向稳定期转变。） 诱导期形成机理 当C3S与水接触后很快水解， Ca2+与OH-进入溶液，在C3S表面形成一个缺钙的富硅层，Ca2+吸附到富硅层表面形成双电层，使 C3S溶解变慢而出现诱导期。由于C3S仍在缓慢水化，待溶液中Ca(OH)2浓度达到一定的过饱和度时，Ca(OH)2析晶，导致诱导期结束。同时，由于SiO44-的迁移速度慢，因而C-S-H主要在靠近颗粒表面区析晶，而CH晶体可以在远离颗粒表面或浆体的充水空间中形成。 C3A水化机理 2C3A-+27H=C4AH19+C2AH8 C4AH19在R.H85%时容易失水变成C4AH13 C4AH19、C4AH13、C2AH8、均为六方片状晶体，在常温下都处于介稳状态，有转化为等轴C3AH6的趋势。 6. 强度 脆性材料断裂理论——葛里菲斯(Griffith)公式强度 多孔材料理论——水泥石的强度发展决定于孔隙率(水化产物充满原始充水空间的程度)。 结晶理论——硬化水泥浆体是由多种形貌的C-S-H以及钙矾石、氢氧化钙和单硫型水化硫铝酸钙等晶体交织在一起形成的。它们密集连生交叉结合、接触，形成牢固的结晶结构网。水泥石的强度取决于结晶结构网中接触点的强度与数量。 影响水泥石强度的因素 ① 水泥矿物组成及含量(注意：水化活性与胶凝性能的区别) 硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度的主要因素，28天强度基本上依赖于C3S含量。C2S对于后期强度贡献大。C3A主要对极早期的强度有利，C4AF不仅对于水泥的早期强度有相当的贡献，也有助于后期强度的发展，而且对抗折强度影响较大。 ② 水灰比和水化程度 水灰比越大，产生的毛细孔隙越多，胶空比越小，强度越小。随着水化程度的提高