第三章 水泥解说.ppt

第三章 水泥(cement) 1.水泥的定义 水泥是以水化活性矿物为主要成分的水硬性胶凝材料。 — 国外称硅酸盐水泥为波特兰水泥( Portland Cement) 2.水泥的分类 (1) 水泥按用途和性能分类  (2)水泥按化学成分分类—硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、 铁铝酸盐水泥等 ? 硅酸盐水泥的制造 原 料： 硅质：粘土，(SiO2、Al2O3)， 占1/3 钙质：石灰石、白垩等，(CaO)，占2/3 校正原料：如铁质校正原料铁矿粉，硅质校正原料， 如砂岩、粉砂岩等 制造工艺： 原料经粉磨混合后得到水泥生料 生料经窑内煅烧得到水泥熟料 水泥熟料＋石膏(或再＋混合材）一起经粉磨混合后得到水泥 自动化生产过程 硅酸盐水泥熟料制造工艺流程 ?通用硅酸盐水泥定义、组分、代号 特征： 水泥熟料颗粒中的四种主要矿物同时进行水化反应； 其水化反应均是放热反应； 水化反应是固－液异相反应。 硅酸钙C3S与?- C2S的水化 硅酸钙水化生成水化硅酸钙C3S2H3—C-S-H凝胶和Ca(OH)2—羟钙石，并放出热： 硅酸三钙：2C3S + 6H ? C3S2H3 + 3CH + 120cal/g 硅酸二钙：2C2S + 4H ? C3S2H3 + CH + 62cal/g (C-S-H ) + 羟钙石 特征： 形成相同的水化物—组成不确定的C-S-H凝胶，组成为： CaxH6-2xSi2O7.zCa(OH)2?nH2O (x, z与温度、水灰比等有关) 其中钙硅比(C/S)： CaO/SiO2 = (x＋z)/2 C3S反应速度比C2S快，其放热量比C2S大。 水化机理 溶液中反应 固相颗粒表面的局部反应。 铝酸三钙C3A的水化 铝酸钙C3A的水化行为在水泥水化早期特别重要 纯C3A与水反应迅速，生产水化铝酸钙： C3A + 18H2O ? [C2AH8 + C4AH13] ? C3AH6 (不稳定的中间产物) (稳定产物) 这一反应导致水泥浆闪凝或假凝，必须避免！ 避免闪凝的有效途径——加入石膏CaSO4?2H2O 铝酸三钙C3A在石膏存在下的水化反应 C3A与石膏反应首先形成三硫型硫铝酸钙—钙矾石晶体，并放出大量热： C3A+ 3C?·H2+26H? C3A·3C?3·H31 + 300 cal / g (1) (钙钒石) 反应后期，石膏量不足时，水化生成单硫型硫铝酸钙水化物： C3A+ C3A·3C?3·H32 +4H? C3A·C?3·H12 (2) 石膏消耗完后， C3A直接水化形成C3AH6： C3A + 18H2O ? C3AH6 (3) 铁铝酸四钙C4AF的水化 铁铝酸四钙C4AF与水发生类似于C3A的水化反应，也形成类似的产物钙钒石和单硫型水化物： C4AF + 7H ?C3AH6＋CFH(CaO·Fe2O3·H2O ) C4AF水化物的组成是可变，是铝酸盐与铁酸盐的固溶体，并由铁相凝胶产生。 C4AF的水化反应对整个水泥的行为影响较小。 （ｌ）硅酸三钙 C3S加水调和后，凝结时间正常。它水化快，加水28d后，可以水化70%左右。所以C3S强度发展比较快，早期强度较高，且强度增进率较大，特别是对水泥３～７天内的早期强度以及后期强度都起主要作用。28天可达它一年强度的70~80%左右。就28d强度来说，它是四种矿物质中最高的。但C3S水化反热较高，如要求水泥的水化热低，则含量应适当低一些。 （２）硅酸二钙 C2S水化较慢，它不影响水泥的凝结，至28天龄期仅水化20`%左右；凝结硬化慢，早期强度较低，但28天以后，强度仍能较快增长，对水泥的后期强度起主要作用。 其水化热较小，因而对大体积工程的工程用水泥，适当提 高C2S含量，降低C3S含量是有利的。 石膏的作用 避免水泥浆的闪凝和假凝现象。 调节水泥的凝结时间。