水泥的水化和硬化解析.ppt

水泥的水化和硬化解析
反响速度序列：
⑴ 半水石膏CaSO42O和游离氧化钙f-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
水泥颗粒的构造
水泥熟料颗粒细观形貌
水泥熟料矿物微观构造
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响、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
①
②
③
水化速度快
④
长纤维状
短纤维状
六方板结晶
缓凝机理：
同上
针状结晶
立方板状结晶
〔1〕水 化
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
，这一反响导致水泥浆闪凝或假凝，必须防止！
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。但与快凝又不一样。假凝放热量很小，而且经剧烈搅拌后，浆体又重新恢复塑性，并到达正常凝结，对强度没有不利影响，但增大了施工难度。
防止闪凝的有效途径——参加石膏CaSO42H2O
这就是硅酸盐水泥生产中，必须参加石膏与水泥熟料一起粉磨的根本原因！
这一创造是硅酸盐水泥开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迅速反响生成Ca(OH)2。石膏和C3A反响生成钙矾石晶体。
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以后直到水化完毕。所有水化产物生成，数量不断增加，构造更加致密，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一样。
〔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响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.