《水泥工艺学》考试复习题

熟料急冷的作用：

1）防止C3S的分解2）防止β-C2S转化为г-C2S

3）使MgO来不及结晶而存在于玻璃体中

4）使C3A主要呈玻璃体,增强水泥的抗硫酸盐性

5）急冷熟料的玻璃体含量较高，改善熟料的易磨性

熟料的冷却有以下作用。

1、改善熟料的质量

2、回收余热

3、有利于熟料的输送、储存和粉磨

碱对熟料煅烧的影响

1）形成结皮，严重时会出现堵塞现象

2）碱含量高时会出现煅烧困难、同时碱和熟料矿物反应生成含碱矿物和固溶体KC23S12和NC8A3

3)Na2SO4和K2SO4同时存在时造成飞砂严重

4）立窑中造成βC2S粉化成γC2S

5）由于碱易生成钾石膏(K2SO4.CaSO4.H20)，使水泥库结块和造成水泥快凝

6）发生“碱-集料反应”

2.石膏的缓凝机理

石膏在Ca(OH)2饱和溶液中与C3A作用生成细颗粒的钙矾石覆盖于C3A颗粒表面形成一层薄膜，阻止水分子及离子的扩散，从而延缓水泥颗粒特别是C3A的继续水化。随着扩散作用缓慢进行，在C3A表面又形成钙矾石，由于固相体积增加，产生结晶压力达到一定数值，使钙矾石薄膜局部胀裂，而使水化继续进行。接着又生成钙矾石，直至溶液中SO42-离子消耗完为止。因此，石膏的缓凝作用是在水泥颗粒表面形成钙矾石保护膜，阻碍水分子等移动的结果。

石膏的适宜掺入量

在日常生产中，用同一熟料掺加各种百分比的石膏，分别磨到同一细度，进行凝结时间、不同凝期（1d、3d、7d 、28d、90d）的强度等性能试验，然后根据所得的强度和SO3含量的关系曲线，结合各凝期情况综合考虑，选择凝结时间正常时能达到最高强度的SO3掺量，即为石膏最佳掺量

硫酸盐侵蚀

由于硫酸钠，硫酸钾等多种硫酸盐都能与浆体所含的氢氧化钙作用生成硫酸钙，再和水化铝酸钙反应而生成钙矾石，从而使固相体积增加很多，分别为124％和94％，产生相当的结晶压力，造成膨胀开裂以及毁坏。

镁盐侵蚀

首先与浆体中的Ca(OH)2生成的氢氧化镁，氢氧化镁溶解度极小，极易从溶液中沉淀出来，从而使反应不断向右进行。而且，氢氧化镁饱和溶液的PH值只为10.5，水化硅酸钙不得不放出石灰，以建立使其稳定存在所需的PH值。但是硫酸镁又与放出的氧化钙作用，如此连续进行，实质上就是硫酸镁使水化硅酸钙分解。同时，Mg2+离子还会进入水化硅酸钙凝胶，使其胶结性能变差，而且在氢氧化镁的饱和溶液中，水化硫铝酸钙也并不稳定。因此，除产生硫酸盐侵蚀外，还有Mg2+离子的严重危害，常称为“镁盐侵蚀”。两种侵蚀的最终产物是石膏，难溶的氢氧化镁，氧化硅及氧化铝的水化物凝胶。

三、硅酸盐水泥的水化

1、钙矾石形成期

C3A率先水化。在石膏存在的条件下，迅速形成钙矾石，这是导致第一放热峰的主要因素。

2、C3S水化期

C3S开始迅速水化，大量放热，形成第二个放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上出现一个“峰肩”，一般认为是由于钙矾石转化成单硫型水化硫铝(铁)酸钙而引起的。当然，C2S和铁相亦以不同程度参与了这两个阶段的反应，生成相应的水化产物。

3、结构形成和发展期

放热速率很低并趋于稳定，随着各种水化产物的增多，填入原先由水所占据的空间，再逐渐连接并相互交织，发展成硬化的浆体结构。

提高水泥抗蚀性的措施

1.调整硅酸盐水泥熟料的矿物组成：减少水泥熟料中的C3S含量可提高抗淡水溶淅能力，也可以改善其抗硫酸盐性能，减少熟料中C3A含量，而增加C4AF含量，也可以提高抗硫酸盐性能。

2.在硅酸盐水泥中掺混合材：在硅酸盐水泥中掺入火山灰质混合材能提高混泥土致密度，减少侵蚀介质的渗入量。

3.提高混凝土致密度：混泥土越之迷，侵蚀介质就越难渗入，被侵蚀的可能性就越小。

掺混合材的硅酸盐水泥的水化硬化

硅酸盐熟料首先与水作用，生成水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙和氢氧化钙等。这些水化产物的性质与纯硅酸盐水泥水化产物的性质是相同的。然后，生成的氢氧化钙再与活性混合材(火山灰)中的活性组分SiO2、Al2O3反应或作为(矿渣)的碱性激发剂，解离玻璃体结构，使玻璃体中Ca2+、AlO45-、A13+、SiO44+ 离子进入溶液，生成低碱度的水化硅酸钙、水化铝酸钙。在有石膏存在时，还生成水化硫铝(铁)酸钙。由于这些水泥中熟料含量相对减少，又有相当多的混合材与氢氧化钙作用，故与硅酸盐水泥相比，水化产物的酸度即钙硅比等一般要低些，其C—S—H凝胶主要为C—S—H(Ⅰ)。另外，氢氧化钙含量也相对减少。当混合材掺量较多时，水化后期可能不存在氢氧化钙。

据认为，火山灰质硅酸盐水泥最终水化产物是C—S—H(Ⅱ)为主的水化硅酸钙凝胶，其次是水化铝酸钙与水化铁酸钙形成的固溶体，以及水化硫铝酸钙。粉煤灰水泥的水化硬化过程与火山灰水泥尤为相似。只不过粉煤灰的球形玻璃体比较稳定，表面又相当致密，水化速度慢。水泥水化7d后的粉煤灰颗粒表面几乎没有变化，直至28d，才能见到表面开始初步水化，略有凝胶状水化物出现，水化90d后，粉煤灰颗粒表面才开始生长大量水化硅酸钙凝胶。矿渣水泥最终水化产物主要是水化硅酸钙凝胶、钙矾石、水化铝酸钙及其固溶体、少量氢氧化钙等。

一、定义与代号

1、硅酸盐水泥

凡是由硅酸盐水泥熟料、0~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量的石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥。

硅酸盐水泥分为两种类型：

不掺混合材的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P·Ⅰ。

在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5% 石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称为Ⅱ型硅酸水泥，代号P·Ⅱ。

2、普通硅酸盐水泥

凡是由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥)，代号P．O。

掺活性混合材料时，最大掺入量不得超过15%．其中允许用不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质量10%的非活性混合材料来代替。掺非活性混合材料时最大掺量不超过水泥质量