水泥生产和水化解读.ppt

第三章 水 泥 水泥的生产和原材料 水泥的矿物组成及作用 水泥的水化产物 通用水泥的特性和应用 其它水泥的特性和应用 水硬性胶凝材料 按化学成分:硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(三系) 按用途分: 硅酸盐水泥 通用水泥 专用水泥 特性水泥 §3-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥 一.硅酸盐水泥的生产 石灰石 粘 土 生料 熟料 水泥 铁矿石 石膏 生产工艺:二磨 一烧 二.定义 硅酸盐水泥:熟料+石膏+(0%--5%)石灰石或高炉矿渣 三.硅酸盐水泥的矿物组成 主要矿物 硅酸三钙 3CaO·SiO2 C3S 36%--60% 硅酸二钙 2CaO·SiO2 C2S 15%--17% 铝酸三钙 3CaO·Al2O3 C3A 5%--15% 铁铝酸四钙 4CaO·Al2O3·Fe2O3 C4AF 10%--18% 次要矿物 游离氧化钙 f-CaO 游离氧化镁 f-MgO 含碱矿物及玻璃体 K2O,Na2O 四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 （一）水化 C3S C2S C3A C4AF 探究式学习:1.水泥水化产物显微结构分析 显微结构分析手段 X-ray方法 透射式电子显微镜 扫描电子显微镜 参考文献:《建筑材料物相研究基础》 探究式学习:1.水泥水化产物显微结构分析 C—S—H C—S—H并不是完全无定形物质，而是由大小为0.1μm到1μm的细微晶粒组成的近程 有序远程无序凝胶。在水泥刚开始水化的几个小时之内，由于以无定形为主，水化物形貌不 易分辨；在龄期很长的成熟水泥浆体中，则由于结构致密，往往也不易分辨明显的水化物形 态。在标准条件下养护三天以上时，就很容易看到各种形态的C—S—H。 S.Daimond显微镜观察，把C—S—H分成四个类型，即Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 、 Ⅳ型 Ⅰ型C—S—H为纤维状凝胶 粒子，表现为针状、刺状、草状、卷箔状等。早期从水泥颗粒伸展出去。长0.5—2 μ m，宽＜ 0.2 μ m。有的末端有分叉，但越长分叉越少。在较大水灰比的浆体中可见. Ⅱ型为网络状C—S—H ，末端不分叉而搭接成三维空间网. Ⅲ型为不规则等大粒子状. Ⅳ型C—S—H为从熟料颗粒原始周界向内部生长的C—S—H 反应能力(水化速率)： C3AC4AFC3SC2S 放热反应:水化热--3天内(大部分)(初期) 水化热大小,放热速率 C3AC3S C4AF C2S (二)凝结硬化过程 最后产物:水泥石(凝胶体,晶体),未水化颗粒内核,毛细孔(100-1000A) (三)影响水泥凝结硬化的主要因素 1.熟料矿物组成的影响 (三)影响水泥凝结硬化的主要因素 2.水泥细度的影响(7--200um) 3.拌合加水量的影响 化学结合水约23%,水灰比water/cement 4.养护温度和湿度的影响 标准养护条件20?2oC,90% 5.养护龄期的影响 3--14d强度增长较快,28d后增长较慢 6.调凝外加剂的影响 C3S S3A 促凝剂 缓凝剂 7.水泥受潮与久存 缓慢水化与碳化.表面.结快,轻微结快(压碎或重磨) 强度 w/c T1 T2 T1T2 强度 龄期 * 磨细 煅烧 1450°C 磨细 调节凝结时间 回转窑 加热 窑灰 生料 温度 I型,P.I II型,P.II 6%-15%混合材 活性 非活性(不超过10%) 窑灰(不超过5%) 普通水泥 +H2O 放热 C3S2H3+Ca（OH）2 （3CaO · 2SiO · 3H2O） C3S2H3+Ca（OH）2 C3AH6 CFH+C3AH6 3CaO ·Al2O3 ·3CaSO4 ·31H2O （高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石））（1.5倍体积膨胀,针状晶体,水泥杆菌) 石膏消耗完 +CaSO4 3CaO ·Al2O3 ·CaSO4 ·12H2O 低硫型水化硫铝酸钙 钙矾石 晶体 铝相水化产物 初期 中期 后期 强度 龄期(d) C2S C3A C4AF C3S * * * * *