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水泥水化反应

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水泥水化反应_第1页
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C3S——硅酸三钙3(CaO - SiO2)C2S——硅酸二钙2(2CaO - SiO2)C3A--铝酸三钙3CaO - A12O3C4AF——铁相固溶体4CaO - A12O3 - Fe2O3水化作用后产物C-S-H——水化硅酸钙3CaO - 2SiO2 - 3H2O (胶体)CH氢氧化钙Ca(OH)2(晶体)C3AH6——水石榴石3 CaO - A12O3 - 6 H2O (晶体)AFt三硫型水化硫铝酸钙,简称钙矶石Ca6A12(SO4)3(OH)12 - 26 H2OAFm单硫型水化硫铝酸钙Ca4A12(OH)12 SO4 - 6H2O水泥在干态时主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙 以及少量的硫酸化物(钾 盐、钠盐)、石膏(二水硫酸钙)组成在水泥水化过程中,C3A C3S和C2S与水泥中其它 组分发生复杂的水化反应,生成钙矶石即三硫型水化硫酸铝钙型AFt,单硫型水化硫酸铝钙AFm,氢氧化钙如和硅酸钙C—S—H凝胶硅酸盐水泥的水化是一个非常复杂的、非均质的多相化学反应过程自加水开始,水泥的水 化反应就会一直进行,水泥基材料的结构会随着水泥水化反应逐渐演变,由流动状态逐渐变 为塑性状态,最后到凝结硬化状态。

通过水泥的水化反应,使得松散的水泥粉体颗粒变成了具有胶结性的水泥浆体,进而粘结各 种不同粒径的粗细骨料,形成了混凝土这种水泥基体材料水泥的水化作用就是它们之间的复杂化学反应,生成结晶性较好的水化晶体:AFt AFm CH 还有结晶性不好的无定形C-S—HAFt AFm CH呈针状、棒状、无序态,这是造成水泥脆性的根本原因水泥混凝土水化过程的化学反应式: 3(CaO - SiO2)+ 6 H2O = 3CaO・2SiO2・ 3H2O (胶体)+3 Ca(OH)2(晶体)3CaO - A12O3 + 6 H2O = 3 CaO- A12O3 - 6 H2O (晶体)4CaO - A12O3 - Fe2O3+7H2O = 3CaO - A12O3 - 6H2O+CaO - Fe2O3 - H2O(胶体)硅酸盐水泥4种熟料矿物成分中,主要的强度贡献者是C3S和C2S,它们在水泥中含量最多, 占水泥重量的75%,因此它们的水化进程对水化物组成以及水泥石结构产生决定性影响,它 们牛成的水化产物主要是:水化硅酸钙和氧氧化钙(游离的对强度有害)氢氧化钙CH是一种六方板状晶体,其强度很低,稳定性极差,在侵蚀条件下是首先遭到侵 蚀的组成,而且它们多在水泥石和集料的界面处富集,并组晶成粗大晶粒,因此界面的黏结 力下降,成为水泥基材料中的最薄弱环节。

因此,CH是水泥耐久性差的主要根源,也是水 泥裂缝的发源地CH是对水泥强度有害的)硅酸盐水泥拌合水后,四种主要熟料矿物与水反应分述如下:① 硅酸三钙水化C3S——C-S-H+CH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CH3CaO・SiO2+nH2O=xCaO・SiO2・yH2O+(3-x)Ca(OH)2② 硅酸二钙的水化C2S——C-S-H+CHB -C2S的水化与C3S相似,只不过水化速度慢而已2CaO・SiO2+nH2O=xCaO・SiO2・yH2O+(2-x)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③ 铝酸三钙的水化C3A——AFm或AFt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,简称钙矶石,常用AFt表示若石膏在C3A完全水化前耗尽,则钙矶石与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水化产物与C3A类似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很相似错误:(3)应是A12(5)是 C2S。

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