硅酸三鈣

用作水泥原料的無機化合物

硅酸三鈣是一種無機化合物,分子式為Ca3SiO5,分子量為為228.3165,是水泥的成分之一。硅酸三鈣水化反應快,水化放熱量大。

普通水泥的主要成分是硅酸三鈣(3CaO·SiO2)、硅酸二鈣(2CaO·SiO2)和鋁酸三鈣(3CaO·Al2O3)等。由石灰石和粘土燒結而成的是硅酸鹽水泥,它的主要成分是硅酸三鈣。在調和水泥過程中,若添加石英砂(黃砂)形成俗稱“三和土”的調和物,或在水泥內部置入鋼筋(俗稱鋼筋水泥),則它的機械強度更大。

化學性質


性質:白色固體。純硅酸三鈣只在1250~2065℃溫度範圍內穩定,在2065℃以上不一致熔融氧化鈣和液相,在1250℃以下分解為硅酸二鈣和氧化鈣。在急冷條件下,硅酸三鈣的分解速度較慢,使其可在常溫下以介穩態存在。硅酸三鈣可由氧化鈣和二氧化硅在高溫下通過固相反應生成,也可由硅酸二鈣和氧化鈣反應生成。硅酸三鈣是水泥熟料的主要礦物,含量可達50%或更多。

水化過程


硅酸三鈣水化過程分五個階段:誘導前期(15min)、誘導期、加速期、衰退期、穩定期。
誘導前期:加水后立即發生急劇化學反應,但持續時間較短,在15min內結束。
誘導期:反應速率極其緩慢,持續2~4h(水泥漿體保持塑性)。初凝時間基本相當於誘導期的結束。
加速期:反應重新加快,反應速率隨時間而增大,出現第二個放熱峰。在達到峰頂時本階段即告結束(4~8h),此時終凝時間已過,水泥石開始硬化。
減速期:水化衰減期,反應速率隨時間下降的階段(12~24h),水化作用逐漸受擴散速率控制。
穩定期:反應速率很低,反應過程基本趨於穩定,水化完全受擴散速率控制。

計算化學數據


1、氫鍵供體數量:0
2、氫鍵受體數量:5
3、可旋轉化學鍵數量:0
4、準確質量:227.839273
5、同位素質量:227.839273
6、拓撲分子極性表面積(TPSA):109
7、重原子數量:9
8、形式電荷:0
9、複雜度:21.1
10、同位素原子數量:0
11、確定原子立構中心數量:0
12、不確定原子立構中心數量:0
13、確定化學鍵立構中心數量:0
14、不確定化學鍵立構中心數量:0
15、共價鍵單元數量:4