华南理工大学水泥工艺学第7章

1、第七章第七章 硅酸盐水泥的水化硬化硅酸盐水泥的水化硬化 水泥用适量的水拌合后，便形成能粘结砂石集料的可塑性浆体，水泥用适量的水拌合后，便形成能粘结砂石集料的可塑性浆体， 随后通过凝结硬化逐渐变成具有强度的石状体。同时，还伴随随后通过凝结硬化逐渐变成具有强度的石状体。同时，还伴随 着水化放热和体积变化。这说明产生了复杂的物理化学变化。着水化放热和体积变化。这说明产生了复杂的物理化学变化。 由于水泥熟料是多矿物的聚集体，与水的相互作用比较复杂，由于水泥熟料是多矿物的聚集体，与水的相互作用比较复杂， 通常先分别研究各水泥单矿物的水化反应，然后再研究硅酸盐通常先分别研究各水泥单矿物的水化反应，然后再研

2、究硅酸盐 水泥总的水化硬化过程。水泥总的水化硬化过程。 第一节第一节 熟料矿物的水化熟料矿物的水化 一、硅酸三钙的水化一、硅酸三钙的水化 C C3 3S S占水泥熟料含量的占水泥熟料含量的5050左右，水泥浆体的性能很大程度上左右，水泥浆体的性能很大程度上 取决于它的水化、产物及所形成的结构。取决于它的水化、产物及所形成的结构。 C3S的水化反应为： 的水化反应为： C 3 S+H 2 O=C-S-H+CH 水化硅酸钙水化硅酸钙 (C-S-H 凝胶凝胶) 氢氧化钙氢氧化钙 C C3 3S S水化放热速率和水化放热速率和CaCa2+ 2+浓度变化曲线 浓度变化曲线 1、 、C3S的水化过程的水化

3、过程 水化区间水化区间 诱导前期诱导前期 (15 分钟以分钟以 内内) 水化放热速率水化放热速率 Ca2 浓度 浓度 诱导期诱导期 (1 4小时小时) 加速期加速期 (48 小时小时) 早早 期期 反应缓慢，放热速率很小，反应缓慢，放热速率很小， Ca2 浓度持续增长并超过饱 浓度持续增长并超过饱 水泥浆体保持塑性，诱导期水泥浆体保持塑性，诱导期和浓度，在诱导期结束时达和浓度，在诱导期结束时达 结束相当于初凝时间结束相当于初凝时间 到最大到最大 发生急剧反应，放热迅速，发生急剧反应，放热迅速， Ca2 、OH-从从C3S表面释放，表面释放， 形成第一放热峰，而后放热形成第一放热峰，而后放热浓度

4、急剧增大，浓度急剧增大，pH值几分钟值几分钟 速率下降速率下降 就超过就超过12，而后浓度增长减慢，而后浓度增长减慢 减速期减速期 (1224 小时小时) 稳定期稳定期 中中 期期 反应重新加快，放热速率随反应重新加快，放热速率随随反应进行随反应进行Ca 2 浓度下降， 浓度下降， 时间增长，出现第二放热峰，时间增长，出现第二放热峰，但始终超过饱和浓度但始终超过饱和浓度 在达到峰顶时本阶段结束，在达到峰顶时本阶段结束， 终凝已过，开始硬化终凝已过，开始硬化 反应速率下降，放热速率由反应速率下降，放热速率由 Ca2 浓度继续下降 浓度继续下降 第二放热峰顶下降，水化逐第二放热峰顶下降，水化逐 渐

5、受扩散速率控制渐受扩散速率控制 后后反应速率很低，基本稳定，反应速率很低，基本稳定， Ca2 浓度趋近饱和浓度 浓度趋近饱和浓度 期期 完全受扩散控制完全受扩散控制 2、 、C3S的水化机理的水化机理 （1 1）早期水化）早期水化 保护膜理论（一致溶理论）：保护膜理论（一致溶理论）：假设假设C3S在水中是一致溶解的，最初生成在水中是一致溶解的，最初生成 的第一水化产物（的第一水化产物（C/S3）很快在）很快在C3S周围形成致密保护膜层，阻碍其周围形成致密保护膜层，阻碍其 进一步水化，使放热变慢，向液相溶出进一步水化，使放热变慢，向液相溶出Ca2 的速率也降低 的速率也降低(Ca 2 浓度增 浓

6、度增 长下降长下降) ，导致诱导期开始。，导致诱导期开始。 当第一水化产物转变为第二水化产物当第一水化产物转变为第二水化产物(C/S0.81.5)时，第二水化产物时，第二水化产物 较易使离子通过，较多的较易使离子通过，较多的Ca2 和 和OH - 进入液相达到过饱和，水化重新加进入液相达到过饱和，水化重新加 速并加快放热，诱导期结束。速并加快放热，诱导期结束。 晶核形成延缓理论（不一致溶理论）：晶核形成延缓理论（不一致溶理论）： C 3 S最初不一致溶，主要是 最初不一致溶，主要是Ca2 和和OH-溶出，液相中溶出，液相中C/S3， C 3 S表面变为缺钙的 表面变为缺钙的“富硅层富硅层”。

7、Ca 2 吸附 吸附 到富硅的表面，使其带上正电荷，形成双电层，因而到富硅的表面，使其带上正电荷，形成双电层，因而C3S溶出溶出Ca2 的速 的速 度减慢，导致诱导期的产生。度减慢，导致诱导期的产生。 一直到液相中的一直到液相中的Ca2 和 和OH-缓慢增长，达到足够的过饱和度，才形成稳缓慢增长，达到足够的过饱和度，才形成稳 定的定的Ca(OH) 2 晶核。当生长到相当尺寸且数量又足够多时，液相的晶核。当生长到相当尺寸且数量又足够多时，液相的Ca 2 和和OH-就迅速沉析出晶体，促使就迅速沉析出晶体，促使C3S加快溶解，水化重又加速。加快溶解，水化重又加速。 活化粉煤灰用作水泥促凝剂的研究活化

8、粉煤灰用作水泥促凝剂的研究 解决掺氟硫复合矿化剂水泥出现缓凝的问题解决掺氟硫复合矿化剂水泥出现缓凝的问题 水泥主要是含氟水泥主要是含氟A A矿缓凝的原因矿缓凝的原因 含氟含氟A A矿水化活性高，水化速率快，为何缓凝？矿水化活性高，水化速率快，为何缓凝？ 水化产物水化产物C-S-HC-S-H和和Ca(OH)Ca(OH)2 2形成速率快，但长大速率慢，不足形成速率快，但长大速率慢，不足 以相互搭接形成凝聚结构。以相互搭接形成凝聚结构。 加速凝结的启示：加速凝结的启示： 出窑熟料凝结时间长，加矿渣共同粉磨制成水泥后，凝结时出窑熟料凝结时间长，加矿渣共同粉磨制成水泥后，凝结时 间缩短，为什么？间缩短，

9、为什么？ 矿渣具有潜在水硬性，本身含有部分熟料矿物组成，经水淬矿渣具有潜在水硬性，本身含有部分熟料矿物组成，经水淬 时与水反应，生成了部分水化产物，它们作为时与水反应，生成了部分水化产物，它们作为“晶种晶种”，加，加 速了水泥水化时生成的水化产物以它们为晶核而长大。速了水泥水化时生成的水化产物以它们为晶核而长大。 研究目标：研究目标： 活化粉煤灰，使其生成部分水化产物，加速缓凝水泥的凝结。活化粉煤灰，使其生成部分水化产物，加速缓凝水泥的凝结。 如何活化粉煤灰：如何活化粉煤灰： 粉煤灰化学成分：粉煤灰化学成分：SiO 2、 、Al2O3，而形成胶凝材料：需要，而形成胶凝材料：需要 CaO 粉煤灰

10、玻璃体表面致密，硅氧四面体结构稳定，火山灰活性粉煤灰玻璃体表面致密，硅氧四面体结构稳定，火山灰活性 低，需要高碱度破坏其结构低，需要高碱度破坏其结构 加加Ca(OH) 2及强碱溶液 及强碱溶液 （2 2）中期水化）中期水化 诱导期结束，诱导期结束，C C3 3S S水化加速，伴随水化加速，伴随Ca(OH)Ca(OH)2 2及及C-S-HC-S-H的形成和长大，液相中的形成和长大，液相中 Ca(OH)Ca(OH)2 2和和C-S-HC-S-H的过饱和度降低，又会相应地使它们的生长速度逐渐变的过饱和度降低，又会相应地使它们的生长速度逐渐变 慢。随着水化产物在颗粒周围的形成，慢。随着水化产物在颗粒周

11、围的形成， C C3 3S S的水化也受到阻碍。因此，的水化也受到阻碍。因此， 水化加速过程之间转入减速阶段。水化加速过程之间转入减速阶段。 最初产物最初产物外部产物：生长在颗粒原始周界以外由水所填充的空间外部产物：生长在颗粒原始周界以外由水所填充的空间 后期产物后期产物内部产物：生长在颗粒原始周界以内的区域。内部产物：生长在颗粒原始周界以内的区域。 （3 3）后期水化）后期水化 局部化学反应局部化学反应 反应界面区逐渐向颗粒内部推进，水离解的反应界面区逐渐向颗粒内部推进，水离解的H H+ +在内部产物中向内转移，在内部产物中向内转移， 一直到达未反应的一直到达未反应的C C3 3S S并与之

12、作用，而界面区内部的并与之作用，而界面区内部的CaCa2+ 2+和 和SiSi4+ 4+则通过 则通过 内部产物向外迁移，在界面区原子重新组排，使内部产物向外迁移，在界面区原子重新组排，使C C3 3S S转化成内部转化成内部C-S-HC-S-H。 二、硅酸二钙的水化二、硅酸二钙的水化 C C2 2S S的水化与的水化与C C3 3S S相似，但水化速度很慢。相似，但水化速度很慢。 C C2 2S S的水化反应为：的水化反应为： C C2 2S+HS+H2 2O=C-S-H+CH O=C-S-H+CH 三、铝酸三钙的水化三、铝酸三钙的水化 量少，但量少，但 粗大些粗大些 C C3 3A A水化

13、迅速，生成各种不同的水化产物，水化产物的组成、水化迅速，生成各种不同的水化产物，水化产物的组成、 结构受溶液中结构受溶液中CaOCaO、AlAl2 2O O3 3离子浓度、温度和石膏量的影响。离子浓度、温度和石膏量的影响。 （1 1）无石膏时）无石膏时 常温下常温下 水分充足水分充足 水分少时水分少时 2C 3 A + 27H = C4AH 19 + C 2 AH 8 C4A H 19 = C4AH 13 + 6H 介稳态产物转化介稳态产物转化 C4 AH 13 + C 2 AH 8 = 2C 3 AH 6 +9H 六方片状六方片状 立方状立方状,强度下降强度下降 液相液相CaOCaO浓度达到

14、饱和浓度达到饱和 C3A + CH + 12H = C4AH 13 该反应在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生，且常温下该反应在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生，且常温下C4AH13在在 碱性介质中稳定存在，其数量迅速增多，就足以碱性介质中稳定存在，其数量迅速增多，就足以阻碍粒子的相对移动阻碍粒子的相对移动， 是浆体产生瞬时凝结的主要原因。所以，掺加石膏调节凝结时间。是浆体产生瞬时凝结的主要原因。所以，掺加石膏调节凝结时间。 温度较高温度较高(35(35以上以上) ) C3A + 6H = C3AH 6 凝结机理：凝结机理：水化产物长大、增多水化产物长大、增多 各种颗粒初步联结各种颗粒初步联

15、结 成网，形成凝聚结构成网，形成凝聚结构 水泥浆体开始凝结水泥浆体开始凝结 （2 2）有石膏时）有石膏时 C3A + CH + 12H = C4AH 13 C4AH 13 + 3CSH 2 + 14H = C 3 A 3CS H 32 + 三硫型水化硫铝酸钙三硫型水化硫铝酸钙, ,钙矾石钙矾石,AFt,AFt相相, , 针、杆、柱状晶体针、杆、柱状晶体, ,对强度有利对强度有利 CH 钙矾石在水泥颗粒表面形成保护薄膜，钙矾石在水泥颗粒表面形成保护薄膜，阻滞水分子以及离子的扩散阻滞水分子以及离子的扩散， 从而延缓水泥颗粒特别是从而延缓水泥颗粒特别是C3A的水化。当钙矾石结晶压力达到一定数的水化。

16、当钙矾石结晶压力达到一定数 值时，就将薄膜局部胀裂，水化继续进行。值时，就将薄膜局部胀裂，水化继续进行。 石膏掺量不足时石膏掺量不足时 2C 4 AH 13 + C 3 A H 32 = 3(C 3 A H 12 ) + 2CH + 20H 3CS CS 单硫型水化硫铝酸钙单硫型水化硫铝酸钙,AFm,AFm相相, ,片状晶体片状晶体 四、铁相的水化四、铁相的水化 C C4 4AFAF的水化速率比的水化速率比C C3 3A A略慢，水化热较低，其水化反应及其略慢，水化热较低，其水化反应及其 产物与产物与C C3 3A A极为相似。极为相似。 FeFe2 2O O3 3基本上起着与基本上起着与Al

17、Al2 2O O3 3相同的作用，在水化产物中铁置换相同的作用，在水化产物中铁置换 部分铝，形成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙的固溶体，或部分铝，形成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙的固溶体，或 水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。 如：如： C3A + CH + 12H = C4AH 13 C4AF + 4CH + 22H = 2C 4 (A 、F)H13 第二节第二节 硅酸盐水泥的水化硅酸盐水泥的水化 水泥与水拌合后，立即发生化学反应，在很短的瞬间不再是水泥与水拌合后，立即发生化学反应，在很短的瞬间不再是 纯水，而是含有各种离子的溶液。纯水，而是含有各种离子的溶液。 C

18、C3 3S S、C C2 2S CaS Ca2+ 2+、 、OHOH- - C C3 3A CaA Ca2+ 2+、 、Al(OH)Al(OH)4 4- - 石膏石膏 Ca Ca2+ 2+、 、SOSO4 42- 2- 碱的硫酸盐碱的硫酸盐 K K+ +、NaNa+ +、SOSO4 42- 2- 水化是在含碱的水化是在含碱的Ca(OH) 2 、CaSO 4 的饱和溶液中进行。的饱和溶液中进行。 SOSO4 42- 2- AFt AFt、AFm AFm CaCa2+ 2+ 在碱存在下，溶解度很小，形成在碱存在下，溶解度很小，形成Ca(OH)Ca(OH)2 2晶体。晶体。 OHOH- -浓度越高，

19、浓度越高， Ca Ca2+ 2+浓度越低。 浓度越低。 所以，液相最后成为所以，液相最后成为K K+ +、NaNa+ +和和OHOH- -离子为主的溶液。离子为主的溶液。 硅酸盐水泥的水化过程硅酸盐水泥的水化过程 50 70 20 20 8 15 7 2 2 其它其它 其它其它 3 水化前后固相及其体积变化水化前后固相及其体积变化 按水化放热曲线，把硅酸盐水泥的水化过程划分为三阶段按水化放热曲线，把硅酸盐水泥的水化过程划分为三阶段 1.1.钙矾石形成期：钙矾石形成期：C C3 3A A率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石，率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石， 是导致第一放热峰的主

20、要原因。是导致第一放热峰的主要原因。 2.C2.C3 3S S水化期：水化期：C C3 3S S开始迅速水化，生成开始迅速水化，生成Ca(OH)Ca(OH)2 2和和C-S-HC-S-H，大量放热，形，大量放热，形 成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上出现一个成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上出现一个“峰肩峰肩”， 一般认为是一般认为是AFtAFt转化成转化成AFmAFm而引起的。而引起的。 C C2 2S S和铁相亦不同程度参予了这两个阶段的反应，生成相应的水化产物。和铁相亦不同程度参予了这两个阶段的反应，生成相应的水化产物。 3.3.结构形成和发展期：放热速率很低

21、，趋于稳定。随着各种水化产物的结构形成和发展期：放热速率很低，趋于稳定。随着各种水化产物的 增多，填入原先由水占据的空间，再逐渐连接，相互交织，发展成硬化增多，填入原先由水占据的空间，再逐渐连接，相互交织，发展成硬化 的浆体结构。的浆体结构。 硅酸盐水泥的水化放热曲线硅酸盐水泥的水化放热曲线 第三节第三节 水化速率水化速率 一、概念一、概念 水化速率是指单位时间内的水化程度或水化深度。水化速率是指单位时间内的水化程度或水化深度。 水化程度：在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值。水化程度：在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值。 水化深度：在一定时间内已水化层的厚度。水化深度：

22、在一定时间内已水化层的厚度。 水化速率的大小影响水泥的凝结硬化性能。水化速率的大小影响水泥的凝结硬化性能。 二、测定水化速率的方法二、测定水化速率的方法 （1 1）直接法：岩相分析、）直接法：岩相分析、x x射线分析、热分析，定量测定已水化射线分析、热分析，定量测定已水化 和未水化部分的数量。较为复杂。和未水化部分的数量。较为复杂。 （2 2）间接法：测定结合水、水化热、）间接法：测定结合水、水化热、Ca(OH)Ca(OH)2 2生成量。较为简单。生成量。较为简单。 三、影响水化速率的因素三、影响水化速率的因素 （1 1）熟料矿物的组成和性质）熟料矿物的组成和性质 水化速率大小：水化速率大小：

23、C C3 3A A C C4 4AF AF C C3 3S S C C2 2S S B B矿有四种不同晶型，对水化速率影响很大，矿有四种不同晶型，对水化速率影响很大， C C2 2S S水化快，水化快， C C2 2S S水化慢。水化慢。 熟料矿物晶体中含有杂质、晶格缺陷、晶格畸变，水化速率快。熟料矿物晶体中含有杂质、晶格缺陷、晶格畸变，水化速率快。 熟料矿物为固溶状态，如：熟料矿物为固溶状态，如：F F固溶在固溶在A A矿，水化活性高，水化速率快。矿，水化活性高，水化速率快。 （2 2）细度）细度 颗粒越细，与水的接触面积越大，水化速率快。颗粒越细，与水的接触面积越大，水化速率快。 颗粒越细

24、，晶体缺陷越多，表面自由能高且不均匀，水化活性高，水化速率快。颗粒越细，晶体缺陷越多，表面自由能高且不均匀，水化活性高，水化速率快。 （3 3）水灰比）水灰比 加水量不仅要满足水化反应的需要，而且还要使加水量不仅要满足水化反应的需要，而且还要使C-S-HC-S-H凝胶内凝胶内 部的胶孔填满。部分进入胶孔的水不易脱出用于下一步的水化，部的胶孔填满。部分进入胶孔的水不易脱出用于下一步的水化， 为了达到充分水化的目的，拌合水量为化学反应所需水量的一为了达到充分水化的目的，拌合水量为化学反应所需水量的一 倍左右。倍左右。W/C=0.44W/C=0.440.5 0.5 W/CW/C0.250.251.0

25、1.0，对早期水化速率无明显影响。，对早期水化速率无明显影响。 对后期水化，对后期水化，W/CW/C大些好：水泥颗粒高度分散，水泥与水接触面积大，水化速大些好：水泥颗粒高度分散，水泥与水接触面积大，水化速 率快；水化产物有足够的空间容纳。率快；水化产物有足够的空间容纳。 （4 4）温度）温度 温度升高，水化速率快，对早期水化影响更大。温度升高，水化速率快，对早期水化影响更大。 （5 5）外加剂）外加剂 促凝剂：促凝剂：CaClCaCl2 2 促硬剂：促硬剂：NaNa2 2SOSO4 4 缓凝剂：石膏缓凝剂：石膏 第四节第四节 硬化水泥浆体硬化水泥浆体 凝结：塑性浆体失去流动性和可塑性凝结：塑性

26、浆体失去流动性和可塑性 水泥水化水泥水化 硬化：建立具有一定机械强度的结构硬化：建立具有一定机械强度的结构 硬化之后还在继续水化硬化之后还在继续水化 硬化水泥浆体：水泥加水发生水化反应后，变成具有一定强度硬化水泥浆体：水泥加水发生水化反应后，变成具有一定强度 的固体，叫硬化水泥浆体。由于外观和一些性能与天然石材相的固体，叫硬化水泥浆体。由于外观和一些性能与天然石材相 似，又称之为水泥石。似，又称之为水泥石。 水化产物和残存熟料固相水化产物和残存熟料固相 非均质的多相体系非均质的多相体系 孔隙中的水液相孔隙中的水液相 孔隙中的空气气相孔隙中的空气气相 三相多孔体三相多孔体 一、水泥硬化机理一、水

27、泥硬化机理 硬化机理硬化机理 结晶理论结晶理论 产生凝结硬化的原因产生凝结硬化的原因 水化反应生成晶体水化反应生成晶体 相互交叉联结相互交叉联结 水化硬化过程水化硬化过程 溶解沉淀过程：熟料溶解沉淀过程：熟料 矿物溶解于水，与水发矿物溶解于水，与水发 生水化反应，产物溶解生水化反应，产物溶解 度更小，结晶沉淀。度更小，结晶沉淀。 局部化学反应：熟料矿局部化学反应：熟料矿 物不溶于水，固体直接物不溶于水，固体直接 与水反应，通过水的扩与水反应，通过水的扩 散，反应界面由颗粒表散，反应界面由颗粒表 面向内延伸。面向内延伸。 溶解胶化结晶过程：溶解胶化结晶过程： 生成溶胶凝胶晶体生成溶胶凝胶晶体 液

28、相中反应局部化学液相中反应局部化学 反应：化学反应控制反应：化学反应控制 扩散控制扩散控制 胶体理论胶体理论 水化反应生成大量胶体，水化反应生成大量胶体， 由于干燥或继续水化由于干燥或继续水化 “内吸内吸”作用失水，胶作用失水，胶 体凝聚成刚性凝胶而硬体凝聚成刚性凝胶而硬 化化 凝结是由胶体形成凝聚凝结是由胶体形成凝聚 结构，硬化是晶体结构结构，硬化是晶体结构 的发展的发展 水化反应生成胶体和晶水化反应生成胶体和晶 体，它们共同作用，相体，它们共同作用，相 互交叉联结互交叉联结 三阶段理论三阶段理论 比较统一的意见比较统一的意见 硬化水泥浆体形成的原因硬化水泥浆体形成的原因 水化产物水化产物

29、胶体胶体 C-S-H 凝胶凝胶 晶体晶体 CH、 、AFt、 AFm等 等 水泥石具有强度的原因水泥石具有强度的原因 结构形成结构形成 箔片状、纤维状，具有巨箔片状、纤维状，具有巨 大的表面能，交叉攀附大的表面能，交叉攀附 六方板状、针棒状，相互六方板状、针棒状，相互 搭接搭接 内部键型内部键型 产物之间键型产物之间键型 原子价键、原子价键、 氢键氢键 离子键离子键 范德华力范德华力 范德华力范德华力 构成三度空间牢固结合、密实的整体构成三度空间牢固结合、密实的整体 二、硬化水泥浆体结构二、硬化水泥浆体结构 物质物质 1.C-S-H 组成组成 组成不定，组成不定， C/S 2，在，在 1.4

30、1.6左右左右 结构结构 结晶度极差结晶度极差 (纳米级 纳米级)有序：层有序：层近程近程 状结构；状结构； 远程无序胶体，取决水远程无序胶体，取决水 化龄期，初期溶胶，中化龄期，初期溶胶，中 后期凝胶后期凝胶 形貌形貌 取决水化龄期与生长取决水化龄期与生长 空间有关：水化龄期长，空间有关：水化龄期长， 尺寸越小，尺寸越小，20.1m m 初期：纤维状初期：纤维状 早期：网络状早期：网络状 中期：等大粒子、球状中期：等大粒子、球状 后期：内部产物后期：内部产物 2.Ca(OH) 2 组成固定，纯组成固定，纯三方晶系层状结构三方晶系层状结构 度高，结晶好度高，结晶好 层内：离子键，结合强层内：离

31、子键，结合强 层间：范德华力，结合层间：范德华力，结合 弱，受力时的薄弱环节，弱，受力时的薄弱环节， 沿层间产生裂缝沿层间产生裂缝 六方板状，几十微米，六方板状，几十微米， 尺寸取决液相中尺寸取决液相中Ca2+离离 子浓度增长的速度：越子浓度增长的速度：越 快，尺寸越小，强度越快，尺寸越小，强度越 高高 物质物质 3.AFt 组成组成 Ca 3 (Al,Fe)(OH) 612H2 O 2X3yH2 OX二价 二价,SO 4 、CO3、Cl2、(OH) 2 C3A 3CaX mH 2 O m=30 32 Ca 2 (Al,Fe)(OH) 6 XyH 2 O C3A CaY nH 2 O n=10

32、 12 X一价， 一价，Y二价二价 结构结构 形貌形貌 三方晶系三方晶系针棒状、杆状、针棒状、杆状、 柱状结构柱状结构 柱状、空心管状柱状、空心管状 4.AFm 三方晶系三方晶系 层状结构层状结构 六方板状六方板状 与与AFtAFt相比，相比，AFmAFm中的结构水少，其密度更大。当中的结构水少，其密度更大。当AFmAFm接触到各种来源的接触到各种来源的 SOSO4 42- 2-离子而转变成 离子而转变成AFtAFt时，结构水增加，密度减小，从而产生相当的体时，结构水增加，密度减小，从而产生相当的体 积膨胀，是引起硬化水泥浆体体积变化的一个主要原因。积膨胀，是引起硬化水泥浆体体积变化的一个主要

33、原因。 影响影响C-S-HC-S-H凝胶凝胶C/SC/S的因素：的因素： （1 1）液相中）液相中Ca(OH)Ca(OH)2 2浓度越大，浓度越大，C/SC/S越大；越大； （2 2）水灰比越大，液相越多，）水灰比越大，液相越多，C/SC/S越小；越小； （3 3）水化龄期越长，）水化龄期越长，C/SC/S越小，高越小，高C/SC/S比的比的C-S-HC-S-H凝胶离解为低凝胶离解为低C/SC/S比的。比的。 C-S-HC-S-H的结构：的结构： CaOCaO为平面层状或曲面结构；为平面层状或曲面结构； SiOSiO2 2为链状结构，结构中桥氧的断裂，使聚合度低为链状结构，结构中桥氧的断裂，使

34、聚合度低(n=2(n=2、5 5、8 8、1111，50%50%以以 上聚合度为上聚合度为2) 2) 结晶度低，组成不定结晶度低，组成不定 纳米级纳米级C-S-HC-S-H的强度不高（纳米材料强度应的强度不高（纳米材料强度应 很高）很高） 如何提高如何提高C-S-HC-S-H的强度？的强度？ 课题：纳米有机硅课题：纳米有机硅C-S-HC-S-H复合复合 由高压透射电镜观测潮湿浆体，由高压透射电镜观测潮湿浆体，C-S-HC-S-H本来均为箔片状，在形本来均为箔片状，在形 成以后经受干燥或者断裂等过程，导致卷拢、起皱、碎裂而成以后经受干燥或者断裂等过程，导致卷拢、起皱、碎裂而 成各种形貌。成各种形貌。 5.5.水及其存在形式水及其存在形式 （1 1）按与固相组成的作用）按与固相组成的作用 自由水自由水 (游离水 游离水) 毛细孔水毛细孔水 存在于粗大孔隙中，与一般水性质相同存在于粗大孔隙中，与一般水性质相同 数量取决于毛细孔的数数量取决于毛细孔的数 量，以中性水分子存在量，以中性水分子存在 数量大体上正比于凝胶体的数量大体上正