第二节 硅酸盐水泥熟料的组成和配料.ppt

第五章 水泥材料;一、硅酸盐水泥熟料的化学成分; 不是以单独的氧化物存在，而是以两种或两种以上的氧化物经高温反应生成的一种多矿物组成的结晶细小的人造岩石。 矿物结晶细小：30~60μm;主矿物： C2S、C3S→~75% C3A、C4AF →~25%;硅酸盐水泥熟料岩相结构 1)黑色多角形颗粒为C3S； 2)黑白双晶条纹的圆形颗粒为C2S结晶体； 3)在这两种晶体之间的是反射能力强的白色中间相铁 相固溶体和反射能力弱的黑色中间相铝酸三钙.;（1）硅酸三钙（C3S)（~50%）; 水化特性 1）凝结时间正常，水化较快，水化反应主要在28d 以内进行，约经一年后水化过程基本结束。 2）早期强度高，强度的绝对值和增进率较大。28d 强度可达到一年强度的70%~80%。 3）水化热较高； 4) 抗水性较差。;（2）硅酸二钙（C2S)(~20%); 多晶转变 纯C2S在1450℃以下有同质多晶现象。;其中： γ-C2S的密度为2.97g/cm3，β-C2S的密度为3.28g/cm3，故发生β→γ转变时，伴随着体积膨胀10%，结果是熟料崩溃，生产中称之为粉化。 若液相多，冷却迅速，可使熔剂性矿物形成玻璃体将β型C2S型晶体包住，使之越过γ→β型转变温度而保留下来。; 水化特性 1）水化反应较C3S慢，28d只水化20%左右，凝 结硬化慢； 2）早期强度低，但28d后强度仍能较快增长， 一年后其强度可赶超阿利特； 3）水化热小； 4）抗水性好。 ; 矿物特性 　　C3A可固溶有少量SiO2、Fe2O3、MgO、R2O等形成固溶体，在反光镜下，其反光能力弱， 呈暗灰色，并填充在A矿与B矿中间， 又称黑色中间相。 ; 水化特性 1) 水化迅速，凝结较快，如不加石膏等缓凝剂，易 使水泥急凝； 2) 早期强度较高，但绝对值不高，其强度3d之内大 部分发挥出来，以后几乎不增长，甚至倒缩； 3) 水化热高； 4) 干缩变形大，脆性大，耐磨性差，抗硫酸盐性能 差。 ; 矿物特性 　　铁铝酸四钙代表的是一系列连续的铁相固溶体。通常固溶有少量的MgO、 SiO2等氧化物，又称才利特 （Celite）或C矿。 在反光镜下其反射能力强， 呈亮白色，并填充在A矿与B 矿之间，也称白色中间相。 ; 水化特性 1）水化速度在早期介于C3A与C3S之间，但随 后的发展不如C3S； 2) 早期强度类似于C3A，而后期还能不断增v 长，类似于C2S； 3) 水化热较 C3A 低，抗冲击性能和抗硫 酸盐性能较好。 ;◆ 玻璃体 ◇形成 部分熔融液相被快速冷却来不及结晶 而成为过冷凝体 ◇主要成分 Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、R 2O ◇含量 取决于液相量及冷却条件 ◇性能 不及晶体稳定，水化热较大；可改善 熟料性能与易磨性。 ;◆游离氧化钙（f-CaO） ◇ 定义 　　是指熟料中没有以化合状态存在而是以游离状态存在的氧化钙。 ◇ 特征 游离氧化钙在偏光显微镜下为无色圆形颗粒，有明显解理。在反光镜下用蒸溜水浸蚀后呈彩虹色。 ;◇ 游离氧化钙的种类及其对安定性的影响 ; 一次 f-CaO结构致密，水化很慢，通常3天后才明显，而且水化后生成氢氧化钙，体积增加97.9%， 因此，会造成水泥硬化后其内部的不均匀局部膨胀，使已硬化的水泥石开裂。 因此，熟料中随f-CaO含量的增加，首先是抗折强度下降，进而引起3天以后强度倒缩，严重时会引起水泥安定性不良。; ◆方镁石（MgO） 指游离状态的氧化镁晶体。 ◇产生 一部分氧化镁存在于玻璃体中，一部分结晶呈游离状态。当熟料快冷时，结晶细小，慢冷时晶体发育较大，结构致密。 ;◇危害 1) 水反应速度很慢，几个月甚至几年才明显反映出 来。 水化生成Mg(OH)2时，体积膨胀148%，在 水泥石内产生应力，轻者会降低水泥制品强度， 重者会造成水泥制品破坏。 2) 方镁石含量越多，晶体尺寸越大，破坏越严重， 因此，应限制其含量及晶体尺寸。熟料冷却速度越快，方镁石晶体越小，含量越少。;三、熟料率值;(1)硅率或硅酸率（Silica Modulu