土木工程材料水泥生产和水化

水硬性胶凝材料按化学成分:硅酸盐水泥,铝酸盐水泥,硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥(三系)按用途分:硅酸盐水泥通用水泥专用水泥特性水泥

§3-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥一.硅酸盐水泥的生产石灰石粘土生料熟料水泥铁矿石石膏磨细煅烧1450°C磨细调节凝结时间2生产工艺:二磨一烧回转窑加热窑灰生料温度3二.定义硅酸盐水泥:熟料+石膏+(0%--5%)石灰石或高炉矿渣I型,P.III型,P.II6%-15%混合材活性非活性(不超过10%)窑灰(不超过5%)普通水泥4三.硅酸盐水泥的矿物组成主要矿物硅酸三钙3CaO·SiO2C3S36%--60%硅酸二钙2CaO·SiO2C2S15%--17%铝酸三钙3CaO·Al2O3C3A5%--15%铁铝酸四钙4CaO·Al2O3·Fe2O3C4AF10%--18%5次要矿物游离氧化钙f-CaO游离氧化镁f-MgO含碱矿物及玻璃体K2O,Na2O6四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化（一）水化C3SC2SC3AC4AF+H2O放热C3S2H3+Ca（OH）2（3CaO·2SiO·3H2O）C3S2H3+Ca（OH）2C3AH6CFH+C3AH63CaO

·Al2O3

·3CaSO4·31H2O（高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石））（1.5倍体积膨胀,针状晶体,水泥杆菌)石膏消耗完+CaSO43CaO

·Al2O3

·CaSO4·12H2O低硫型水化硫铝酸钙78探究式学习:

1.水泥水化产物显微结构分析显微结构分析手段X-ray方法透射式电子显微镜扫描电子显微镜参考文献:《建筑材料物相研究基础》9C—S—HC—S—H并不是完全无定形物质，而是由大小为0.1μm到1μm的细微晶粒组成的近程有序远程无序凝胶。在水泥刚开始水化的几个小时之内，由于以无定形为主，水化物形貌不易分辨；在龄期很长的成熟水泥浆体中，则由于结构致密，往往也不易分辨明显的水化物形态。在标准条件下养护三天以上时，就很容易看到各种形态的C—S—H。S.Daimond显微镜观察，把C—S—H分成四个类型，即Ⅰ、

Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型Ⅰ型C—S—H为纤维状凝胶粒子，表现为针状、刺状、草状、卷箔状等。早期从水泥颗粒伸展出去。长0.5—2μm，宽＜0.2μm。有的末端有分叉，但越长分叉越少。在较大水灰比的浆体中可见.Ⅱ型为网络状C—S—H，末端不分叉而搭接成三维空间网.Ⅲ型为不规则等大粒子状.Ⅳ型C—S—H为从熟料颗粒原始周界向内部生长的C—S—H

探究式学习:

1.水泥水化产物显微结构分析1011121314151617钙矾石18晶体192021铝相水化产物2223242526反应能力(水化速率)：

C3A>C4AF>C3S>C2S放热反应:水化热--3天内(大部分)(初期)

水化热大小,放热速率

C3A>C3S>C4AF>C2S

27(二)凝结硬化过程最后产物:水泥石(凝胶体,晶体),未水化颗粒内核,毛细孔(100-1000A)初期中期后期28(三)影响水泥凝结硬化的主要因素1.熟料矿物组成的影响强度龄期(d)C2SC3AC4AFC3S29(三)影响水泥凝结硬化的主要因素2.水泥细度的影响(7--200um)3.拌合加水量的影响

化学结合水约23%,水灰比water/cement强度w/c304.养护温度和湿度的影响标准养护条件20

2ºC,>90%T1T2T1>T2强度龄期315.养护龄期的影响