硅酸盐水泥的性能水泥工艺学.pptx

§8 硅酸盐水泥的性能 第一页，共二十九页。§8.1 凝结 一、凝结过程水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失去流动性、可塑性，形成具有一定强度的硬化浆体的过程。 第二页，共二十九页。⑴ 初凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体开始失去可塑性所需时间。⑵ 终凝时间：从加水拌和起，到水泥浆体完全失去可塑性并开始产生强度所需时间。二、凝结时间的重要意义 若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水泥浆体就已变硬。若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响施工的速度。第三页，共二十九页。三、影响凝结时间的因素 1.熟料矿物组成 C3A含量高，易导致水泥的快凝（闪凝）2.熟料矿物结构慢冷熟料易导致水泥的快凝 （慢冷时， C3A 形成晶体）3.水泥细度细度细，水泥水化快，凝结时间短4.水化温度温度高，水泥水化快，凝结时间短第四页，共二十九页。5.水灰比（水泥浆体稠度 ）水灰比越大，水化速度就越快，但加水量过多，颗粒间距会增大，网络结构较难形成，所以凝结速度反而变慢。6.调凝外加剂促凝剂：如氯化钠、硫酸钠、三乙醇胺等缓凝剂：如糖钙、木钙、柠檬酸、锌盐、磷酸盐、石膏等第五页，共二十九页。四、石膏的作用及其适宜掺量的确定 1.石膏的作用可以控制水泥的水化速度、调节水泥的凝结时间。改善水泥的性能。如提高早期强度，降低干缩变形，改善耐久性等。主要作用是调节水泥的凝结时间第六页，共二十九页。2.石膏的缓凝机理 水泥中掺加适宜石膏时，Ｃ3Ａ在石膏—石灰的饱和溶液中，生成溶解度极低的三硫型水化硫铝酸钙（AFt，又称钙矾石）。棱柱状的小晶体生长在水泥颗粒表面，形成覆盖层或薄膜，阻滞了水分子及离子的扩散，降低了水化速度，延长了凝结时间，防止了快凝现象发生。第七页，共二十九页。3.石膏的最佳掺量 石膏对水泥凝结时间的影响，并不与掺量成正比，并带有突变性。石膏掺量<1.3%：不足以阻止快凝；石膏掺量>2.5%：对凝结时间影响不大。SO3掺入量：一般为1.5％～2.5％。经验公式：第八页，共二十九页。五、水泥的急凝与假凝1.急凝在C3A含量较高，或石膏等缓凝剂掺量过少时，硅酸盐水泥加水拌和后，C3A迅速反应，很快生成大量片状的水化铝酸钙（C4AH13），并相互连接形成松散的网状结构，出现不可逆的固化现象，又称为“速凝”或“闪凝” 。第九页，共二十九页。2.假凝假凝是指水泥加水拌和后，在几分钟内即迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。造成假凝的主要原因是水泥在粉磨时受到高温，其中二水石膏脱水形成半水石膏甚至可溶性无水石膏。第十页，共二十九页。§8.2 强度一、强度的产生和发展 水化形成大量C-S-H凝胶、Ca(OH)2 、钙钒石(AFt)晶体；C-S-H、钙钒石(AFt)生长成纤维状，相互交织联结，形成网络状结构，从而产生强度；随着水化进行，水化产物数量不断增加，晶体尺寸不断长大，从而使硬化浆体结构更为致密，强度逐渐提高。 第十一页，共二十九页。二、影响强度的因素1.熟料的矿物组成 单矿物净浆抗压强度 MPa矿物7d28d180d365dC3S31.6045.7050.2057.30β-C2S2.354.1218.9031.90C3A11.6012.2000C4AF29.4037.7048.3058.30第十二页，共二十九页。2.水泥细度<1um：搅拌中就完全水化，对强度无益；增加需水量，降低浇筑性能。1～3um：可提高3d强度，但增加需水量。3～32um：决定28d强度，含量越高越好；强度富余大，可增加混合材掺量。32～65um：对强度有贡献，但贡献率低。>65um：只起骨架作用；含量增加，泌水性增大。要求：水泥细度合适，级配合理第十三页，共二十九页。3.水泥石的结构水泥石密实程度越高，强度就越高，与孔结构密切相关。水泥水化所需的结合水一般占水泥质量的23％左右，水灰比大，多余的水蒸发形成气孔或通道，强度下降；水灰比过小，拌合物干稠，施工振捣中不易密实，出现蜂窝、孔洞，强度严重下降。第十四页，共二十九页。4.养护温度和湿度温度和湿度是影响水泥水化速度的重要因素。水泥水化过程中，必须在一定的时间内保持适当的温度和足够的湿度，以使水泥充分水化。提高养护温度（即水化的温度），可以使早期强度得到较快发展，但后期强度，特别是抗折强度反而会降低。 如果湿度不够，水泥的水化反应不能正常进行，甚至停止水化，会严重降低水泥强度。第十五页，共二十九页。§8.3 体积变化与水化热一、体积变化1.化学减缩水泥在水化硬化过程中，无水的熟料矿物转变为水化产物，固相体积大大增加，而水泥浆体的总体积却在不断缩小。由于这种体积减缩是化学反应所致，故称为化学减缩。 第十六页，共二十九页。2.湿胀干缩硬化水泥浆体的体积随其含水量而变化。浆体结构含水量增加时，其中凝胶粒子