生成的水化硅酸钙

• 硅酸盐水泥的主要水化产物为:
(1)C-S-H凝胶;(70%)CFH凝胶;(水化铁酸钙) (2)水化铝酸钙; (3)氢氧化钙;(20%) (4)钙矾石.(三硫型水化硫铝酸钙)
各 种 熟 料 矿 物 的 强 度 增 长 图
硅酸盐水泥的水化放热速率
放热速率（J/kg/s)
A B
潜伏期
拌合后时间（h）
2.Coagulation and hardening course
• (1) Coagulation: 是指水泥加水拌合后, 成为
塑性的水泥浆,其中颗粒表面的矿物开始在水中 溶解并与水发生反应,水泥浆逐渐失去塑性,但 还不具有强度的过程.
• Initial set:初凝为水泥加水拌合时起到标准稠
• C3S在最初四个星期内强度发展迅速，它实际上决定着硅酸盐水泥四个 星期以内的强度；C3S的水化热较多，其含量也最多，故它放出的热量 最多；但其耐腐蚀性较差。
(2) C2S
• β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而 已。 2CaO· SiO2+nH2O=xCaO· SiO2· yH2O+(2x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与 C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H凝 胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。 C2S的硬化速度慢，在大约4个星期后才发挥其 强度作用，约一年左右达到C3S四个星期的发 挥程度；而其水化热少；耐腐蚀性好
例1: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。 矿物组 成 A水泥 C3S% C2S% C4A% C4AF
60
15
16
9
B水泥
47
28
10
wenku.baidu.com
15
• 例2: • 某大体积的混凝土工程，浇注两周后拆 模，发现挡墙有多道贯穿型的纵向裂缝。 该工程使用某立窑水泥厂生产42.5Ⅱ型硅 酸盐水泥，其熟料矿物组成如下： C3S 61％； C2S 14％； • C3A 14％； C4AF 11％。
(3) C3A
• 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相 CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最 终转化为水石榴石（C3AH6）。 在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有 关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表 示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为 单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
•
另外还有少量的矿化剂（如萤石）改善煅烧条 件。
2.Definition and classification of silicate cement
• 凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅 酸钙为主的水泥熟料，掺入适量石膏、0～5％ 的石灰石或粒化高炉矿渣磨细制成的水硬性胶 凝材料，就是硅酸盐水泥(也称波特兰水泥)。 当硅酸盐水泥中不掺混合材料时，称为Ⅰ型硅 酸盐水泥，代号P.Ⅰ。当硅酸盐水泥中混合材 料掺量不超过5%时，称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代 号P.Ⅱ。
2.4 Silicate cement
Classification of cement
• By composition Silicate cement Aluminate cement Sulphate cement Ferrialuminate cement
By capability and use
3.Manufacture of silicate cement (两磨一烧)
4.Mineral composition of clinker
• ①硅酸三钙(简称C3S) ——其矿物组成为3CaO· SiO2， 含量约50%左右。 ②硅酸二钙(简称C2S) ——其矿物组成为2CaO· SiO2， 含量约20%左右。 ③铝酸三钙(简称C3A) ——其矿物组成为3CaO· Al2O3， 含量7%～15%。 ④铁铝酸四钙(简称C4AF) ——其矿物组成为 4CaO· Al2O3· Fe2O3，含量10%～18%。 ⑤其它矿物组成——硅酸盐水泥熟料中还含有少量的 游离氧化钙和游离氧化镁及少量的碱(氧化钠和氧化钾)。 它们可能对水泥的质量及应用带来不利影响。
度净浆开始失去可塑性所需的时间. • Final set:终凝为水泥加水拌合时起到标准净浆 完全失去可塑性并开始产生强度所需的时间.
(2) hardening
• 水泥进入硬化期后,在有水存在的情况下,水化继续进行, 但水化逐渐减慢,水化物总量随时间延长而逐渐增加,扩 展到毛细孔中,使结构更细致,强度相应提高. • 水泥的水化和凝结硬化是从水泥颗粒表面开始的,逐渐 往水泥颗粒的内核深入进行.开始水化带度快,水泥强度 提高也快;但由于水化进行,堆积在水泥颗粒周围的水化 物不断增多,阻碍水和未水化水泥的进一步接触,水化减 慢,强度增长也变慢,但无论过多久,水泥的内核都很难完 全水化. • 所以在水泥石中,同时含有水泥熟料的水化产物,未水化 的水泥颗粒,水和孔隙.
•
C3A硬化速度最快，但强度低，其对硅酸盐水泥在1～3 d或稍长 的时间内的强度起到一定作用；C3A的水化热多；耐腐蚀性最差。
(4)C4AF
• 水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。 它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使 单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产 物与C3A很相似。 • C4AF的硬化速度也较快，但强度低，其对硅 酸盐水泥的强度贡献小；其水化热和耐腐蚀性 均属中等。
2.4.2 hydration and hardening of silicate cement
• 1.hydration • (1)C3S
• 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H 凝胶)和氢氧化钙。 3CaO· SiO2+nH2O=xCaO· SiO2· yH2O+(3-x)Ca(OH)2
• General cement • Special cement • Extra properties cement
2.4.1 硅酸盐水泥生产工艺及矿物组成
• 1.principal raw materials • （1）石灰质原料：提供CaO，有石灰石、贝壳、 石灰质凝灰岩。 • （2）粘土质原料：提供SiO2· Al2O3，少量 Fe2O3，有粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩、河 泥等、 • （3）铁矿粉：提高Fe2O3的含量，有黄铁矿渣。