. 水泥熟料矿物的水化反应?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。来自水泥粉磨过程中二水石膏的脱水分解:CaSO4?2H2O?CaSO4?+:⑴半水石膏CaSO4?-CaO的水化⑵铝酸三钙C3A的水化⑶铁铝酸四钙C4AF的水化⑷硅酸三钙C3S的水化⑸硅酸二钙?- C2S的水化水泥颗粒宏观形貌水泥颗粒的结构水泥熟料颗粒细观形貌水泥熟料矿物微观结构问题: 水泥浆如何转变成坚硬固体?水泥浆通过水泥熟料矿物的水化反应、浆体的凝结硬化过程变成坚硬固体?凝结——水泥与水混合形成可塑浆体,随着时间推移、可塑性下降,但还不具备强度,此过程即为“凝结”;?硬化——随后浆体失去可塑性,强度逐渐增长,形成坚硬固体,这个过程即为“硬化”。水泥浆体转变成坚硬固体的过程是一个复杂的物理化学变化过程。水泥水溶解沉淀水泥浆的凝结硬化过程扩散水泥浆的凝结硬化——物理过程①②③6323AHCOHAC??水化速度快t22463AFOHCaSOAHC???④水化铁铝酸钙水化硫铝酸钙???OHAFC24长纤维状短纤维状六方板结晶缓凝机理:SC2同上针状结晶立方板状结晶mFA当石膏耗尽时,转化为(1)水化223)(OHCaHSCOHSC?????高硫型水化硫铝酸钙3CaO?Al2O3?31H2O单硫型水化硫铝酸钙3CaO?Al2O3?12H2O铝酸三钙C3A的水化?,这一反应导致水泥浆闪凝或假凝,必须避免!?快凝:指浆体迅速形成不可逆固化现象,浆体已产生一定强度,重新搅拌并不能使其恢复塑性。?假凝特征:指水泥加水拌合后,几分钟内即迅速凝结变硬,经剧烈搅拌后,又重新恢复塑性的现象。?这是一种不正常的早期快速固化现象。但与快凝又不相同。假凝放热量很小,而且经剧烈搅拌后,浆体又重新恢复塑性,并达到正常凝结,对强度没有不利影响,但增大了施工难度。?避免闪凝的有效途径——加入石膏CaSO4?2H2O这就是硅酸盐水泥生产中,必须加入石膏与水泥熟料一起粉磨的根本原因!这一发明是硅酸盐水泥发展史上的一个里程碑。(2)硬化第一阶段:大约在水泥拌水起至初凝时止,C3S迅速反应生成Ca(OH)2。石膏和C3A反应生成钙矾石晶体。水泥浆呈塑性状态。第二阶段:大约从初凝起至24h止,水泥水化加速,生成较多的Ca(OH)2、钙矾石晶体、水化硅酸钙凝胶。水化产物大量生成,水泥凝结。第三阶段:指24h以后直到水化结束。所有水化产物生成,数量不断增加,结构更加致密,强度不断提高。水泥硬化研究理论水化过程在不同的情况下会有不同的水化机理;不同的矿物在不同的阶段,水化机理也会不完全相同。(3)影响水泥凝结硬化的主要因素①矿物组成?不同矿物成分和水起反应时所表现出来的特点是不同的,如?C3A水化速率最快,放热量最大而强度不高;?C2S水化速率最慢,放热量最少,早期强度低,后期强度增长迅速等。?因此,改变水泥的矿物组成,其凝结硬化情况将产生明显变化。?水泥的矿物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因素.
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