高性能水泥的水化过程..pptx

第五章高性能水泥的水化过程指导教师:曲烈教授学生:石峻尧孙沫然主要内容?新思路?硅酸盐水泥水化过程的表征? C-S-H 凝胶 Ca/Si 的研究?硬化浆体孔结构?硅酸盐水泥的水化进度和程度 3 新思路?高性能水泥所用熟料通过掺杂,改变热历史等手段促使 C 3S 晶格发生畸变,在亚微观尺度上改变其形貌,这种新矿物的水化显然与传统水泥矿物的水化机理有差异;性能调节型辅助胶凝组分由化学,物理和热激活等活化,这些组分的水化显然也与传统混合材料的水化机理不同。这些差异和不同必然影响到水泥的水化过程。因此,高性能水泥及其组分的水化过程及控制机理研究的科学问题是解决水泥熟料和性能调节型辅助胶凝组分水化时的反应机理,性能调节型辅助胶凝组分与水泥熟料的相互促进或抑制机理;高性能水泥熟料与性能调节型辅助胶凝组分反应的反应产物界面结构形成机制。硅酸盐水泥水化过程的表征?水化早期钾石膏及钙矾石含量变化?如图 5-6 所示是高 C 3S硅酸盐水泥水化 4h 测得的 DSC, 图中 103 ℃左右为钙矾石的脱水吸热峰,133 ℃左右是二水石膏的脱水吸热峰,250 ℃左右是钾石膏的脱水吸热峰,用专业分析软件对图中的各吸热峰进行单位质量焓变计算,降至与分析纯二水石膏,化学法合成的钾石膏和钙矾石单位质量焓变比较,得出不同水化龄期样品中二水石膏,钾石膏和钙矾石的质量含量。硅酸盐水泥水化过程的表征硅酸盐水泥水化过程的表征?二水石膏随龄期的变化水化 11h 二水石膏消耗尽之前,高 C 3S硅酸盐水泥的二水石膏含量始终高于低 C 3S硅酸盐水泥的二水石膏含量。两者二水石膏的含量变化都有一个现增加后降低的过程。 50min 低C 3S 硅酸盐水泥二水石膏含量达 % ,随后逐渐降低,至 6h为 0。高 C 3S硅酸盐水泥二水石膏含量 3min 达 % ,至 11h 为 0 。硅酸盐水泥水化过程的表征?二水石膏随龄期的变化水泥中的半水石膏,硬石膏与水拌合后很快溶解于水形成二水石膏,加之水泥中本身含有的二水石膏,因此一开始二水石膏的含量随龄期而增长。高 C 3S硅酸盐水泥中 SO 3含量高于低C 3S硅酸盐水泥,溶于水后各龄期的二水石膏含量始终高于低C 3S硅酸盐水泥。其后由于铝酸盐消耗硫酸盐形成钙矾石或单硫型水化硫铝酸该而消耗二水石膏,加之期间还有钾石膏的生成与分解,二水石膏不断被消耗,而高 C 3S硅酸盐水泥二水石膏消耗尽的时间迟于低 C 3S 硅酸盐水泥。硅酸盐水泥水化过程的表征?钾石膏含量随龄期的变化高C 3S硅酸盐水泥的钾石膏含量始终低于低 C 3S硅酸盐水泥的钾石膏含量。两者钾石膏的含量变化都有一个先增加后降低的过程。低 C 3S水泥钾石膏含量 60min 达 %,7h 降为 0 。高 C 3S 硅酸盐水泥钾石膏含量 50min 打 % ,至 8h降为 0 。硅酸盐水泥水化过程的表征?钾石膏含量随龄期的变化当水泥与水拌合后,熟料中含的碱溶解很快,70%-80% 的K 2 SO 4 可在几分钟内溶出,在 Ca 2+和 SO 4 2-存在的情况下,达到过饱和后就会以钾石膏的形式析出,因此一开始钾石膏的含量随龄期而增长。随着铝酸盐消耗硫酸盐形成钙矾石或单硫型水化硫酸铝钙,二水石膏含量的降低,钾石膏不断分解释放出 Ca 2+和 SO 4 2-,含量随龄期而降低,此时有可能产生二次石膏。低 C 3S硅酸盐水泥中钾含量高于高 C 3S硅酸盐水泥,溶于水后 K +浓度高,易达到过饱和,因此各龄期钾石膏的含量始终高于高 C 3S硅酸盐水泥钾石膏的含量,随着水化反应的进行,钾石膏至少 8h 基本耗尽。硅酸盐水泥水化过程的表征?钙矾石含量随龄期的变化低C 3S硅酸盐水泥钙矾石含量在 6h之前随龄期而增加, 6h含量为 % ,随后略有降低。高 C 3S硅酸盐水泥钙矾石含量在 7h之前随龄期而增加, 7h含量为 % ,随后含量随龄期增加而略有降低。尽管高 C 3S硅酸盐水泥中铝酸盐含量低于低C 3S硅酸盐水泥,但硫酸盐含量较高,因此各龄期所生成的钙矾石含量始终高于低 C 3S硅酸盐水泥。钙矾石含量在 6-7 小时后的小幅下降可能是由于单硫型水化硫铝酸钙的生成。从图中可见,无论低 C 3S硅酸盐水泥还是高 C 3S硅酸盐水泥, 二水石膏含量大幅降低的时候也是钙矾石大量生成的时候。