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水泥底子常识

  水泥基础知识._生产/经营管理_经管营销_专业资料。水泥加水拌合后成为既有可塑性又有流动性的水泥浆,同时产生水化,随着 水化反应的进行,逐渐失去流动能力到达“初凝”。待完全失去可塑性,开始产 生结构强度时,即为“终凝”。随着水化,凝结的继续,浆体逐渐转

  水泥加水拌合后成为既有可塑性又有流动性的水泥浆,同时产生水化,随着 水化反应的进行,逐渐失去流动能力到达“初凝”。待完全失去可塑性,开始产 生结构强度时,即为“终凝”。随着水化,凝结的继续,浆体逐渐转变为具有一 定强度的坚硬固体水泥石,即为硬化。可见,水化是水泥产生凝结硬化的前提, 而凝结硬化则是水泥水化的结果。 水泥与水拌合后,其颗粒表面的熟料矿物立即与水发生化学反应,各组分开始溶解, 形成水化物,放出一定热量,固相体积逐渐增加。水泥是多矿物的集合体,各矿物的水化会 互相影响。 水泥水化是指水泥与水所起的化合作用,即水泥从无水状态转变到含结合水状态的反应 过程,包含水解和水合。 水泥水化过程,分为化学反应和物理化学反应。 水泥拌合水后,四种主要熟料矿物与水反应。分述如下: ①硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H 凝胶)和氢氧化钙。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 C3S+H→C-S-H+CH ②硅酸二钙的水化 β-C2S 的水化与 C3S 相似,只不过水化速度慢而已。 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 C2S+H→C-S-H+CH 所形成的水化硅酸钙在 C/S 和形貌方面与 C3S 水化生成的都无大区别,故也称为 C-S-H 凝胶。但 CH 生成量比 C3S 的少,结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 C3A +H→C3AH6(水化铝酸三钙) 铝酸三钙的水化迅速,放热快,其水化产物组成和结构受液相 CaO 浓度和温度的影响 很大,先生成介稳状态的水化铝酸钙,最终转化为水石榴石(C3AH6)。 在有石膏的情况下,C3A 水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水 化硫铝酸钙,简称钙矾石,常用 AFt 表示。若石膏在 C3A 完全水化前耗尽,则钙矾石与 C3A 作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 C4AF+H→C3AH6+CFH(水化铁酸一钙) 水泥熟料中铁相固溶体可用 C4AF 作为代表。它的水化速率比 C3A 略慢,水化热较低, 即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与 C3A 很相似。 总结: (1)在四种熟料矿物中,C3A 水化速率最快,C3S 和 C4AF 水化也很快,而 C2S 最慢。 (2)硅酸三钙或硅酸二钙水化生成水化硅酸钙(C-S-H)和氢氧化钙(CH)。C-S-H 不溶于水,并立即以胶体微粒析出,逐渐凝聚成为 C-S-H 凝胶。CH 在溶液中的浓度很快达 到过饱和,呈六方板状晶体析出。 (3)水化铝酸钙为立方晶体,在氢氧化钙饱和溶液中,其一部分还能与氢氧化钙进一 步反应,生成六方晶体的水化铝酸四钙。因水泥中渗有少量石膏,故生成的水化铝酸钙会与 石膏反应,生成高硫型水化硫铝酸钙(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)针状晶体,其矿 物名称为钙矾石,简称 AFt。当石膏完全消耗后,一部分将转变为单硫型水化硫铝酸钙晶体, 简称 AFm。通常,AFt 在水泥加水后的 24h 内大量生产,随后逐渐转变成 AFm。 (4)如果忽略一些次要的和少量的成分,则硅酸盐水泥与水作用后,生成的主要水化 产物为:水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶,氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完 全水化的水泥石中,水化硅酸钙约占 70%,氢氧化钙约占 20%,钙矾石和单硫型水化硫铝 酸钙约占 7%。硅酸盐水泥水化反应为放热反应,其放出的热量成为水化热。 将经过 105℃干燥处理的粉末试样用光电天平称取 1g 左右(精确至 0.0001g),质量记 m105℃,装入坩埚(容量 15mL,经 900℃灼烧至恒定质量,并记录了质量),放入马弗 炉中升温至 900℃,恒温 30min,然后取出放入干燥器中冷却称量;再放入马弗炉中在 900℃下灼烧 15min 随即冷却称量;如此反复,每次恒温灼烧 15min,直到前后两次质量差 小于 0.0005g,测量结束。最后一次试样的质量记为 m900℃。每个试样至少做两次平行试 验,烧失量取其算术平均值。 本研究中烧失量的计算是基于质量 m105℃的,即 LOI = (m105℃- m900℃)/ m105℃。 由于原材料高温灼烧时也有质量损失,所以水化浆体的烧失量还要扣除原胶凝材 料的烧失量,修正后的结果才是非蒸发水含量。如果质量 m105℃的浆体试样中非 蒸发水质量为 mn ,胶凝材料质量为 c,胶凝材料的烧失量为 Lc,则 m105℃= mn +c, m900℃=c(1-Lc)。 由于 LOI=( m105?c ? m900?c )/ m105?c ,所以 mn ? LOI ? Lc 1? LOI c 则非蒸发水的含量Wa ? mn m105?c ? LOI ? Lc 1? Lc

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