5水泥ppt课件
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3CaO Al2O3 6H2O 3(CaSO4 2H2O) 19H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H2O 3CaO Al2O3 3CaSO4 31H高2O硫型2(2水Ca化O硫 Al铝2O酸3 6钙H2O) 3(3CaO Al2O3 CaSO4 12H2钙O)矾石，AFt
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+( 2-x)Ca(OH)2
（仅作了解） 水化硅酸钙凝胶一般表示为C-S-H 氢氧化钙简写为CH 产物形貌： CH为六方板状晶体。
18
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
19
Βιβλιοθήκη Baidu
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
20
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
低硫型水化硫铝酸钙 AFm
24
5.5.5 含铁、铝相的水化
25
问题
名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
简称
C3S C2S C3A C4AF
强度 高
早期低后期高 低 低
水化热 多 少 最多 中
水化速度 快 慢
最快 快
26
问题
27
问题
28
例题
以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百 分比含量，请分析A、B两种硅酸盐水泥的早 期强度及水化热的差别。
回顾
气硬性胶凝材料
煅 烧 水化硬化 温 度 技术性质
使用要点
定义
种类 石灰
菱苦土 石膏
水玻璃
1
引言…………………………………………………5 5.5.1 水泥分类……………………………………8 5.5.2 硅酸盐水泥的生产 ………………………9 5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成……………16 5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化……………20 5.5.5 含铁、铝相的水化………………………25 5.5.6 水泥的硬化………………………………33 5.5.7 水泥硬化的影响因素……………………35 5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐……………………36 5.5.9 小结………………………………………43 5.5.10 思考题……………………………………44
13
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
14
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
水泥颗粒显微外貌
15
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
矿物成分
简称 含量（%） 密度（g/cm3）
3CaO·SiO2
C3S
37-60
3.25
2CaO•SiO2
C2S
15-37
矿物组成 A水泥 B水泥
C3S/％ 60 47
C2S/％ 15 28
C3A/％ 16 10
C4AF/％ 9 15
29
30
5.5.6 水泥的硬化
+ cement
water
基本假设
paste
溶解沉淀反应理论 就地反应理论(局部反应理论)
31
5.5.6 水泥的硬化
32
5.5.7 水泥硬化的影响因素
21
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
22
5.5.5 含铁、铝相的水化
CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3 ·6H2 O
4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3+7H2O =3CaO ·Al2O3 ·6H2O+CaO ·Fe2O3 ·H2O
C3AH6为立方晶体
23
5.5.5 含铁、铝相的水化
3.28
3CaO•Al2O3
C3A
7-15
3.04
4CaO•Al2O3•Fe2O3 C4AF
10-18
3.77
少量矿物：游离氧化钙和游离氧化镁及碱
16
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
17
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+ (3-x)Ca(OH)2
Mg2＋＋ Ca(OH)2
C3AH6
石膏
AFt
可溶CaCl2
Mg(OH)2
38
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 碱的腐蚀
KOH ＋ C3AH6
NaOH
3K2O· Al2O3＋CH＋H2O 3Na2O· Al2O3＋CH＋H2O
4
唐山启新水泥厂仓库三楼窗柱
5
5.5.1 水泥分类
化学 成分
水泥
性能 用途
硅酸盐水泥 铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥 通用水泥
专用水泥 特性水泥
6
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
生产
定义
硅酸盐 水泥
腐蚀与防 止
矿物组成 和特性
特性应用
技术标准
7
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
8
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
现象： 碱度下降 结构收缩
结果： 防腐减弱 应力裂纹
CO2 H2O
砼 Ca2＋
CO2
H2O
36
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 一般酸腐蚀
＋ H2SO4 Ca2＋
石膏
HCl＋ Ca2＋
C3AH6
砼
AFt 可溶CaCl2
37
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 盐的腐蚀
＋ SO42－ Ca2＋ ＋ Cl－ Ca2＋
2
引言
凝石
凝石代表一代新的建筑胶凝材料文明，人 类建筑文明经历了千年的石灰三合土时代、 百年的水泥混凝土时代、将迎来可持续发 展的第三代建筑胶凝材料文明
孙恒虎（清华大学国土矿产 资源与利用研究中心主任 ）
哥白尼
20名院士联名推荐该重大发现
3
唐山启新水泥厂办公楼，震后只有二 楼破坏严重，墙砖塌落，钢筋尤存
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 软水侵蚀
流水
结果：
表面Ca2＋
的流失导
致结构疏
Ca(OH)2 松，在流
砼 Ca2＋Ca2＋
水作用下 腐蚀进一
Ca2＋ Ca2＋
步加剧。
压力水？
35
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 碳酸性腐蚀
碳化
Ca2 CO2 mH 2O CaCO3 nH2O
1.水泥的熟料矿物组成
2.水泥的粉磨细度
3.水泥浆的水灰比
4.石膏的掺量
问题5：.环生境产温水度泥和时湿掺度入石膏是为了调节
水泥6的.龄期
。
33
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀
➢ 软水侵蚀 ➢ 离子交换腐蚀 a. 碳酸性腐蚀 b. 一般酸腐蚀 c. 盐的腐蚀 d. 碱的腐蚀
水泥石的防腐
34
9
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
10
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
原料：
石灰质原料（如石灰石、白垩等，主要提供 氧化钙）
黏土质原料（如黏土，提供氧化硅及氧化铝 与氧化铁）
辅助原料(铁矿石) 矿化剂（萤石）
硅酸盐水泥的生产工 艺概括起来就是“二 磨一烧”
11
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
12
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+( 2-x)Ca(OH)2
（仅作了解） 水化硅酸钙凝胶一般表示为C-S-H 氢氧化钙简写为CH 产物形貌： CH为六方板状晶体。
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5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
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Βιβλιοθήκη Baidu
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
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5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
低硫型水化硫铝酸钙 AFm
24
5.5.5 含铁、铝相的水化
25
问题
名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
简称
C3S C2S C3A C4AF
强度 高
早期低后期高 低 低
水化热 多 少 最多 中
水化速度 快 慢
最快 快
26
问题
27
问题
28
例题
以下是A、B两种硅酸盐水泥熟料矿物组成百 分比含量，请分析A、B两种硅酸盐水泥的早 期强度及水化热的差别。
回顾
气硬性胶凝材料
煅 烧 水化硬化 温 度 技术性质
使用要点
定义
种类 石灰
菱苦土 石膏
水玻璃
1
引言…………………………………………………5 5.5.1 水泥分类……………………………………8 5.5.2 硅酸盐水泥的生产 ………………………9 5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成……………16 5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化……………20 5.5.5 含铁、铝相的水化………………………25 5.5.6 水泥的硬化………………………………33 5.5.7 水泥硬化的影响因素……………………35 5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐……………………36 5.5.9 小结………………………………………43 5.5.10 思考题……………………………………44
13
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
14
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
水泥颗粒显微外貌
15
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
名称 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙
矿物成分
简称 含量（%） 密度（g/cm3）
3CaO·SiO2
C3S
37-60
3.25
2CaO•SiO2
C2S
15-37
矿物组成 A水泥 B水泥
C3S/％ 60 47
C2S/％ 15 28
C3A/％ 16 10
C4AF/％ 9 15
29
30
5.5.6 水泥的硬化
+ cement
water
基本假设
paste
溶解沉淀反应理论 就地反应理论(局部反应理论)
31
5.5.6 水泥的硬化
32
5.5.7 水泥硬化的影响因素
21
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
22
5.5.5 含铁、铝相的水化
CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·Al2O3 ·6H2 O
4CaO ·Al2O3 ·Fe2O3+7H2O =3CaO ·Al2O3 ·6H2O+CaO ·Fe2O3 ·H2O
C3AH6为立方晶体
23
5.5.5 含铁、铝相的水化
3.28
3CaO•Al2O3
C3A
7-15
3.04
4CaO•Al2O3•Fe2O3 C4AF
10-18
3.77
少量矿物：游离氧化钙和游离氧化镁及碱
16
5.5.3 硅酸盐水泥熟料矿物组成
17
5.5.4 硅酸钙（C3S、C2S）的水化
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+ (3-x)Ca(OH)2
Mg2＋＋ Ca(OH)2
C3AH6
石膏
AFt
可溶CaCl2
Mg(OH)2
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5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 碱的腐蚀
KOH ＋ C3AH6
NaOH
3K2O· Al2O3＋CH＋H2O 3Na2O· Al2O3＋CH＋H2O
4
唐山启新水泥厂仓库三楼窗柱
5
5.5.1 水泥分类
化学 成分
水泥
性能 用途
硅酸盐水泥 铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥 通用水泥
专用水泥 特性水泥
6
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
生产
定义
硅酸盐 水泥
腐蚀与防 止
矿物组成 和特性
特性应用
技术标准
7
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
8
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
现象： 碱度下降 结构收缩
结果： 防腐减弱 应力裂纹
CO2 H2O
砼 Ca2＋
CO2
H2O
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5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 一般酸腐蚀
＋ H2SO4 Ca2＋
石膏
HCl＋ Ca2＋
C3AH6
砼
AFt 可溶CaCl2
37
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 盐的腐蚀
＋ SO42－ Ca2＋ ＋ Cl－ Ca2＋
2
引言
凝石
凝石代表一代新的建筑胶凝材料文明，人 类建筑文明经历了千年的石灰三合土时代、 百年的水泥混凝土时代、将迎来可持续发 展的第三代建筑胶凝材料文明
孙恒虎（清华大学国土矿产 资源与利用研究中心主任 ）
哥白尼
20名院士联名推荐该重大发现
3
唐山启新水泥厂办公楼，震后只有二 楼破坏严重，墙砖塌落，钢筋尤存
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 软水侵蚀
流水
结果：
表面Ca2＋
的流失导
致结构疏
Ca(OH)2 松，在流
砼 Ca2＋Ca2＋
水作用下 腐蚀进一
Ca2＋ Ca2＋
步加剧。
压力水？
35
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀 ➢ 碳酸性腐蚀
碳化
Ca2 CO2 mH 2O CaCO3 nH2O
1.水泥的熟料矿物组成
2.水泥的粉磨细度
3.水泥浆的水灰比
4.石膏的掺量
问题5：.环生境产温水度泥和时湿掺度入石膏是为了调节
水泥6的.龄期
。
33
5.5.8 水泥石的腐蚀与防腐
水泥石的腐蚀
➢ 软水侵蚀 ➢ 离子交换腐蚀 a. 碳酸性腐蚀 b. 一般酸腐蚀 c. 盐的腐蚀 d. 碱的腐蚀
水泥石的防腐
34
9
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
10
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
原料：
石灰质原料（如石灰石、白垩等，主要提供 氧化钙）
黏土质原料（如黏土，提供氧化硅及氧化铝 与氧化铁）
辅助原料(铁矿石) 矿化剂（萤石）
硅酸盐水泥的生产工 艺概括起来就是“二 磨一烧”
11
5.5.2 硅酸盐水泥的生产
12
5.5.2 硅酸盐水泥的生产