胶凝材料复习

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1、胶凝材料填空 60，简答 25，论述 15第四章硅酸盐水泥1. 水泥分类按照用途分类：通用水泥、专用水泥、特性水泥普通水泥、大坝水泥、抗硫酸盐水泥、油井水泥按矿物组成分类：硅酸盐水泥、硫酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥 按化学组成分类：钙水泥、坝水泥、锶水泥、镁水泥 按性质分类：早强水泥、中热水泥、低热水泥、膨胀水泥2. 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的定义 硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料、05%混合材（石灰石或粒化高炉矿渣）、适量石膏磨细 制成的水硬性胶凝材料。普通硅酸盐水泥在硅酸盐水泥熟料中掺入6%20%混合材料、适量石膏磨细制成水硬性胶凝材料，P.O。凝结时间、安定性、强度是通用硅酸盐水

2、泥的三项主要性能。3. 硅酸盐水泥熟料矿物组成化学名称化学式缩爲符号质员分数/%硅酸三钙3CaOSiO2C3S55硅酸二钙2CaOSiO2C2S18铝酸二钙c3a10铁铝醴四钙4CflOAhO.Pe3O3c4af尿:水硫酸钙（石脣）CaSQ42H2Ocsh264. 硅酸盐水泥生产技术硅酸盐水泥的主要技术要求1、不溶物：P.I中不溶物小于0.75%； P.II中不超过1.5%2、MgO：不大于5.0%,如水泥经过压蒸安定性检验合格水泥中MgO含量容许放宽到6.0%3、SO3:不大于 3.5%4、烧失量：P.I烧失量不大于3.0%，P.II不大于3.5%，P.O不大于5.0%5、细度：硅酸盐水泥S

3、e大于300m2/kg；复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水 泥、粉煤灰硅酸盐水泥： 80微米方孔筛不超过10.0%或45微米方孔筛筛余不大于30%6、凝结时间：硅酸盐水泥初凝不得早于45min；终凝不得迟于6h30min；普通硅酸盐水泥 初凝不得早于45min；终凝不得迟于10h。7、碱： Na2O+0.658K2O0.60%5. 硅酸盐水泥水化机理水泥浆体溶液中的主要离子有：硅酸钙Ca2+、OH-、SiO44-铝酸钙Ca2+、Al (OH) 4-硫酸钙Ca2+、SO42-钾、钠及硫酸根离子K+、Na+、SO42-各种酸根离子分别由硅酸钙、铝酸钙、硫酸钙提供水化早期的钙离子主要为C3S

4、水化提供，K+、N+主要为碱式硫酸盐提供。碱的存在将 大大影响CaO的浓度以及CH的结晶过程。水化过程中液相组分与固相组分处于随时间而变的动态平衡中。(一)C3S/C2S的水化3 CaO-SiO2 + nH2OxCaO-Si02 -yH2O+(3-x)Ca(OH)2CjS+nHC-S-HI (3-x)CHC2S+mHC-S-H+( 2-k )CH早期水化：诱导前期、诱导期；水化中期：加速器和减速期；水化后期：稳定期诱导前期：加水后立即发生急剧化学反应，但持续时间较短，在15min内结束。诱导期：反应速率极其缓慢，持续24h (水泥浆体保持塑性的原因)。初凝时间基本相 当于诱导期的结束。加速期：

5、反应重新加快，反应速率随时间而增大，出现第二个放热峰。在达到峰顶时本 阶段即告结束(48h),此时终凝时间已过，水泥石开始硬化。减速期：反应速率随时间下降的阶段(1224h),水化作用逐渐受扩散速率控制。稳定期：反应速率很低、处于基本稳定的阶段，水化作用完全受扩散速率控制。(最初生成的水化产物大部分生长在 C3S 粒子原始周界以外的原来的充水空间之中， 称之为外部水化产物。后期水化形成的水化产物大部分生长在C3S粒子原始周界之内，称之为内部水化产物, 随着内部水化物的形成和发展，C3S的水化向稳定期转变。诱导期形成机理当C3S与水接触后很快水解，Ca2+与OH-进入溶液，在C3S表面形成一个缺

6、钙的富硅 层，Ca2+吸附到富硅层表面形成双电层，使C3S溶解变慢而出现诱导期。由于C3S仍在缓 慢水化，待溶液中Ca(0H)2浓度达到一定的过饱和度时，Ca(0H)2析晶，导致诱导期结束。 同时，由于SiO44的迁移速度慢，因而C-S-H主要在靠近颗粒表面区析晶，而CH晶体可以在 远离颗粒表面或浆体的充水空间中形成。一)的早期水化保护膜理论；晶核形成延缓理论斯卡尔内和杨的见解富硅Lh双电层，诱丫期口匚a(OH”蚀和*诱导期納束，同时C-S-H会在烦粒表面形成(二)CwS的中期水化加速期，C-S-H和Ca(0H)2形成。随着Ca(0H)2浓度降低，以及水化产物在颗粒周围的形成，水化转入减速期.

7、外部产物F内部产物.三)C弓S的后期水化水化进入稳定期；外部产物和内部产物存在差异。C3A水化机理2C3A-+27H=C4AH19+C2AH8C4AH19在R.H第三阶段：石音结晶结构网中，结晶接触点 的特性.在干燥条件下己形成的结晶接触 点保持相对稳定.强度相对恒定。若结构处 于潮湿状态.强度下降.(1)石膏浆体结构强度的发展过程过饱和度较高时，液相中形成的晶核少，形成的晶粒较小，因而结晶接触点也多， 容易形成结晶结构网。而过饱和度较少时，液相中形成的晶核少，形成的晶粒较大，因而结晶接触点也较少，在同样条件下形成同等结构网时所消耗的水化物较多；石膏浆体水化时，其温度为20oC时的过饱和度比6

8、0oC的大，因而在20oC时形 成初始结构所消耗的水化产物也少，前者为10%左右，后者为25%。在初始结构形成以后，水化物继续生成，可以使结构网进一步密实而起到强化作 用。但是，当达到某一限度值后，水化物再继续增加，就会对已经形成的结构网产生 一种内应力(称为结晶应力)。当结构密实以后，形成的水化物结晶体越多，结晶应力也就越大，当结晶应力 大于当时结构所承受的限度时，就会导致结构破坏，使最终的塑性强度降低。 如果过饱和度过大，由于产生结晶应力而使结构强度减弱，这时，在结构强度发 展与水化反应发展的关系上，就会表现为达到最高强度的时间较水化结束的时间 要早。 如果结晶结构形成以后，水化物的生成不

9、足以产生结晶应力，或者产生 的结晶应力不足以引起结构的破坏，则达到最高强度的时间和水化终了的时间是 一致的。b、水固比 在石膏浆体形成过程中，对于小水固比的浆体，随着过饱和度的提高，结晶应力 起着破坏作用；当水固比较大时，要求提高过饱和度及其持续时间，才能保持硬 化浆体的结构正常发展。c、半水石膏的原始分散度 半水石膏的溶解度与其原始分散度有关，分散度越大，溶解度也越大，而相应的 过饱和度也越大。当随着分散度的增加其过饱和度的增长超过一定数值时，则会 产生较大的结晶应力，这时硬化浆体的结构会产生破坏。石膏浆体结晶结构网的形成与破坏几乎受同一因素控制，即液相的过饱和度。它 影响晶核形成速度、数量

10、以及晶体生长和连生的条件，同时也决定着晶体结晶应 力的大小。过饱和度既是结晶结构形成的决定因素，又是影响结构破坏的因素。石膏硬化体的结构 内部结构：水化生成的二水石膏结晶体彼此交叉连生而形成的多孔的网状结构 二水石膏各个晶面溶解度不同，控制二水石膏不同晶面的生长速度，进而控制二 水石膏的形态：1)二水石膏晶体的(111)面由Ca2+组成，选择性吸附N03-、HS04- 等，(110)面由Ca2+和SO42-组成，因此正负离子均可以吸附，但是相对来说， H+、Sr2+、Ag+在SO42-的吸附最强烈，因此可通过吸附剂的选择控制不同晶面 的生长速度，从而控制晶体形状。 (2)另外，旋转速度与温度影

11、响二水石膏晶体 不同晶面溶解度，旋转速度较高时，(010)面的垂直面上溶解度约为(010)面 的 4 倍。强度不仅与结晶体的强度、尺寸有关，还于结晶接触点的性质和数量、孔结构有 关。石膏硬化浆体中结晶接触点具有更大的溶解度 耐水性差的原因：(1)石膏的溶解度大、(2)石膏制品具有高孔隙率、(3)石膏 制品存在微裂纹提高耐水性的措施：保证石膏硬化浆体结晶结构的形成 保证一定强度的前提减 少接触点的数量；提高密实性；加入外加剂(活性二氧化硅、三氧化二铝和氧化 钙，石灰、矿渣或粉煤灰)生成水化硅酸钙与水化硫铝酸钙；沥青 -石蜡悬浮液 或其他水溶性聚合物进行改性，降低亲水性；物理防水，包括涂刷防水层、

12、憎水 剂等石膏建材的特点来源广泛天然二水石膏（皤园具世界之首，探明的超过5D0亿吨硬石膏*化学石膏（磷石膏排量达到5Q0D万吨/年以上，排烟脱硫石膏上千万盹/年2）能耗低生产1吨石膏胶癡材料所耗撚料比生产1盹水泥低3洱*（6）防火（石膏不可燃受二水石青加热脱水过程影响，温度上升较慢）（7）尺寸稳定、裝饰美观（伸缩比小，在最大吸水率时，忡长仅0.09%干缩更小）（8）用途广泛CaOCa IOH 碳醜化 yCqCO、十cq +丹比o 碳化ecq十（旳十i）yo 人工加速石灰浆体碳酸化的方法：增大空气中C02的浓度：利用煅烧石灰， 燃烧燃料排除的气体；提高溶解石灰的浓度：采用提高石灰溶解度的外加剂;

13、增大“溶液-气体”的界面：使材料具有最适宜的湿度用遼种矣生石灰配制石决膏；磨细成生石灰粉用于開制石加砌筑砂浆或抹而砂浆石尿聶稀释成石灰乳（石灰水）涂料，甲于内墙和平顶刷口用于调制石灰砌筑砂浆或抹而砂浆生石灰粉（磨细主杠灰粉）消石灰粉咆制无熟料水泥“ I灰矿浹水泥、右茨粉煤恢水 泥、石次火山灰水泥等）制作注潑盐制品（如加砂宾等）制作碳化制品（如磺化石灰空心板）用于貢灰土 （灰土）和三合土制作硅酸盐制品用于石灰土 （石灰十粘土）和三合土1.可塑性好生石灰熟化为石灰浆时，能自动形成颗粒极细的呈胶体分散状态的氢 氧化钙，表面吸附一层厚的水膜。在水泥砂浆中掺入石灰浆，可使可塑性显著提 高。2.硬化慢、强度低从石灰浆体的硬化过程可以看出，由于空气中二氧化碳稀薄， 碳化甚为缓慢。而且表面碳化后，形成紧密外壳，不利于碳化作用的深入，也不 利于内部水分的蒸发。如 1：3 石灰砂浆 28 天抗压强度仅为 0.2-0.5MPa。3. 硬化时体积收缩大石灰在硬化过程中，蒸发大量的游离水而引起显著的收缩， 所以除调成石灰乳作薄层涂刷外，不宜单独使用。常在其中掺入砂、纸筋等以减 少收缩和节约石灰。4. 耐水性差氢氧化钙易溶于水，如果长期受潮或被水浸泡，会使已硬化的石灰溃 散。若石灰浆体在完全硬化之前就处于潮湿的环境中，石灰中的水分不能蒸发出 去，其硬化就会被阻止，所以石灰不易在潮湿的环境中应用。