硅酸盐水泥的水化过程.ppt

无机非金属材料工艺学 安徽理工大学材料科学与工程学院 水泥用适量的水拌合后，形成能砂石集料的可塑性浆体，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，还伴随着水化放热、体积变化和强度增长等现象，这说明水泥拌水后产生了一系列复杂的物理、化学和物理化学的变化。 各矿物与水的作用，称为“一次水化作用” ； 水化物之间的相互作用称“二次水化作用” ；在水泥的水化过程中，一次作用、二次作用是交织在一起进行的。 C3A率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石，导致第一放热峰。 C3S开始水化，大量放热形成第二个放热峰。 　　有时在第二个放热峰的前或后出现第三个放热峰，一般认为是AFt--→AFm引起的。此期，C2S与铁相亦以不同程度参与这二个阶段的反应，生成相应水化产物。 放热速率很低并趋于稳定，随着各种水化产物的增多，填入原先由水所占据的空间，再逐渐连接并相互交织，发展成硬化浆体结构。 硅酸盐水泥的水化 * 水泥 水 熟料 石膏 混合材料 水 水化 硬化  凝结 水泥＋水（流体）－可塑性浆体（塑性体）－固体 * 水泥的水化、凝结、硬化 水化：物质由无水状态变为有水状态，由低含水变为 高含水，统称为水化。 凝结：水泥加水拌和初期形成具有可塑性的浆体，然 后逐渐变稠并失去可塑性的过程称为凝结。 硬化：浆体的强度逐渐提高并变成坚硬的石状固体(水 泥石)，这一过程称为硬化。 * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ Water Cement * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ Cement Hydration Products Water * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ Cement Hydration Products Water * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ Cement Hydration Products Water * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ Hydration products connect grains * 水泥加水以后为什么可以凝结硬化？ Pore space remains in hydrated cement paste Unhydrated grains * 硅酸盐水泥的水化 水泥拌水后，立即发生水化反应，各组分开始溶解。所以极短的时间后，填充在颗粒之间的液相不再是纯水，而是含有各种离子的溶液，主要为： 　　硅酸钙 → Ca2+，OH-　　　 铝酸钙 → Ca2+ ，Al(OH)4- 　　铁铝酸钙 → Ca2+ ，Fe(OH)4-　　 　　硫酸钙 → Ca2+ ，SO42-　　 碱 → K+，Na+，SO42- 即水泥的水化作用开始后基本上是在含碱的CH、硫酸钙的饱和溶液中进行。 水泥水化的液相环境 * 硅酸盐水泥的水化 C3A、C4AF与石膏间关系； C3S对C2S的水化有一定的促进作用； 碱的影响：对不同矿物影响不一样； 当水泥颗粒周围C-S-H凝胶层不断增厚，水在C-S-H凝胶层内的扩散速度逐渐成为影响各矿物水化的决定性因素； 浆体中拌水量不多，且水化过程中不断减少，水化是在浓度不断变化的情况下进行的。 因而水化是从表面开始，在浓度和温度不断变化的条件下，通过扩散作用缓慢向中心深入。较大水泥颗粒的中心往往会完全停止水化，当温度、湿度条件适当时，再重新缓慢水化。 水化过程中各矿物间的相互作用 * 硅酸盐水泥的水化 硅酸盐水泥的水化过程 * 无机非金属材料工艺学 安徽理工大学材料科学与工程学院 水泥用适量的水拌合后，形成能砂石集料的可塑性浆体，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，还伴随着水化放热、体积变化和强度增长等现象，这说明水泥拌水后产生了一系列复杂的物理、化学和物理化学的变化。 各矿物与水的作用，称为“一次水化作用” ； 水化物之间的相互作用称“二次水化作用” ；在水泥的水化过程中，一次作用、二次作用是交织在一起进行的。 C3A率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石，导致第一放热峰。 C3S开始水化，大量放热形成第二个放热峰。 　　有时在第二个放热峰的前或后出现第三个放热峰，一般认为是AFt--→AFm引起的。此期，C2S与铁相亦以不同程度参与这二个阶段的反应，生成相应水化产物。 放热速率很低并趋于稳定，随着各种水化产物的增多，填入原先由水所占据的空间，再逐渐连接并相互交织，发展成硬化浆体结构。