C3S水化特性.ppt

C3S:硅酸三钙(50~70%)
C2S:硅酸二钙(18~30%)
C3A:铝酸三钙(5~12%)
C4AF:铁铝酸四钙(5~8%)
其中:硅酸钙占70%以上
另外还有石膏相(CaSO4)和游离氧化钙(f-CaO)和碱相(K2O+Na2O)等。
硅酸盐水泥熟料的矿物组成
1、 C3S和C2S
一、C3S、C2S和C3A的水化产物及特性
(1) 化学反应
C-S-H凝胶属无定形体,不能用固定式表示。
(2) C3S和C2S的水化产物
占水泥水化产物的70%;结晶度很差,是各维度上都非常细小的,属于胶体尺寸范围(小于1微米)的粒子组成。其是水泥基材料强度的来源和耐久性的保障。
C-S-H凝胶
C-S-H凝胶的分类:
无确定组成,无定形的材料,产物的生成形态多变(4种)。
微观结构名称
形貌名称
形成时间
未名物
开始几天
Ⅰ型C-S-H
(针状)
扩散控制阶段
外部(产物)
基体质
早期产物
Ⅱ型C-S-H
(网状)
诱导期期间
内部(产物)
显粒子
Ⅲ型C-S-H
(等大或扁平)
中间阶段,开始2-3周
后期产物
Ⅳ型C-S-H
(球状)
后阶段,几周-几个月
Ca(OH)2/CH
钙
氧
占浆体固体体积的20%~25%。层状结构、结构层内为离子键,结构层之间为氢键,片状晶体。由于CH的结构和形状,决定了它对水泥石的强度贡献很少。其层间较弱的联结,可能是水泥石受力时裂缝的发源地和侵蚀离子的快速通道。
水泥水化产物稳定存在的pH临界值
C-S-H
C-A-H
AFt、AFm
CH
钢筋钝化膜





A、CH的作用
是水泥石的主要组成,是维持水泥石碱度的重要组成,是其他水泥水化产物稳定存在的重要前提。
属于层状结构,易于产生层状解理,大量存在于集料与水泥石的界面,影响混凝土的强度和耐侵蚀性能(抗钢筋锈蚀性能、抗碳化性能、抗溶蚀性能、体积变形性能等密切相关),被视为混凝土中的“薄弱环节”。
B、CH的不利影响
石膏存在:
C3A+3CSH2(石膏)+26H = C6AS3H32 钙矾石(AFt)
石膏不足:
C6AS3H32 + 2C3A+4H = 3C4ASH12 单硫型硫铝酸盐(AFm)
2、 C3A
(1) 化学反应
AFt
AFt:针棒状晶体
(2) C3A的水化产物
AFt的形成常常伴随着明显的体积膨胀,水化期间,控制AFt的形成,由此产生的膨胀是补偿收缩水泥的基本原理
C-S-H
AFt
CH