水泥原料无水C3S——硅酸三钙3(CaO·SiO2)C2S——硅酸二钙2(2CaO·SiO2)C3A——铝酸三钙3CaO·Al2O3C4AF——铁相固溶体4CaO·Al2O3·Fe2O3水化作用后产物C-S-H——水化硅酸钙3CaO·2SiO2·3H2O(胶体)CH——氢氧化钙Ca(OH)2(晶体)C3AH6——水石榴石3CaO·Al2O3·6H2O(晶体)AFt——三硫型水化硫铝酸钙,简称钙矾石Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26H2OAFm——单硫型水化硫铝酸钙Ca4Al2(OH)12SO4·6H2O水泥在干态时主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙以及少量的硫酸化物(钾盐、钠盐)、石膏(二水硫酸钙)组成。在水泥水化过程中,C3AC3S和C2S与水泥中其它组分发生复杂的水化反应,生成钙矾石即三硫型水化硫酸铝钙型AFt,单硫型水化硫酸铝钙AFm,氢氧化钙CH和硅酸钙C-S-H凝胶。硅酸盐水泥的水化是一个非常复杂的、非均质的多相化学反应过程。自加水开始,水泥的水化反应就会一直进行,水泥基材料的结构会随着水泥水化反应逐渐演变,由流动状态逐渐变为塑性状态,最后到凝结硬化状态。通过水泥的水化反应,使得松散的水泥粉体颗粒变成了具有胶结性的水泥浆体,进而粘结各种不同粒径的粗细骨料,形成了混凝土这种水泥基体材料。水泥的水化作用就是它们之间的复杂化学反应,生成结晶性较好的水化晶体:AFtAFmCH还有结晶性不好的无定形C—S-HAFtAFmCH呈针状、棒状、无序态,这是造成水泥脆性的根本原因水泥混凝土水化过程的化学反应式:3(CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO2·3H2O(胶体)+3Ca(OH)2(晶体)2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO2·3H2O+Ca(OH)2(晶体)3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3·6H2O(晶体)4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O(胶体)硅酸盐水泥4种熟料矿物成分中,主要的强度贡献者是C3S和C2S,它们在水泥中含量最多,占水泥重量的75%,因此它们的水化进程对水化物组成以及水泥石结构产生决定性影响,它们生成的水化产物主要是:水化硅酸钙和氢氧化钙(游离的对强度有害)。氢氧化钙CH是一种六方板状晶体,其强度很低,稳定性极差,在侵蚀条件下是首先遭到侵蚀的组成,而且它们多在水泥石和集料的界面处富集,并组晶成粗大晶粒,因此界面的黏结力下降,成为水泥基材料中的最薄弱环节。因此,CH是水泥耐久性差的主要根源,也是水泥裂缝的发源地。(CH是对水泥强度有害的)硅酸盐水泥拌合水后,四种主要熟料矿物与水反应。分述如下:①硅酸三钙水化C3S——C-S-H+CH硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙CH。3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·
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