土木工程材料水泥生产和水化.pptx

水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料按化学成分按化学成分:硅酸盐水泥硅酸盐水泥,铝酸盐水泥铝酸盐水泥,硫铝酸盐水硫铝酸盐水泥铁铝酸盐水泥泥铁铝酸盐水泥(三系三系)按用途分按用途分:硅酸盐水泥硅酸盐水泥通用水泥通用水泥 专用水泥专用水泥特性水泥特性水泥 3-13-1硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥一一.硅酸盐水泥的生产硅酸盐水泥的生产石灰石石灰石粘粘 土土 生料生料 熟料熟料 水泥水泥铁矿石铁矿石 石膏石膏磨细煅烧1450C磨细调节凝结时间2n生产工艺生产工艺:二磨二磨 一烧一烧回转窑加热窑灰生料温度3二二.定义定义n硅酸盐水泥硅酸盐水泥:熟料熟料+石膏石膏+(0%-5%)石灰石或高石灰石或高炉矿渣炉矿渣I型,P.III型,P.II6%-15%混合材混合材活性活性非活性非活性(不超过不超过10%)窑灰窑灰(不超过不超过5%)普通水泥普通水泥4三三.硅酸盐水泥的矿物组成硅酸盐水泥的矿物组成n主要矿物主要矿物硅酸三钙硅酸三钙 3CaOSiO2 C3S 36%-60%硅酸二钙硅酸二钙 2CaOSiO2 C2S 15%-17%铝酸三钙铝酸三钙 3CaOAl2O3 C3A 5%-15%铁铝酸四钙铁铝酸四钙 4CaOAl2O3Fe2O3 C4AF 10%-18%5n次要矿物次要矿物游离氧化钙游离氧化钙 f-CaO 游离氧化镁游离氧化镁 f-MgO含碱矿物及玻璃体含碱矿物及玻璃体 K2O,Na2O6四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化四。硅酸盐水泥的水化与凝结硬化（一）水化（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高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石钙矾石）（）（1.5倍体积膨倍体积膨胀胀,针状晶体针状晶体,水泥杆菌水泥杆菌)石膏消耗完石膏消耗完+CaSO43CaO Al2O3 CaSO4 12H2O低硫型水化硫铝酸钙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n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n参考文献:建筑材料物相研究基础9nCSH CSH并不是完全无定形物质，而是由大小为并不是完全无定形物质，而是由大小为0.1m到到1m的细微的细微晶粒组成的近程晶粒组成的近程 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，把显微镜观察，把CSH分成四个类型，即分成四个类型，即、型型型型CSH为纤维状凝胶为纤维状凝胶 粒子，表现为针状、刺状、草状、卷箔状粒子，表现为针状、刺状、草状、卷箔状等。早期从水泥颗粒伸展出去。长等。早期从水泥颗粒伸展出去。长0.52 m，宽，宽 0.2 m。有。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.型为网络状型为网络状CSH，末端不分叉而搭接成三维空间网，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为不规则等大粒子状.型型CSH为从熟料颗粒原始周界向内部生长的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1011121314151617n钙矾石钙矾石18n 晶体晶体192021n铝相水化产物铝相水化产物2223242526反应能力反应能力(水化速率水化速率)：C3AC4AFC3SC2S放热反应放热反应:水化热水化热-3天内天内(大部分大部分)(初期初期)水化热大小水化热大小,放热速率放热速率 C3AC3S C4AF C2S 27(二二)凝结硬化过程凝结硬化过程最后产物最后产物:水泥石水泥石(凝胶体凝胶体,晶体晶体),未水化颗未水化颗粒内核粒内核,毛细孔毛细孔(100-1000A)初期中期后期28(三三)影响水泥凝结硬化的主要因影响水泥凝结硬化的主要因素素1.熟料矿物组成的影响熟料矿物组成的影响强度龄期(d)C2SC3AC4AFC3S29(三三)影响水泥凝结硬化的主要因影响水泥凝结硬化的主要因素素n2.水泥细度的影响水泥细度的影响(7-200um)n3.拌合加水量的影响拌合加水量的影响 化学结合水约化学结合水约23%,水灰比水灰比water/cement强强度度w/c30n4.养护温度和湿度的影响 标准养护条件202C,90%T1T2T1T2强度龄期31n5.养护龄期的影响养护龄期的影响 3-14d强度增长较快强度增长较快,28d后增长较慢后增长较慢n6.调凝外加剂的影响调凝外加剂的影响 C3S S3A 促凝剂促凝剂 缓凝剂缓凝剂n7.水泥受潮与久存水泥受潮与久存 缓慢水化与碳化缓慢水化与碳化.表面表面.结快结快,轻微结快轻微结快(压碎或重磨压碎或重磨)32