熟料的矿物组成对水泥强度的影响

图一
70 60 50 抗压强度MPa 40 30 42.16 57.65 57.84
30.98
24.22 16.47 18.24 15.10 8.14 2.16 1.73 8.04 4.51 50
28.04 19.02 16.27
9.41 19.22 6.47 150 200
20 107.55 0
0
C3S C2S C3A C4AF
100 龄期/d
其中C3S的早期强度最大，28天强度基本上 依赖于C3S，C3S含量高，水泥的早期强度 高，但以后强度增长不大。而C2S高的水泥 虽然早期强度不高，但长期强度增幅大， 到1年以后可以赶上甚至超过C3S高的水泥。 C3S、C2S的相对含量对强度发展的影响如 图2所示。 （表二)MPa
表1和表2是水泥熟料四种单矿物质强 度的测定结果。由于试验条件的差 异，各方面所测单矿物的绝对强度不 一样，但就其基本规律却是一致的， 即硅酸盐矿物的含量是决定水泥强度 的主要因素。 （表一） MPa
矿物名称 3d C3S 24.22 C2S 1.73 C3A 7.55 C4AF 15.10 7d 28d 90d 180d 30.98 42.16 57.65 57.84 2.16 4.51 19.02 28.04 8.14 8.04 9.41 6.47 16.47 18.24 16.27 19.22
。
应该注意的是，水泥的强度并非是几 种矿物强度的简单加和，还与各种矿物之 间的比例、煅烧条件、结构形态、微量元 素存在着一定的关联。因此，必须把各种 影响因素综合考虑，否则将直接影响水泥 的强度。
关于C4AF的强度，目前国内外有关实 验证明，C4AF不仅对早期强度有利，而且 有助于后期强度的发展，由表1和表2数据 可知，其3d、7d、28d抗压强度远比C2S和 C3A高，其一年强度甚至还能超过C3S。由 此可知，C4AF也是一种水化活性较好的熟 料矿物，但其凝胶性能否正常发挥，不仅 取决于不同条件下形成的铁相固溶体的化 学成分、晶体缺陷及原子团的配位状态等 有关晶体结构的内在原因，而且也与水化 环境、水化产物形态等因素有关。
矿物名称 C3S C2S C 3A C4AF 7d 31.60 2.35 11.60 29.40 28d 45.70 4.12 12.20 37.70 180d 50.20 18.90 0 48.30 365d 57.30 31.90 0 58.30
图二
70 60 50 抗压强度MPa 40 30 20 10 0 -10 4.12 2.35 0 100 45.70 31.60 57.30
50.20
48.30
58.30 C3S C2S C3A C4AF
37.70 18.90 0
200 龄期/d 300
ຫໍສະໝຸດ Baidu
31.90
29.40 11.60 12.20
0
400
C3A的早期强度增长很快，一般认为， C3A主要对早期强度有利，但强度绝对值 不高，而后期强度增长随龄期延长逐渐 减少，甚至有倒缩现象。实验表明，当 水泥中C3A含量较低时，水泥强度随C3A 的增多而提高，但超过某一最佳含量后， 强度反而降低，同时龄期越短，C3A的最 佳含量越高。C3A的含量对1d、3d的早期 强度影响最大，如果超过最佳含量，则 将对后期 产生不利影响。
作为调凝剂加入的石膏，也能改变 水泥的强度。石膏对强度的影响受细度、 C3A含量和碱含量等因素控制。当加入 适量的石膏时，有利于提高水泥的强度， 特别是早期强度，但石膏加入量过多时， 则会使水泥产生体积膨胀而使强度降低。 由于熟料中存在的碱会使C3S、C3A 等的水化速度加快，所以含碱水泥的早 期强度提高，但28d及以后的强度会降 低