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《CS水化特性》PPT课件
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《CS水化特性》PPT课件
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
需要掌握的知识
1、C3S、C2S与C3A的水化产物及特性；
2、C3S、C2S与C3A水化特性的区别；
3、C3S的水化过程。
AFm：六方薄板状或不规则花瓣状
AFm
√
AFm
AFm
1、 水化速度
C3A＞C4AF＞C3S＞C2S
(24h：大约有65%的C3A水化，C3S水化50%左右)
二、C3S、C2S与C3A水化的比较
2、 放热量
C3A＞C3S＞C4AF＞C2S(特别是早期)
思考题：如何设计低水化热硅酸盐水泥？？？？？
大体积混凝土
冰
3、 抗压强度
C3S＞C2S＞C3A＞C4AF
在水泥混凝土中作用：
C3S早期强度来源；
C2S后期强度来源。
4、 耐化学侵蚀性
C4AF＞C2S＞C3S＞C3A
5、 体积收缩
C3A＞C3S＞C4AF＞C2S
需要掌握的知识
1、 C3S、C2S与C3A的水化产物及特性；
2、C3S、C2S与C3A水化特性的区别；
3、C3S的水化过程。
√
硅酸盐水泥的矿物组成中，C3S的质量分数占50-70%，是水泥的主要矿物，研究C3S的水化，可以模拟或指导水泥的水化。这也是科学研究中常用的研究方法（层析法）。
水泥化学家把C3S水化模型作为水泥水化的模型。
利用量热计来测量C3S加水后的水化放热反应
用分析化学方法测定C3S浆体中液相内的[Ca2+]的浓度和pH值
用电子显微镜观察水化产物的生成形态
三、C3S的水化过程
1、研究方法
2、C3S的水化过程
诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，。
诱导期：反应速率极其缓慢，持续2~4h（水泥浆体保持塑性）。初凝时间基本相当于诱导期的结束。
加速期：反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热峰。在达到峰顶时本阶段即告结束（4~8h），此时终凝时间已过，水泥石开始硬化。
减速期：水化衰减期，反应速率随时间下降的阶段（12~24h），水化作用逐