水泥水化
化學反應和物理化學反應過程
水泥水化過程,分為化學反應和物理化學反應。
初期強度取決於3CaO.SIO2後期強度為2CaO.SIO2,含量在75--82%
對於一般建築、小體積工程來說,可以不考慮水泥的水化熱,甚至可以加快水泥的水化硬化。
但是對於大體積工程來說,比如大壩,橋樑等,水化熱來不及釋放越積越多會造成膨脹開裂等毀滅性後果,所以有專用的大壩水泥、低水化熱水泥,有的還要使用其他冷卻方法。
硅酸鹽水泥拌合水后,四種主要熟料礦物與水反應。分述如下:
①硅酸三鈣水化
硅酸三鈣在常溫下的水化反應生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·(n-3+x)H2O+(3-x)Ca(OH)2
②硅酸二鈣的水化
β-C2S的水化與C3S相似,只不過水化速度慢而已。
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·(n-2+x)H2O+(2-x)Ca(OH)2
所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區別,故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少,結晶卻粗大些。
③鋁酸三鈣的水化
鋁酸三鈣的水化迅速,放熱快,其水化產物組成和結構受液相CaO濃度和溫度的影響很大,先生成介穩狀態的水化鋁酸鈣,最終轉化為水石榴石(C3AH6)。
在有石膏的情況下,C3A水化的最終產物與起石膏摻入量有關。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣,簡稱鈣礬石,常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗盡,則鈣礬石與C3A作用轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。
④鐵相固溶體的水化
水泥熟料中鐵相固溶體可用C4AF作為代表。它的水化速率比C3A略慢,水化熱較低,即使單獨水化也不會引起快凝。其水化反應及其產物與C3A很相似。