硅酸盐水泥的水化硬化及性能.ppt

第七节硅酸盐水泥的水化硬化及性能
第六章水泥
本节提要:
熟料矿物的水化
硅酸盐水泥的水化
水泥石
硅酸盐水泥的性能
水化产物
水化速率
水化速率(rate of hydration)是指单位时间内水泥的水化程度或水化深度。
水化程度是指一定时间内已水化的水泥量与完全水化量的比值,以百分率表示。
水化深度是指水泥颗粒外表面水化层的厚度,一般以微米表示。
硅酸盐水泥的水化和硬化
水泥用适量的水拌和后,形成能粘结砂石集料的可塑性泥浆,随后逐渐失去塑性而凝结硬化为具有一定强度的石状体。同时,伴有水化放热、体积膨胀和强度增加。
本节导入:
硅酸盐水泥的性能
凝结时间、强度、水化热、泌水性、耐久性等。
熟料矿物的水化
硅酸三钙的水化
常温下水化反应式:
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2
简写为:C3S+nH=C-S-H+(3-x)CH
式中 x--表示钙硅比(C/S),n--表示结合水量;
C-S-H为水化硅酸钙凝胶,CH为氢氧化钙晶体。
水化时的C/S和H/S摩尔比在较大范围内变化。
C-S-H凝胶
其组成与它所处的液相Ca(OH)2浓度有关。
当溶液的CaO浓度小于1mmol/L时,
生成氢氧化钙和硅酸凝胶;
当溶液的CaO浓度为1~2mmol/L时,
生成水化硅酸钙和硅酸凝胶;
当溶液的CaO浓度为2~20mmol/L时,
生成C/~,组成(~)CaO·SiO2·(~)H2O ,称C-S-H(Ⅰ)。
当溶液的CaO浓度大于20mmol/L时,
生成髙碱度C/ ~,
(~)CaO·SiO2·(1~4)H2O ,称C-S-H(Ⅱ)。
熟料矿物的水化
硅酸三钙的水化
薄片状
纤维状
※硅酸三钙水化放热速率-时间曲线为五个阶段:
诱导前期(初始水解期);
诱导期(静止期或潜伏期);
加速期;
衰减期;
稳定期。
熟料矿物的水化
硅酸三钙的水化
C3S水化放热速率和Ca2+浓度变化曲线
诱导前期:
初始水解,离子进入溶液
诱导期:
继续溶解,早期C-S-H形成
加速期:
水化产物形成与生长
衰减期:
水化产物继续生长,微结构发展
稳定期:
微结构逐渐密实
熟料矿物的水化
硅酸三钙的水化
β-C2S的水化与C3S相似,但水化速度慢。
常温下水化反应式:
2CaO·SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH2)
简写为:C2S+mH=C-S-H+(2-x)CH
形成的水化硅酸钙在C/S和形貌与C3S水化产物都无大的区别。
熟料矿物的水化
硅酸二钙的水化
铝酸三钙的水化迅速,放热快。
常温下水化反应式:
2(3CaO·Al2O3)+27H2O=4CaO·Al2O3·19H2O+2CaO·Al2O3·8H2O
简写为:2C3A+27H=C4AH19+C2AH8
C4AH19在低于85%相对湿度下会失去6个结晶水成C4AH13。
C4AH13和 C2AH8皆为六方片状晶体,常温下处于介稳状态,有向C3AH6等轴晶体转化的趋势,即:
C4AH13+C2AH8=2C3AH6+9H
上述反应随温度升高而加速,而C3A本身的水化热很高,所以极易
按上式转化。
熟料矿物的水化
铝酸三钙的水化