水泥水化及硬化机理.pptVIP

水泥石的组成:1结晶程度较差的凝胶C-S-H：70%2结晶程度较好的Ca(OH)2：20%3固相结晶程度较好的Afm、Aft：7%4及水化铝酸钙等晶体5未水化残留熟料和其它微量组份：3%6毛细孔：未被外部水化产物填充7孔隙凝胶孔：凝胶微孔8水：100%孔内全为水9第八章硅酸盐水泥的水化与硬化1熟料矿物结构不稳定。2造成熟料矿物结构不稳定的原因是：3熟料烧成后快速冷却，使其保留了介稳状态的高温型晶体结构；4熟料中的矿物不是纯的C3S和C2S，而是Alite和Belite等有限固溶体；5微量元素的掺杂使晶格排列的规律性受到某种程度的影响。6熟料矿物中钙离子的氧离子配位不规则。补充：◆熟料矿物水化的原因水泥的水化、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－此后，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。7.1熟料矿物的水化C3S的水化常温下的水化反应3CaO.SiO2+nH2O=xCaO.SiO2.yH2O+(3-x)Ca(OH)2简写为：C3S+nH=C-S-H+(3-x)CH水化产物：水化硅酸钙（也称C-S-H凝胶）和氢氧化钙。水化产物C-S-H的组成是不定的，其CaO/SiO2比与所处的溶液的Ca(OH)2浓度有关：〔CaO〕﹤1mmol/l，Ca(OH)2硅酸凝胶〔CaO〕﹤1-2mmol/l，C-S-H硅酸凝胶〔CaO〕﹤2-20mmol/l，C/S比为（）C-S-H，称为C-S-H（Ⅰ）〔CaO〕达饱和﹥20mmol/l，C/S比为（）C-S-H，称为C-S-H（Ⅱ）.C3S水化过程2.C3S水化过程Ⅰ：诱导前期（时间：15分钟）反应：激烈—第一个放热峰，钙离子浓度迅速提高浆体状态：是具有流动性（Ca(OH)2没有饱和）Ⅱ：诱导期又称静止期（时间：2—4小时）反应：极慢——放热底谷：钙离子浓度增高慢浆体状态：Ca(OH)2达饱和：此间：具有流动性，结束：失去流动性，达初凝Ⅲ：加速期（时间：4~8小时）反应：又加快——第二放热高峰浆体状态：Ca(OH)2过饱和最高：生成Ca(OH)2、填充空隙、中期：失去可塑性、达终凝，后期：开始硬化Ⅳ：减速期（时间：12—24小时）反应：随时间的增长而下降原因：在C3S表面包裹产物—阻碍水化。Ⅴ:稳定期反应：很慢—基本稳定（只到水化结束）原因：产物层厚：水很少—产物扩散困难。保护膜理论01晶核形成延缓理论02晶格缺陷的类别和数量是决定诱导期长短的主要因素03诱导期的本质01C2S的水化过程与C3S相似，也有静止期，加速期等，但水化速率很慢约为C3S的1/2002水化反应：C2S+mH→C-S-H+（2-X）CH03水化产物：生成C-S-H和Ca(OH)2C2S水化C3A水化：三.C3A水化：水化迅速，其水化产物的组成与结构受溶液中CaO、Al2O3离子浓度和温度的影响很大。1、C3A单独水化常温：C3A+27H→C4AH19+C2AH8相对湿度﹤85﹪时C4AH19→C4AH13+6HC4AH13+C2AH8→C3AH6+9H2OT﹥35℃：C3A+6H2O→C3AH6特点：水化速度快→水化热多→T升高→反应速度极快→急凝→很快失去流动性C3A在液相CaO浓度达饱和时01C3A+CH+12H→C4AH1302瞬凝原因：水泥颗粒表面形成大量C4AH13，其数量迅速增多，足以阻碍粒子的相对运动。033.在石膏存在条件下的水化·石膏（充足）、CaO同时存在时C3A+CH+12H→C4AH13