水泥工艺学课件
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水泥生产工艺课件 PPT资料共40页
增湿塔喷水系统
增湿塔
第五节 水泥工业废气治理
（一）防尘管理 （二）除尘技术 （三）无组织排放的控制 （四）集中收尘技术 （五）高效的电除尘技术 （六）新型的袋式除尘设备 （七）“无烟排放”的操作 术
板式电除尘器 管式电除尘器
袋式除尘器 脉 冲 袋 式除 尘 器
水泥工业的产业政策
一、 国家对水泥工业清洁生产要求 二、转变水泥工业的增长方式 三、国家推荐的水泥工业清洁生产技术 四、节能减排 五、相关文件
水泥焙烧生产废气中NOχ的含量
窑型
中空干法窑 湿法窑
NOχ的含量 mg/m3
500
500
水泥生产氮氧化物排放量
生产路线 生料→熟料
熟料→水泥 生料→熟料
→水泥
窑型 立窑 湿法 中空干法 新型干法
立窑 湿法 中空干法 新型干法
窑气量 4000m3/t熟料 4700 m3/t熟料 4600 m3/t熟料 3700 m3/t熟料 1000m3/t水泥 2880 m3/t水泥 3380 m3/t水泥 3310 m3/t水泥 2660 m3/t水泥
干法水泥生产工艺
概述
• 水泥的生产工艺可以简述为两磨一烧，即原料要经 过采掘、破碎、磨细和混匀制成生料，生料经1450℃ 的高温烧成熟料，熟料再经破碎，与石膏或其他混合 材一起磨细成为水泥。由于生料制备有干湿之别，所 以将生产方法分为湿法，半干法或半湿法，干法3种。
《水泥生产技术》课件
3 新型窑炉设计
采用先进的窑炉技术和 材料，减少能量损失和 排放。
熟料的制备法与工艺
熟料是水泥制备的关键环节。常用的熟料制备法包括湿法制备、干法制备和 半干法制备，每种方法都有其特点和适用范围。
窑炉的种类和区别
旋转窑
窑筒会旋转，利用离心力和重力使原料在窑内反应。
立式窑
原料从顶部加入，通过煤粉燃烧产生的热量而煅烧。
多管窑
窑筒由多个竖直管道组成，热气流在管道中循环，使原料进行煅烧。
窑炉的结构和运行原理
窑炉通常由筒体、燃烧设备、煤粉喷嘴和排放设备等部分组成。窑炉运行时， 燃料燃烧产生的高温热气流通过筒体加热原料进行化学变化。
水泥生产的流程
1
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原料准备
石灰石和粘土等原材料经过破碎、筛选和配料，制成原料。
2
熟料制备
原料在窑炉中经过干燥、预热和煅烧等过程，形成熟料。
3
水泥生产
熟料在水泥磨机中磨成细粉，然后通过包装和储存等工艺流程，制成最终的水泥 产品。
原材料的选择和配比
水泥生产中的原材料包括石灰石、粘土、铁矿石等。合理的原材料选择和配比可以影响水泥产品的质量 和性能。
窑温的控制方法和技术
回转窑温度控制
通过调整进料量和燃料燃烧速度等方法，控制窑 温在适宜范围内。
立式窑温度控制
水泥工艺学.ppt
特点：
不配制分析仪器，人工设定各原料的给料量 和它们之间的比例，自动控制给料设备，保持这一 喂料量和比例基本不变。
原料成分波动时，可通过配料计算求出新的配 比，或由岗位工据经验重新改变设定值，然后由微 机控制系统再按新的设定值控制各物料的喂料量。
〈四〉、固定某些组分流量、 调整个别原料流量
特点：只检测生料中CaO Fe2O3的含量，间接控 制生料的三率值。
挤压粉磨技术(挤压磨或称辊压机)
混合粉磨系统 管磨机和辊压机 预粉磨系统 辊压机＋球磨机 终粉磨系统 辊压机作为最终粉磨
产量高30%~60%，电耗低 15%~5%，含水2%~3%
配料方案的选择：选择合理的熟料矿物组 成，即确定熟料的三率值KH、n 、p。
一、确定配料方案的依据
水泥品种 原料品质 燃料品质 生料质量 生产窑型和生产方法
预分解窑熟料成分优化设计建议
20世纪80年代中后期对建 20世纪90年代中期以
议采用“两高一中”配料， 后，技术发展，建议
即高n、p，中KH。
2、配制的生料易于粉磨和煅烧； 3、生产过程中易于控制，便于生产操作管理， 尽量简化工艺流程，并结合工厂生产条件、经济、 合理地使用矿山资源。 配料工作 1、选择合理的熟料矿物组成和率值； 2、计算原料配比； 3、通过生产控制，保证配料方案的实现。
§3-2 配料方案的选择
配料方案：既熟料的矿物组成或熟料的三 率值。
不配制分析仪器，人工设定各原料的给料量 和它们之间的比例，自动控制给料设备，保持这一 喂料量和比例基本不变。
原料成分波动时，可通过配料计算求出新的配 比，或由岗位工据经验重新改变设定值，然后由微 机控制系统再按新的设定值控制各物料的喂料量。
〈四〉、固定某些组分流量、 调整个别原料流量
特点：只检测生料中CaO Fe2O3的含量，间接控 制生料的三率值。
挤压粉磨技术(挤压磨或称辊压机)
混合粉磨系统 管磨机和辊压机 预粉磨系统 辊压机＋球磨机 终粉磨系统 辊压机作为最终粉磨
产量高30%~60%，电耗低 15%~5%，含水2%~3%
配料方案的选择：选择合理的熟料矿物组 成，即确定熟料的三率值KH、n 、p。
一、确定配料方案的依据
水泥品种 原料品质 燃料品质 生料质量 生产窑型和生产方法
预分解窑熟料成分优化设计建议
20世纪80年代中后期对建 20世纪90年代中期以
议采用“两高一中”配料， 后，技术发展，建议
即高n、p，中KH。
2、配制的生料易于粉磨和煅烧； 3、生产过程中易于控制，便于生产操作管理， 尽量简化工艺流程，并结合工厂生产条件、经济、 合理地使用矿山资源。 配料工作 1、选择合理的熟料矿物组成和率值； 2、计算原料配比； 3、通过生产控制，保证配料方案的实现。
§3-2 配料方案的选择
配料方案：既熟料的矿物组成或熟料的三 率值。
《水泥制作流程图》课件
2 筛选
筛选处理过的石灰石和粘土，确保去除杂质。
原料混合
石灰石
按照比例将石灰石和粘土混合，以确保水泥品质的 稳定性。
粘土Biblioteka Baidu
按照比例将石灰石和粘土混合，以确保水泥品质的 稳定性。
原料煅烧
1 煤气窑
将混合后的原料放入煤气窑中进行煅烧，产生熟料。
2 高温处理
在高温下进行处理，以确保熟料的品质。
熟料研磨
包装
1 袋装
将水泥混合物包装成标准袋装供销售和运输。
2 散装
将水泥混合物以散装形式供应给大型工程项目。
总结
通过以上流程，我们可以制备出优质的水泥产物，为建筑等领域的发展做出贡献。
《水泥制作流程图》PPT 课件
# 水泥制作流程图
## 简介
本PPT介绍了水泥的制作流程。水泥是建筑材料的重要组成部分，广泛应用于 房屋、桥梁等建筑物的建设中。
矿山开采
石灰石
从矿山开采石灰石作为水泥生产的主要原料之一。
粘土
从矿山开采粘土作为水泥生产的主要原料之一。
原料处理
1 粉碎
石灰石和粘土经由破碎机等设备进行粉碎处 理，以便后续的原料混合。
1
研磨设备
将熟料经过研磨设备处理，使其成为细粉。
2
加入适量石膏
在适当的时间加入石膏等物质，调整水泥的硬化速度和性能。
水泥工艺基础知识PPT课件
-
3.1 原料的预均化
原料预均化的意义：
➢ 有利于入窑生料成分的稳定，保证均 衡稳定生产；
➢ 有利于扩大资源利用范围（高、低品 位）；
➢ 有利于利用矿山夹层废石，扩大矿山 使用年限；
➢ 满足矿山储存及均化双重要求，节约 建设投资。
基本原理：
破碎后的原料在储存和取用的过程中尽 可能的相互平行和上下重叠的同厚度的 料层进行堆放（储存），取用时要垂直 于料层方向同时切取不同料层，取尽为 止。
K H C a 1O . 6 2 O 3 5 0A . 3 2 lO 3 5 -0F . 7 3 eSO 2. 8 2 Si O
19
Huaxincem
-
2.3 硅酸盐水泥熟料率值
石灰饱和系数（LSF）：国外（尤其欧美）采用
✓ LSF含义：熟料中CaO含量与全部酸性组分需要结合的CaO 含量之 比。
企业根据原燃材料准备的难易程 度，在能保证正常生产前提下， 可适当调整其最低可用储量。当 低于最低可用储量时，应及时采 取措施，限期补足。
如原燃材料库存偏低，无法实现“预 控制”，难以保证产品质量。
1、因库存低，原燃料进厂后来不及检 验即使用；
2、因库存抵，无法实施搭配等均化措 施，入磨、入窑原燃料波动大。
2、配料： 根据水泥品种、原燃料品质、工厂具体生产条件等选择合理的熟料矿物 组成或率值，并由此计算所用原料及燃料的配合比，称为生料配料，简 称配料。
水泥工艺培训.ppt
煅烧
煅烧生料要成为熟料,主要经过两个阶段. 1 分解 2 烧结 第一阶段：分解CaCO3 820- 900℃ CaO + CO2 煅烧过程中释放的主要气体CO2。术语：LOSS。 LOSS 烧失量：表示生料煅烧成为熟料释放出的气体的生料百分比。 CO2 %= 44/100 CaCO3 第二阶段：煅烧 CaO和其它物质相结合的最后阶段被称之为烧结。 3C+A 1260--1338℃ C3A （液态） 4C+A+F 1260--1338℃ C4AF 2C+S 1338--1420℃ C2S(固态熟料) 3C+S 1338—1420℃ C3S（固态熟料） 这就是熟料中的四种矿物。熟料的矿物组成：两种硅酸盐，两种铝酸盐。 化学分子式 （Ca0）3SI02 （Ca0）2SI02 （Ca0）3AI2O3 （Ca0）4AI203 Fe203 名称 硅酸三钙 阿利特 硅酸二钙 贝利特 铝酸三钙 赛利特 铁铝酸四钙 才利特 1000克熟料中： C3S=3*56=228g C2S=2*56=172g C3A=3*56+102=270g C4AF=4*56+102+160=486g
煅烧干扰
熟料质量
煤
煤的化学成分: S Al Fe Ca 元素含量:C=55-65% H=3-5% N=1-2% S=0.5-1% 水泥厂使用煤的质量5500兆卡- 7000 兆卡 生产100吨熟料,要低热值煤14吨 .(5500) 生产 100 吨熟料 , 要高热值煤 11 .5 吨 .(7000) 煤的挥发分 : 碳和氢以碳氢化合物形式 存在. 要想得到充分燃烧必须把煤研磨的很细 . 要根据挥发成分的含量来确定煤的研磨 细度. 20%的挥发成分 90μ 筛余≤10 % 30%的挥发成分 90μ 筛余≤14.5%
水泥生产工艺课件
优点：测量范围广、精度高、 重复性好。
缺点：对样品制备要求较高， 不适用于大颗粒和浓度较高的 悬浮液测量。
水泥生产的环境保
05
护与可持续发展
水泥生产的环境影响
大气污染
在水泥生产过程中，燃烧化石燃料会产生大量的二氧化碳和其他有 害气体，如二氧化硫、氮氧化物等，对大气环境造成污染。
水污染
水泥生产过程中的冷却水、洗涤水等，如未经妥善处理，可能含有 高浓度的悬浮物、重金属等污染物，对水体环境产生不良影响。
改造效果
展示节能减排改造后水泥厂的能耗降低、 污染物减排等成果，并分析改造带来的经
济效益及环境效益。
经验总结
总结节能减排改造过程中的成功经验及教 训，为其他水泥厂的节能减排工作提供参 考。
案例三：利用工业废弃物生产水泥的创新实践
废弃物利用
介绍如何利用工业废弃物（ 如钢渣、粉煤灰等）作为原 料生产水泥，分析废弃物的 可利用性及预处理要求。
生产线概述
优点分析
应用实践
前景展望
介绍新型干法水泥生产线的技术特点 、工艺流程、主要设备及其作用。
分享国内外新型干法水泥生产线的成 功应用案例，并分析其在实践中的效 果及经济效益。
案例二：节能减排改造的水泥厂
改造背景
分析水泥厂进行节能减排改造的必要性， 以及改造前的水泥厂能耗、排放状况。
水泥工艺学课件全
二、水泥 广义上说，水泥泛指一切能够硬化的无机胶凝材料；
而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材 料。
三、水泥的品种和分类
对水泥的分类通常有两种方法：一是按用途及性 能分类，二是按其主要水硬性物质名称分类。
1、按水泥用途分为：通用水泥、专用水泥、特 性水泥三大类。
通用水泥：是指适用于大多数工业、民用建筑工 程的硅酸盐系列品种水泥。主要有硅酸盐水泥， 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水 泥。
第二节水泥基础知识
第一节 基本概念 一、胶凝材料
在物理化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并 能胶结其它物料而有一定机械强度的物质，统称为胶凝 材料。它分为无机和有机两大类。无机胶凝材料又按照 硬化条件，又可分为水硬性和非水硬性两种。水硬性胶 凝材料指在拌水后既能在空气中又能在水中硬化的材料， 如水泥。非水硬性胶凝材料不能在水中硬化，而只能在 空气中硬化，故称为气硬性胶凝材料，如石灰、石膏等。
（3）安定性：安定性是指水泥在凝结硬化 过程中体积变化的均匀性。
水泥与水拌制成的水泥浆体，在凝结硬 化过程中，一般都会发生体积变化。如果 这种体积变化是在凝结硬化过程中，则对 建筑的质量并没有什么影响。但是如果混 凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的 作用，在水泥石内部产了剧烈的、不均匀 的体积变化时，在建筑物内部产生破坏应 力，导致建设物强度降低，甚至会引起建 筑物开裂，崩塌等严重事故。
而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材 料。
三、水泥的品种和分类
对水泥的分类通常有两种方法：一是按用途及性 能分类，二是按其主要水硬性物质名称分类。
1、按水泥用途分为：通用水泥、专用水泥、特 性水泥三大类。
通用水泥：是指适用于大多数工业、民用建筑工 程的硅酸盐系列品种水泥。主要有硅酸盐水泥， 普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅 酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水 泥。
第二节水泥基础知识
第一节 基本概念 一、胶凝材料
在物理化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并 能胶结其它物料而有一定机械强度的物质，统称为胶凝 材料。它分为无机和有机两大类。无机胶凝材料又按照 硬化条件，又可分为水硬性和非水硬性两种。水硬性胶 凝材料指在拌水后既能在空气中又能在水中硬化的材料， 如水泥。非水硬性胶凝材料不能在水中硬化，而只能在 空气中硬化，故称为气硬性胶凝材料，如石灰、石膏等。
（3）安定性：安定性是指水泥在凝结硬化 过程中体积变化的均匀性。
水泥与水拌制成的水泥浆体，在凝结硬 化过程中，一般都会发生体积变化。如果 这种体积变化是在凝结硬化过程中，则对 建筑的质量并没有什么影响。但是如果混 凝土硬化后，由于水泥中某些有害成分的 作用，在水泥石内部产了剧烈的、不均匀 的体积变化时，在建筑物内部产生破坏应 力，导致建设物强度降低，甚至会引起建 筑物开裂，崩塌等严重事故。
水泥工艺基础知识36页PPT
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水泥工艺基础知识
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71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
水泥工艺学课件全
水泥工艺学课件
目录
Contents
• 水泥的原料 • 水泥的生产工艺 • 水泥的性能和应用 • 水泥的生产质量控制 • 水泥工艺学的未来发展
01 水泥的原料
石灰石
石灰石是水泥生产中的主要原料，主要提供钙元素，是水泥中氧化钙的主要来源。
石灰石的质量对水泥质量有重要影响，要求石灰石的纯度高、含氧化钙高且含碱度 低。
碱性反应
水泥中的氧化钙与水反应释放 出氢氧化钙的过程。
活性掺合料
用于改善水泥性能的活性矿物 掺合料。
硫酸盐侵蚀
水泥中硫酸盐与矿物组分反应 导致性能下降的现象。
水泥的应用
建筑结构
水泥用于构建房屋、桥梁、道 路等建筑物的主体结构。
装饰装修
水泥可用于地面、墙面、天花 板等部位的装饰装修。
预制构件
利用水泥制作各种预制构件， 如钢筋混凝土梁、板等。
低耗、环保等优点。
详细描述
新型干法水泥工艺采用新型的原 料粉磨、预均化、悬浮预热、窑 外分解等先进技术，提高了水泥 熟料的质量和产量，降低了能耗
和环境污染。
发展趋势
随着技术的不断进步和应用，新 型干法水泥工艺将逐渐成为主流 ，推动水泥工业的可持续发展。
绿色水泥工艺
总结词
绿色水泥工艺是一种环保、可持续的水泥生产方式，旨在减少对环境的负面影响。
02
粉磨过程中需要控制好粉磨效率 和能耗，确保生产效率和产品质 量。
目录
Contents
• 水泥的原料 • 水泥的生产工艺 • 水泥的性能和应用 • 水泥的生产质量控制 • 水泥工艺学的未来发展
01 水泥的原料
石灰石
石灰石是水泥生产中的主要原料，主要提供钙元素，是水泥中氧化钙的主要来源。
石灰石的质量对水泥质量有重要影响，要求石灰石的纯度高、含氧化钙高且含碱度 低。
碱性反应
水泥中的氧化钙与水反应释放 出氢氧化钙的过程。
活性掺合料
用于改善水泥性能的活性矿物 掺合料。
硫酸盐侵蚀
水泥中硫酸盐与矿物组分反应 导致性能下降的现象。
水泥的应用
建筑结构
水泥用于构建房屋、桥梁、道 路等建筑物的主体结构。
装饰装修
水泥可用于地面、墙面、天花 板等部位的装饰装修。
预制构件
利用水泥制作各种预制构件， 如钢筋混凝土梁、板等。
低耗、环保等优点。
详细描述
新型干法水泥工艺采用新型的原 料粉磨、预均化、悬浮预热、窑 外分解等先进技术，提高了水泥 熟料的质量和产量，降低了能耗
和环境污染。
发展趋势
随着技术的不断进步和应用，新 型干法水泥工艺将逐渐成为主流 ，推动水泥工业的可持续发展。
绿色水泥工艺
总结词
绿色水泥工艺是一种环保、可持续的水泥生产方式，旨在减少对环境的负面影响。
02
粉磨过程中需要控制好粉磨效率 和能耗，确保生产效率和产品质 量。
最新2019-水泥工艺学大学教学课件-PPT课件
我国已是水泥生产大国，水泥总产量为世界首位，但人均
产量较低，总体技术水平不高，不是水泥生产强国。主要表现
在：一是立窑水泥企业仍占较大比例，立窑水泥厂生产成本较 高，劳动生产率较低，产品质量不够稳定，环境污染比较严重。 二是水泥生产技术进步加快，总体技术水平与世界先进水平有 较大差距，在设备大型化、技术性能、能耗指标、机电一体化 水平以及设备的材质、结构、成套性、可靠性等方面都有明显 的差距。三是水泥产业结构不合理，大中型水泥企业数量少，
硬化的粉状水硬性胶凝材料。简言之，水泥是一种
水硬性胶凝材料。
1.6 水泥的分类
按其用途和性能 分
通用水泥
专用水泥
特性水泥
硅酸盐水泥系列（简称硅酸盐水泥） 铝酸盐水泥系列 按水泥的组成分 氟铝酸盐水泥系列 硫铝酸盐水泥系列 铁铝酸盐水泥系列 其他
1.7 水泥的用途
建筑：房屋 桥梁 道路 大坝 涵洞 石油： 固井
1905年—1910年 1910年—1928年
1905年发明了湿法回转窑 1910年立窑实现了机械化连续
机械化立窑
生产，发明了机立窑
湿法回转窑
1.9 中国水泥的发展
1.早期发展阶段（1889年至1937年） 1889
年，我国第一个水泥厂—--河北唐山细绵土厂 （后改组为启新洋灰公司，现为启新水泥厂）建
多品种水泥时期
相关主题
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• (一) C3S的早期水化 • 有关诱导期的本质也就是诱导期的开始及结束的原 因，存在着不少看法。 • ①保护膜理论 • 诱导期是由于水化产物形成了保护膜层。当保护膜 破坏时，诱导期就结束。 • 假设C3S在水中是一致溶，最初生成的水化物C3SHn 很快就在C3S周围形成了致密的保护膜层,从而阻碍 了C3S的进一步水化, 使放热变慢,向液相溶出Ca2+的 速率也相应降低，导致诱导期的开始。当第一水化 物转变为较易使离子通过的第二水化物(C/S≈ 0.8~1.5)时，水化重新加速，较多的Ca2+和OH- 进入 液相达到过饱和，并加快放热，诱导期即告结束。
• （三）C3S的后期水化 • 泰勒认为水化过程中存在一个界面区，并逐 渐推向颗粒内部。 • H+通过内部产物进入界面区与C3S作用，界 面区中的Ca2+和Si4+通过内部产物向外迁移 进入Ca(OH)2和外部C-S-H。 • 在界面区内，得到H+，失去Ca2+和Si4+，离 子重新组排，使C3S转化成内部C-S-H。并 逐渐向内推进。 • 由于空间限制及离子浓度的变化，内部C-SH较外部C-S-H密实。
• （三）C3A
• 水化迅速，受溶液中CaO、Al2O3离子浓度 和温度影响很大。 • ①常温下：2C3A+27H=C4AH19+C2AH8
• 在相对湿度<85%时:C4AH19
C4AH13+6H
• C4AH19、C4AH13、C2AH8常温下处于介稳 状态，要转变为C3AH6 • C4AH13+C2AH8=2 C3AH6 +9H 随温度升高而加速
• ③关于“晶格缺陷”的理论
• C3S的早期水化反应并不遍及整个表面， 而是在最易与水发生作用的活化点上进行。
• 非均匀分布的水化产物，就不会形成上述 的保护膜层，从而提出晶格缺陷的类别和 数量则是决定诱导期长短的主要因素。
• ④斯卡尔内综合各方观点提出如下见解 • 当与水接触后在C3S表面有晶格缺陷的部位即 活化点上很快发生水解， Ca2+和OH-进入溶液， 就在C3S表面形成一个缺钙的 “富硅层”。接 着, Ca2+吸附到 “富硅层” 表面形成双电层， 从而使C3S溶解受阻而出现诱导期。 • 另一方面，因双电层所形成的ξ电位，使颗粒 在溶液中保持分散状态，一直到ξ电位下降接 近于零时，才会产生凝聚。由于C3S仍在缓慢 水化，待溶液中Ca(OH)2浓度达到一定的过饱 和度时，Ca(OH)2析晶，导致诱导期结束。
• 与此同时，还会有C-S-H的沉淀析出， 因为硅酸根离子比Ca2+较难迁移，所 以C—S— H的生长仅限于表面， Ca(OH)2的晶体开始可能也在C3S表面 生长，但有些晶体会远离颗粒或在浆 体的充水孔隙中形成。
• ξ电位：吸附 层与扩散层之 间的电位差。 • 当阳离子浓度 进一步增加直 至扩散层中的 阳离子全部压 缩至吸附层内 时ξ电位等于0。
• ② t >35 ℃: C3A+6H=C3AH6 • 液相中CaO饱和时: C3A+CH+12H=C4AH13 在碱液中易发生，而碱液中C4AH13在室温下能 稳定存在，其数量迅速增多，就足以阻碍离子的相 对移动，据认为是使浆体产生瞬时凝结的原因。 • ③有石膏时：
• （二）C3S的中期水化 • 在C3S水化的加速期内，伴随着Ca(OH)2及CS-H的形成和长大，液相中Ca(OH)2及C-S-H 的过饱和度降低,，又会相应地使Ca(OH)2及 C-S-H的生长速度逐渐变慢。随着水化产物在 颗粒周围的形成， C3S的水化也受到阻碍。 因而，水化加速过程就逐渐转入减速阶段。 • 最初的产物，大部分生长在颗粒原始周界以外 由水所填充的空间，这部分C-S-H称为“外部 产物” • 后期的生长则在颗粒原始周界以内的区域进行， 这部分C-S-H称为“内部产物”。
记
记 •wenku.baidu.com
C3S的水化速率很快，其水化过程根据水 化放热速率-时间曲线可分为五个阶段： • 1.诱导前期：加水后立即发生急剧反应，但该 阶段时间很短，在15min以内结束。 • 2.诱导期（静止期）：反应速率极其缓慢，一 般持续1~4 h，是硅酸盐水泥浆体能在几小时 内保持塑性的原因。初凝时间基本上相当于 诱导期的结束。 • 3.加速期：反应重新加快，反应速率随时间而 增长，出现第二个放热峰，在达到峰顶时即 告结束。此时终凝已过，开始硬化。
• 二、C2S • 水化过程和C3S极为相似, 但水化速率很慢,为 C3S的1/20左右。
• 2CaO· SiO2+mH2O=xCaO· SiO2· yH2O+(2-x)Ca(OH)2 • 即 C2S+mH=C-S-H+(2-x)CH
• 水化热较低,故较难用放热速率进行β-C2S水 化的研究。 • β-C2S在水化过程中水化产物的成核和长大速 率与C3S相当，但通过水化产物层的扩散速率 低8倍左右，而表面溶解速率则要差几十倍之 多，这表明β-C2S的水化由表面溶解速率所控 制。
• 当生长到相当尺寸，且数量又足够多时， 液相中的Ca2+和OH-就迅速沉析出 Ca(OH)2晶体,促使C3S加快溶解，水化 重又加速。同时, Ca(OH)2还会和硅酸根 离子相结合,因而也可作为C-S-H的晶核。 • 较近的一些研究表明,诱导期更可能是由 于C-S-H的成核和生长受到延缓的缘故。
• 4.减速期：反应速率随时间下降的阶段，约 持续12~24 h，水化作用逐渐受扩散速率的 控制。 • 5.稳定期：反应速率很低、基本稳定的阶段, 水化作用完全受扩散速率控制。
• 4、5两期合称为扩散控制期。 • 将诱导前期和诱导期合并称为水化早期， 加速期和减速期为水化中期，而稳定期则 称为水化后期。
• ②晶核形成延缓理论 论
介绍“晶体成核—生长”理
• 诱导期是由于氢氧化钙或C-S-H或者它们两者的 晶核形成和生长，都需要一定时间，从而使水 化延缓所致。 • 认为C3S最初不一致溶,主要是Ca2+和OH-溶出, 液相中的C/S比远高于3,使C3S表面变为缺钙的 “富硅层” 。然后，Ca2+吸附到富硅的表面,使 其带上正电荷,形成双电层，因而C3S溶出Ca2+的 速度减慢,导致诱导期的产生。 • 一直到液相中的Ca2+和OH-缓慢增长,达到足够 的过饱和度(饱和度的1.5~2.0倍)，才形成稳定 的Ca(OH) 晶核。