硅酸盐水泥的水化和硬化.ppt

2、由于C3S迅速溶出Ca(OH)2，所掺的石膏也很快溶解于水，特别是水泥粉磨时部分二水石膏可能脱水成半水石膏或可溶性硬石膏，其溶解速率更大。熟料中所含的碱溶解也快，甚至70～80%的K2SO4可在几分钟内溶出。因此，水泥的水化作用在开始后，基本上是在含碱的氢氧化钙、硫酸钙的饱和溶液中进行的。第31页,共58页，2024年2月25日，星期天第32页,共58页，2024年2月25日，星期天第33页,共58页，2024年2月25日，星期天第34页,共58页，2024年2月25日，星期天水泥水化阶段划分1)、钙矾石形成期2)、C3S水化期3)、结构形成和发展期第35页,共58页，2024年2月25日，星期天1)、钙矾石形成期：C3A率先水化，在石膏存在条件下,迅速形成钙矾石，是导致第一放热峰的主要因素。2)、C3S水化期：C3S开始迅速水化,大量放热,形成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热上出现一个“峰肩”,一般认为是由于钙矾石转化成单硫型水化硫铝（铁）酸钙而引起的。当然,C2S与铁相亦以不同程度参予了这两个阶段的反应,生成相应的水化产物。3)、结构形成和发展期：放热速率很低，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，相互交织,发展成硬化的浆体结构。第36页,共58页，2024年2月25日，星期天3、还值得注意的是，水泥既然是多矿物、多组分的体系，各熟料矿物并不可能单独进行水化，它们之间的相互作用必然对水化进程有一定影响。第37页,共58页，2024年2月25日，星期天第三节水化速率一、基本知识1、水化速率熟料矿物或水泥的水化速率常以单位时间内的水化程度或水化深度来表示。2、水化程度h水化程度是指在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值；3、水化深度a水化深度是指已水化层的厚度。第38页,共58页，2024年2月25日，星期天4、水化程度与水化深度的关系第39页,共58页，2024年2月25日，星期天5、影响水泥水化速率的因素决定水泥水化速率的因素，主要是熟料矿物组成与结构，而水泥的细度、加水量、养护温度、混合材以及外加剂的性质等，都会对水化速率有一定影响。第40页,共58页，2024年2月25日，星期天二、熟料矿物的水化速率1、测定水化速率的方法测定水化速率的方法有直接法和间接法两类。1）直接法是利用岩相分析、x射线分析或热分析等方法，定量地测定已水化和未水化部分的数量。2）间接法则有测定结合水、水化热或Ca(OH)2生成量等方法。比较：其中以结合水法较为简便，将所测各龄期化学结合的水量与完全水化时的结合水量相比，即可计算出不同龄期的水化程度。第41页,共58页，2024年2月25日，星期天矿物水化时间3天7天28天3月6月C3S33.242.365.592.293.1C2S6.79.610.327.027.4C3A78.176.479.788.390.8C4AF64.366.068.886.589.4熟料矿物的水化程度(%)熟料矿物的水化深度μm(d0=50μm)矿物3天7天28天3月6月C3S3.14.27.514.314.7C2S0.60.80.92.52.8C3A9.69.910.312.813.7C4AF7.37.68.012.213.2第42页,共58页，2024年2月25日，星期天对比水泥熟料矿物在不同龄期时的水化程度单独水化在水泥中水化第43页,共58页，2024年2月25日，星期天三、细度和水灰比的影响1、细度影响在其他条件相同的情况下，反应物参与反应的表面积越大，其反应速率越快。提高水泥的细度，增加表面积，可以使诱导期缩短，第二个放热峰提前。而较粗的颗粒则相反，各阶段的反应都较慢。第44页,共58页，2024年2月25日，星期天2、水灰比影响水灰比在0.25-1.0间水化，对水泥的早期水化速率并无明显影响。水灰比过小时，后期的水化反应延缓。在密闭的容器中水化时，水灰比宜在0.4以上。高水灰比的浆体，早期反应稍慢，而到10天以后的水化程度反而较大。第45页,共58页，2024年2月25日，星期天四、温度与水化速率的关系温度升高，水化加速。C3S的诱导期缩短，第二个放热峰提前，加速期和减速期也相应提前结束。C2S受温度的作用更大，C3A在常温时水化就快，放热也多，所以温度对其水化速率的影响就不太明显。第46页,共58页，2024年2月25日，星期天由图可见，温度越高,