建筑材料18课件讲解.pptx

建筑材料

硅酸盐水泥硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化

硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化熟悉了解硅酸盐水泥的水化、凝结与硬化学习目标

硅酸盐水泥的凝结和硬化02硅酸盐水泥熟料的水化01影响硅酸盐水泥凝结和硬化的因素03

01硅酸盐水泥熟料的水化

一、硅酸盐水泥熟料的水化硅酸盐水泥与水接触后，熟料中的各种矿物立即与水发生水化作用，生成新的水化产物并放出一定热量，熟料中的4种主要矿物与水的反应如下：

一、硅酸盐水泥熟料的水化上式反映中，两种硅酸钙的水化反应非常相似，不同的是氢氧化钙的生成量、水化热和水化反应速度存在差别，它们的主要产物水化硅酸三钙几乎不溶于水。尽管水化硅酸三钙胶凝的尺寸非常小，但却是水泥强度的最重贡献者。

一、硅酸盐水泥熟料的水化此外，纯熟料磨细加水后，凝结时间很短，不便使用。为了调节水泥的凝结时间，熟料磨细时掺有适量（3%左右）石膏，这些石膏与部分水化铝酸三钙反应，生成难溶于水的水化硫铝酸钙，并覆盖在未水化的铝酸三钙周围，从而阻止其继续快速水化，其反应为：当石膏耗尽时，水中未水化的铝酸三钙会与钙矾石作用生成低硫型的水化硫铝酸钙，其反应为：综上所述，硅酸盐水泥水化生成的主要水化产物有：水化硅酸钙凝胶C—H—S（非化学计量表示）、氢氧化钙、水化铝酸钙凝胶或晶体、水化铁酸钙凝胶。在充分水化的水泥石中，C—H—S凝胶约占70%，氢氧化钙约占20%，钙矾石和低硫型水化硫铝酸钙约占7%。

02硅酸盐水泥的凝结与硬化

二、硅酸盐水泥的凝结与硬化关于水泥凝结硬化理论至今仍在不断完善。下面以硅酸盐水泥为例，来讲解水泥凝结和硬化的一般过程。水泥加水拌和后，水泥颗粒分散于水中，成为水泥浆体，如图4-2（a）所示。此时，水泥颗粒表面与水发生化学反应，生成的水化产物聚集在颗粒表面，并形成凝胶薄膜，如图4-2（b）所示。随着熟料矿物水化的不断进行，水化产物逐渐增多，颗粒之间水分减少，颗粒相互接触，水泥浆黏度增加，渐渐失去可塑性而出现凝结现象，如图4-2（c）所示。随着水泥水化的不断进行，水泥浆逐渐硬化，随着水化硅酸钙凝胶不断增多，并填充了硬化水泥石的毛细孔，使毛细孔越来越少，密实度增加而产生强度，如图4-2（d）所示。（a）（b）（c）（d）1—未水化水泥颗粒2—胶凝粒子3—Ca（OH）2等晶体4—毛细孔（毛细孔水）图4-2水泥凝结硬化过程示意图

二、硅酸盐水泥的凝结与硬化由此可见，水泥的水化和硬化是一个连续过程，而凝结和硬化又是这一过程的不同阶段。其中，凝结标志着水泥浆失去流动性而具有一定塑性强度，硬化则表示水泥浆固化后所建立的网状结构，具有一定机械强度。硬化后的水泥石是由水泥凝胶、未完全水化的水泥颗粒、毛细孔（含毛细孔水）等组成的。

03影响硅酸盐水泥凝结和硬化的因素

三、影响硅酸盐水泥凝结和硬化的因素综上所述，水泥的凝结和硬化，除了与水泥熟料中的矿物组成有关外，还与水泥的细度、石膏的掺量、温度、湿度、硬化时间及水灰比等有关。下面介绍温度、湿度、水灰比。

三、影响硅酸盐水泥凝结和硬化的因素温度：一般情况下，提高温度可以加速硅酸盐水泥的早期水化，使早期强度能较快发展，但后期强度反而可能会降低。在较低温度下进行水化，虽然凝结硬化慢，但水化产物比较致密，可以获得较高的最终强度。但当温度低于0℃时，水泥强度不仅不增长，而且还会因水的结冰而导致水泥石的破坏。因此，冬季施工时需要采取保温等措施。湿度：在缺乏水的干燥环境中，水泥的水化反应不能正常进行，其硬化也将停止。潮湿环境下的水泥石能够保持足够的水分进行水化和凝结硬化，从而保证其强度不断提高。在工程中，保持环境中的温度和湿度，使水泥石强度不断增长的措施叫做养护。水泥混凝土在浇注后的一段时间里应十分注意温度和湿度的养护。水灰比：拌和水泥浆时，水与水泥的质量比称为水灰比。拌和水泥浆时，为使浆体具有一定的塑性和流动性，所加入的水量通常要大大超过水泥充分水化时所需用水量，多余的水在硬化的水泥石内形成毛细孔。因此拌和水越多，硬化后水泥石中的毛细孔就越多。在熟料矿物成分含量大致相近的情况下，水灰比的大小是影响水泥石强度的主要因素。

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