土木工程材料-水泥生产和水化.ppt

1、第三章 水 泥,水泥的生产和原材料 水泥的矿物组成及作用 水泥的水化产物 通用水泥的特性和应用 其它水泥的特性和应用,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,1450C,磨细,调节凝结时间,生产工艺:二磨 一烧,回转窑,加热,窑灰,生料,温度,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.I,II型,P.II,6%-15%混合材,活性 非活性(不超过1

2、0%) 窑灰(不超过5%),普通水泥,三.硅酸盐水泥的矿物组成,主要矿物 硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 36%-60% 硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 15%-17% 铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 5%-15% 铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10%-18%,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,Na2O,四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 （一）水化 C3S C2S C3A C4AF,+H2O,放热,C3S2H3+Ca（OH）2 （3CaO 2SiO 3H2O） C3S2H3+Ca（OH）2 C3AH6 CFH+

3、C3AH6,3CaO 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,+CaSO4,3CaO Al2O3 CaSO4 12H2O 低硫型水化硫铝酸钙,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,CSH CSH并不是完全无定形物质，而是由大小为0.1m到1m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

4、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CSH。 S.Daimond显微镜观察，把CSH分成四个类型，即 、 、 、 型 型CSH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0.52 m，宽 0.2 m。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. 型为网络状CSH ，末端不分叉而搭接成三维空间网. 型为不规则等大粒子状. 型CSH为从熟料颗粒原始周界向内部生长的CSH,探究式学习:1.水泥水化产物显微结构分析,钙矾石,晶体,铝相水化产物,反应能力(水化速率)： C3AC4AFC3SC2S 放热反应:水化热-3天内(大部分)(初期) 水化热大小,放热速率 C3AC3S C4AF C2S,(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,(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),C2S,C3A,C4AF,C3S,(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,4.养护温度和湿度的影响 标准养护条件202C,90%,T1,T2 T1T2,强度,龄期,5.养护龄期的影响 3-14d强