水泥基础知识Word文档格式.docx

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水泥是多矿物的集合体，各矿物的水化会互相影响。

水泥水化是指水泥与水所起的化合作用,即水泥从无水状态转变到含结合水状态的反应过程,包含水解和水合。

　　水泥水化过程，分为化学反应和物理化学反应。

　　水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。

分述如下：

　　①硅酸三钙水化

　　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

C3S+H→C-S-H+CH

　　②硅酸二钙的水化

　　β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。

　　2CaO·

yH2O+（2-x）Ca（OH）2

C2S+H→C-S-H+CH

　　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。

　　③铝酸三钙的水化

C3A+H→C3AH6（水化铝酸三钙）

　　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）。

　　④铁相固溶体的水化

C4AF+H→C3AH6+CFH（水化铁酸一钙）

　　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。

总结：

（1）在四种熟料矿物中，C3A水化速率最快，C3S和C4AF水化也很快，而C2S最慢。

（2）硅酸三钙或硅酸二钙水化生成水化硅酸钙（C-S-H）和氢氧化钙（CH）。

C-S-H不溶于水，并立即以胶体微粒析出，逐渐凝聚成为C-S-H凝胶。

CH在溶液中的浓度很快达到过饱和，呈六方板状晶体析出。

（3）水化铝酸钙为立方晶体，在氢氧化钙饱和溶液中，其一部分还能与氢氧化钙进一步反应，生成六方晶体的水化铝酸四钙。

因水泥中渗有少量石膏，故生成的水化铝酸钙会与石膏反应，生成高硫型水化硫铝酸钙（3CaO·

Al2O3·

3CaSO4·

32H2O）针状晶体，其矿物名称为钙矾石，简称AFt。

当石膏完全消耗后，一部分将转变为单硫型水化硫铝酸钙晶体，简称AFm。

通常，AFt在水泥加水后的24h内大量生产，随后逐渐转变成AFm。

（4）如果忽略一些次要的和少量的成分，则硅酸盐水泥与水作用后，生成的主要水化产物为：

水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。

在完全水化的水泥石中，水化硅酸钙约占70%，氢氧化钙约占20%，钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%。

硅酸盐水泥水化反应为放热反应，其放出的热量成为水化热。

将经过105℃干燥处理的粉末试样用光电天平称取1g左右（精确至0.0001g），质量记m105℃，装入坩埚（容量15mL，经900℃灼烧至恒定质量，并记录了质量），放入马弗炉中升温至900℃，恒温30min，然后取出放入干燥器中冷却称量；

再放入马弗炉中在900℃下灼烧15min随即冷却称量；

如此反复，每次恒温灼烧15min，直到前后两次质量差小于0.0005g，测量结束。

最后一次试样的质量记为m900℃。

每个试样至少做两次平行试验，烧失量取其算术平均值。

本研究中烧失量的计算是基于质量m105℃的，即LOI=（m105℃-m900℃）/m105℃。

由于原材料高温灼烧时也有质量损失，所以水化浆体的烧失量还要扣除原胶凝材料的烧失量，修正后的结果才是非蒸发水含量。

如果质量m105℃的浆体试样中非蒸发水质量为

胶凝材料质量为c,胶凝材料的烧失量为Lc，则m105℃=

+c，m900℃=c（1-Lc）。

由于LOI=（

）/

，所以

则非蒸发水的含量