水泥水化放热与电阻率变化

水泥水化机理

4.1水泥的水化机理 从化学角度来看,水泥的水化反应是一个复杂的溶解沉淀过程,在这一过程中,与单一成分的水化反应不同,各组分以不同的反应速度同时进行水化反应,而且不同的矿物组分彼此之间存在着互相影响。水泥中最多的熟料矿物是硅酸盐化合物，是制约水泥水化性质及相关性能的关键组分。水泥中的硅酸盐熟料矿物的主要成分为硅酸三钙和硅酸二钙。 （1）硅酸三钙（C3S）的水化 硅酸三钙是水泥熟料中的含量最多的组分，通常占材料总量的50%左右，有时高达60 %。硅酸钙的水化产物的化学组成成分不稳定，常随着水相中钙离子的浓度、温度、使用的添加剂、养护程度而发生变化，而且形态不固定，通常称为“C-S-H”凝胶。 C3S在常温下发生水化反应，可大致用下列方程式表述： 硅酸三钙的水化速率很快，其水化过程根据水化放热速率随时间的变化，可以将C3S的水化过程划分为五个阶段，各阶段的化学过程和动力学行为如表1.1所示。 表1.1 C3S水化各阶段的化学过程和动力学行为时期早期中期后期 反应阶段诱导前期诱导期加速期减速期稳定期 化学过程初始水解， 离子进入溶 液 继续溶解， 早期C-S-H 稳定水化产 物开始生长 水化产物继 续生长，微 结构发展 微结构组件 密实 动力学行为反应很快反应慢反应快反应变慢反应很慢（2）硅酸二钙的水化 C2S也是水泥主要熟料矿物组分之一，水化过程与C3S相似，也有诱导期、加速期，但是水化速率特别慢。C2S的水化反应可大致用下列方程表述：

（3）铝酸三钙的水化 C3A是水泥熟料矿物的重要组分之一,其水化产物的组成与结构受溶液中的氧化铝、氧化钙浓度的影响很大，它对水泥的早期水化和浆体的流变性能起着重要的作用。纯水中C3A的水化：大量的研究结果表明，C3A遇水后能够立即在表面形成一种具有六边形特征的初始胶凝物质粒子，开始时其结晶度很差也很薄，呈不规则卷层物，随着水化时间的推移，这些卷层物生长成结晶度较好的，成分为C4AH19和C2AH8济的六边形板状物。这种六边形水化物是亚稳的，并能转化成立方形稳定的晶体颗粒。常温下C3A在纯水中的水化反应可用下式表示： 有石膏存在时C3A的水化：在水泥浆体中，熟料中的C3A实际上是在和有石膏存在的环境中水化的，C3A在Ca(OH)2饱和溶液中的水化反应可以表述为C3A+CH+12H=C3AH13。当处于水泥浆体的碱性介质中时，C3AH13在室温下能稳定存在，其数量增长也很快，这是水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一。（4）铁铝酸四钙的水化 铁铝酸四钙的水化与铝酸三钙的水化过程相似，只是反应速率很慢，而且产物是含铁和铝的共同产物。

水工程施工期末考试复习资料

名词解释： 1.土是由岩石风化生成的松散沉积物，是由颗粒（固相）、水（液相）、气（气相）所组成的三相体系。 2.粒组: 天然土是由无数大小不同的土粒所组成，通常是把大小相近的土粒合并为一组，称为粒组。 3.土的颗粒级配： 土中某粒组的土粒含量为该粒组中土粒质量与干土总质量之比，常以百分数表示。而土中各粒组相对含量百分比称为颗粒级配。 4.质量密度： 单位体积土的质量。 重力密度： 单位体积土所受的重力。 土粒相对密度（比重）： 土粒质量密度与4℃时纯水密度的体积。 土的水含量： 土中水的质量与土粒重量之比。 土的干密度： 单位体积土中土粒的质量。 土的饱和重度： 土中空隙完全被水充满时土的重度。 土的孔隙比：

土中孔隙体积与土粒体积之比。 土的孔隙率： 土中孔隙体积与总体积之比。 土的饱和度： 土中水的体积与孔隙体积之比。 5.界限含水量： 黏性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量，称为界限含水量。 6.最优含水量： 在一定的压实能量下使土最容易密实，并能达到最大密实度是的含水量。 7.支撑： 防止沟槽土壁坍塌的一种临时性挡土结构，由木材或钢材构成。 8.钢筋混凝土： 有混凝土和钢筋（或钢丝）两部分材料组成，具有抗压、抗拉强度高的特点，适用于作为构筑物中的承力部分。 9.混凝土： 是以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水，按适当比例配合，经均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人造石材。 10.和易性： 混凝土拌和物能够保持其各种成分的均匀，不离析及易于操作的性能。（流动性、粘聚性、保水性）。和易性指标： 利用坍落筒及捣棒而测得。 11.四合一施工法：

小口径管道在土质较好条件下，可将混凝土平基、稳管、管座与接口和在一起施工称为“四合一施工法”.优点减少养护时间避免混凝土浇筑的施工缝。 12.工程项目管理： 工程建设者运用系统工程的观点理论和方法，对工程建设进行全过程和全方位的管理，实现生产要素在工程项目上的优化配置，为用户提供优质产品。 13.水泥细度： 指水泥颗粒的粗细程度。 14.水热化： 水泥在水的作用下放热，在水泥硬化过程中，不断放出热量。 15.体积xx： 指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性能。 16.土的渗透性： 是指土体被水透过的性能，它与土的密度程度有关，土的孔隙比越大，则土的渗透系数越大。 17.流沙： 在沟槽、基坑开挖低于地下水位，且采用坑（槽）内抽水时，有时发生坑底及侧壁的土形成流动状态，随地下水涌进坑内而产生流沙 18.一次灌浆就是使用灌浆料把预留孔与地脚螺栓浇注在一起，使地脚螺栓固定的过程。 19.二次灌浆： 施工基础时，预留好水泵机组的底角螺丝空洞，然后浇筑基础混凝土。 20.换土垫层：

陈诚-阿利特硫铝酸盐水泥合成与水化研究进展材料导报修改稿

阿利特-硫铝酸盐水泥的合成与水化研究进展 陈诚 芦令超 （济南大学材料科学与工程学院，济南 250022） 摘 要 阿利特和无水硫铝酸钙矿物分别是硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的主导矿物。阿利特矿物的早期强度偏低，后期强度高。硫铝酸钙是典型的早强型矿物，但后期强度增进率低。因此，实现这两种矿物的复合，制备以阿利特和硫铝酸钙为主导矿物的新型水泥材料，将使水泥的早期强度进一步提高，并具有较高的强度增进率和后期强度。同时由于在水泥熟料矿物体系中含有硫铝酸盐矿物，将对以阿利特为主导矿物的硅酸盐水泥的水化产生重要影响。因此，深入分析该水泥的合成及水化机制具有重要意义。 关键词 阿利特 硫铝酸盐 水泥 合成 水化 中图分类号：TQ172.2文献标识码：A Review on the Hydration and Hardening of Alite Sulphoaluminate Cement CHEN Cheng，LU Ling-chao (School of Material Science and Engineering, University of Jinan, Jinan 250022, China) Abstract Alite and C4A3S are main minerals of Portland cement and Alite sulphoaluminate cement. Alite has lower early strength and good long-term strength. C4A3is the typical high early strength mineral, but its improving rate of the strength is small. So, the early strength of Alite sulphoaluminate cement will be further improved at the base of the compound of the two minerals. Also, it has important effect on the hydration of Portland cement on account of the existence of sulphoaluminate minerals in the clinker system. Therefore it’s useful to deeply study the synthesis and hydration of Alite Sulphoaluminate Cement. Key words Alite, sulphoaluminate, cement, synthesis, hydration 0 引言 水泥是重要的建筑材料，它对工程建设起着重要的作用。2006年我国水泥产量达10.64亿t，居世界第一，占世界水泥总产量的1/3，水泥仍然是二十一世纪主要的建筑材料。但目前大量使用的硅酸盐水泥尚存在一些缺点，主要表现在：早期强度偏低；烧成温度高，导致能源消耗高；水泥熟料中阿利特（C3S）含量高，消耗了大量高品质石灰石资源；生产过程中产生大量的CO2等废气，环境污染日趋严重；水泥水化后期，由于硬化水泥浆体体积收缩而造成收缩裂纹，影响水泥混凝土的体积稳定性与耐久性 因此，提高传统硅酸盐水泥的性能，满足现代建设工程对水泥的多功能、高性能的要求，并达到节约资源、保护环境的目的，是实现水泥工业可持续发展的关键，对国民经济与社会发展具有重要意义。而水泥水化硬化是影响水泥性能的重要因素，所以通过矿物复合技术合成新型高性能水泥并研究水泥的水化过程、水化产物以及水化硬化机理，是提高水泥性能的重要途径。 [1]。

硫铝酸盐水泥发展现状

硫铝酸盐水泥的发展现状 梁鸣 重庆科技学院 摘要：硫铝酸盐水泥作为特种水泥品种之一，具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好、液相碱度低、自由膨胀率低等优点，并且生产成本低，在目前具有广阔的市场前景。本文重点阐述了硫铝酸盐水泥的性能、用途、生产条件及状况。 关键词：硫铝酸盐水泥；特种水泥；性能；用途；生产条件；生产现状 The Current Situation Of Sulpho-aluminate LiangMing ChongQing Uinversity Of Science And Technology Abstract:Sulpho-aluminate, one of special cement varieties, has the advantages of higher strength in early period, shorter condensation time, better resistance to corrosion, better resistance to antifreeze, lower alkalinity in liquid phase, lower free expansive rate and so on. Moreover the production cost of sulpho-aluminate is low, so it has a large market foreground. In this article, we focus on the performance, application, production conditions and situations of sulpho-aluminate. Key words: sulpho-aluminate; special cement; performance; application; production conditions; production situation 随着现代工业的发展，到了20世纪初，仅仅有硅酸盐水泥、石灰、石膏等几种胶凝材料已远远不能满足重要工程建设的需要，因而一些专用水泥品种和特种水泥品种便应运而生。硫铝酸盐水泥是由矾土、石灰石、石膏按一定配比，经低温（1300℃~1350℃）煅烧而生产以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物相的熟料，再在该熟料中配加适量混合材（石灰石、石膏等）后，共同粉磨而制成的具有早期强度高强、凝结时间短、碱度低等一系列优异性能的水硬性胶凝材料[1]。硫铝酸盐水泥是1975年我国建筑材料科学研究院研制成功的，并于1982年获得国家发明二等奖[2]，随着研究的不断深入这种水硬性胶凝材料被开发成了一系列特种水泥，包括高强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等5个硫铝酸盐水泥品种[3]。硫铝酸盐水泥熟料的生产所需要的热耗低，且其易磨性好，因而是一种节能水泥。2005年，我国硫铝酸盐水泥产量达到了125.3万吨。目前，全国硫铝酸盐水泥产量基本稳定在125万吨左右。 1硫铝酸盐水泥的性能 1.1早期强度高 在目前企业所生产的各种快硬水泥中，硫铝酸盐水泥的早期强度性能要比硅酸盐水泥高3个标号，最高达725，其3d或7d的抗压强度指标也与普通硅酸盐水泥

赤泥制备硫铝酸盐水泥熟料的物相组成及水化性能

赤泥制备硫铝酸盐水泥熟料的物相组成及水化性能 赵宏伟1,李金洪1,刘　辉2 (11中国地质大学矿物材料国家专业实验室,北京　100083; 21山东铝业股份有限公司,山东淄博　255052) 摘　要:以赤泥为主要原料,经配方设计,在1300℃条件下烧制硫铝酸盐水泥熟料。运用X 粉晶衍射(XRD )和扫描电镜 (SEM )等手段,对水泥熟料形成历程、水化产物进行分析。结果表明,水泥熟料有较好的易烧性,熟料主要矿物发育良好。水化产 物以花瓣状或片状的AFm 、短柱状的AFt 及C 2S 2H 等胶体为主,浆体结构致密。水泥净浆试块强度测试结果表明,1d ,3d ,28d 龄期的抗压强度分别为42MPa ,50MPa ,65MPa ,抗折强度分别为810MPa ,815MPa ,1215MPa ,早期强度较高且增进稳定。 关键词:环境工程;赤泥;水泥熟料;硫铝酸盐 中图分类号:X758;TQ17217;TF821　文献标识码:A 文章编号:1001-0211(2006)04-0119-05 收稿日期:2006-05-16 基金项目:国家自然科学基金资助项目(40602008); 矿物材料国家专业实验室基金项目(A05005) 作者简介:赵宏伟(1983-),男,陕西眉县人,助教,主要从事非金 属矿物材料等方面的研究。 赤泥是工业氧化铝生产中排放的高碱性泥浆 (p H 10～1215),化学成分极其复杂,属于工业有害废渣[1]。每生产1t 氧化铝约排放110～116t 赤泥,全世界每年赤泥排放量约为6600万t [1-2],我国赤泥年排放量高达300万t ,当前赤泥的利用率仅为15%左右[3]。因此,赤泥的治理与综合利用问题已 引起国内外普遍关注,是目前铝工业急需解决的重要课题之一。近年来,赤泥用于水泥、混凝土方面的研究,获得了较好的成果[4-9],但因赤泥的含碱R 2O (即Na 2O +K 2O )较高(一般在215%～310%),不能直接大量作为烧制普通硅酸盐水泥熟料的原料,大部分是作为水泥或混凝土等胶凝材料的性能调节型辅助胶凝组分掺杂。据文献的研究,与硅酸盐水泥相比,碱对硫铝酸盐水泥的影响要小,可以利用高碱原料或工业废渣生产硫铝酸盐水泥 [10] 。Manesh Singh 等人曾经做过赤泥烧制硫铝酸盐水泥的尝 试[1-2,11]。在已有研究的基础上,探索利用赤泥直接作为原料,制备硫铝酸盐水泥,获得了较好的性能,使赤泥的直接利用率可提高到40%左右。 1　实验方法 111　试验原料 试验用赤泥为山东铝业公司烧结法生产氧化铝冶炼过程中排出堆放的陈赤泥,呈棕黄色板结块状, 经105℃充分干燥,粉磨过74 μm 筛密封备用。石灰石取自北京市门头沟区军庄镇石灰石矿山,矾土由首钢耐火材料厂提供。赤泥、石灰石、矾土的化学成分见表1。硫酸钙由北京化学试剂厂生产,为分析纯。力学性能测试对比试验采用425标号的锏牌快硬硫铝酸盐水泥,由北京赛阳特种水泥公司生产。 表1　原料的化学组成(w i /%) Table 1　Chemical composition of raw materials 原料CaO SiO 2Fe 2O 3/FeO Al 2O 3MgO Na 2O 石灰石 5315221820101012201470102赤　泥351141811413133714211322123矾　土0111211411159215301050106原料K 2O P 2O 5TiO 2MnO Loss Total 石灰石010*********<010143108100132赤　泥01460123313501051718799157矾　土 0106 0119 3176 <0101 0120 100125 112　配料设计及试样制备 赤泥中铁含量较高,拟设计该硫铝酸盐水泥熟料的主要矿物为C 4A 3 S (C 代表CaO ,A 代表Al 2O 3, S 代表SO 3,S 代表SiO 2,下同)、C 2S (S 代表SiO 2,下同)和C 4AF (F 代表Fe 2O 3,下同),设计熟料的矿物 组成及原料配比见表2,化学组成见表3。表2　设计熟料的矿物组成与原料配比(w i /%) Table 2　Mineral composition of designed clinker and raw materials 试样 编号设计矿物组成C 4A 3 S C 2S C 4AF 原料配比 赤泥石灰石矾土硫酸钙Z 2160241640134261422219810126Z 225630143713930149221719141Z 235236123410234173221438182Z 244842103016039114221108116Z 25 44 48 8 26189 43189211767146 第58卷　第4期2006年11月 有　色　金　属Nonferrous Metals Vol 158,No 14 November 2006

石灰石对水泥水化过程的影响

石灰石对水泥水化过程的影响-中国水泥技术网 2010-4-1 作者: 摘要：EN标准(EN 197)规定波特兰水泥中石灰石粉(主要为方解石)的掺加量最多可达5％，而全世界范围内，在特种水泥中石灰石的掺加量都要高得多。然而人们关注着富含石灰石的水泥的性能问题。由于尚未充分了解石灰石粉添加剂的作用：石灰石粉到底是一种活性添加剂还是惰性填充材料，或者是二者共存，所以目前还不能对此做些什么。本文展示如何辅以有针对性的试验进行计算来说明具有活性低含量方解石的作用。本文提供的发现显示了现代热动力学作为研究水泥浆体矿物学的一种有效方法的功能。 1 引言和基本原则 水泥生产商在生产具有较高早期强度和优良耐久性的优质水泥的同时，承受着降低成本和减少排放的压力。在这种情况下，常采用石灰石粉部分地替代水泥，并且经证明含量至少达到5％时是无害的：石灰石粉是EN 197标准允许的一种添加剂。由于按照该标准，所用石灰石中碳酸钙的含量不能低于70％(许多商用石灰石超过了此限值)，因此，采用方解石进行模拟分析是合理的。 石灰石通常与熟料共同粉磨，由于其硬度比熟料小，所以粉磨之后的石灰石粒径的分布范围较广，但是其平均粒径明显比熟料的更细。由此产生的石灰石细粉无疑能改善固体颗粒与水混合后的固结性。然而物理堆积的优化过程相当复杂，不仅取决于石灰石粉的掺加量，还取决于所使用的粉磨设备类型以及熟料、石灰石的相对易磨性，由于这些都是变量，因此需要不同工厂各自进行评估。 Ingram和Daugherty对石灰石粉的物理作用作了评述。随后，Livesey等和Vuk等报道了石灰石水泥的强度发展。Tsivilis等人报道了加入石灰石粉后的混合物的渗透性，并将其与混合物基体的碳化速度和钢筋的潜在腐蚀性联系起来进行了分析。Uchikawa 等人在检查混凝土时发现由于石灰石粉的加入会使孔结构细化，并声称石灰石粉不具有火山灰活性，因此，对氢氧钙石含量也没有影响另一面，Catinaud等人指出，由于碳铝酸盐的形成，石灰石粉会阻止AFt(钙矾石)向AFm(单硫型硫铝酸盐)转化。这正与Sawicz、Henig和Kuzel等人的结果相一致，他们认为石灰石粉阻止了钙矾石向单硫酸盐转变，取而代之的则是单碳铝酸盐和半碳铝酸盐的形成。由以上文献可以看出，对于石灰石粉在波特兰水泥混合物中的活性还没有达成统一认识。 借助于选择的几种矿物活性实验以及热力学计算，我们再次对石灰石粉的活性进行检测，实

水泥化学--混凝土科学答案

混凝土科学 1、 试述在结构形成过程中有哪些主要的收缩变形及行之有效的减小和抑制措施？ 答：主要的收缩变形有凝缩、塑性收缩、干燥收缩、化学收缩、自生收缩、温度收缩、碳化收缩等。 减小和抑制措施： 凝缩：混凝土凝固时,一些水与水泥颗粒结合,使体积减少,称为凝缩。 塑性收缩：一般由于水泥水化热高，同时在春夏季节，室外温度高而湿度较低，新浇筑的混凝土表面泌水很快被蒸发，随着混凝土表面水分的蒸发，内部的水分逐步向外迁移，这样就造成了混凝土在塑性阶段的体积收缩。 干燥收缩：加强潮湿养护，增强混凝土中粗骨料的用量。 自生收缩：加入内养护材料，如饱水的轻骨料，吸水性高分子等。 温度收缩：减小结构的内外温差，采用膨胀系数低的骨料，大掺量的粉煤灰，低热水泥，降 低水泥用量，冷却骨料，冰水搅拌。 碳化收缩：化学涂层能有效降低碳化收缩。 2、 试给出f V =0%，f V =2%，f V =10%的普通混凝土（PC ）、钢纤维混凝土（SFRC ）、渍浆纤维混凝土(SIFCON)的荷载-挠度全曲线示意图并分析比较各曲线的特征点、特征阶段的异同之处？（这道题几乎每年都考） 答：特征点：A:初裂荷载，B ：极限荷载。 PA 3> PA 2> PA 1，PB 3> PB 2> PB 1，（PA 3-PB 3）>（PA 2-PB 2）>（PA 1-PB 1）。

钢纤维的掺入，推迟了初裂点的出现，对混凝土的增强阻裂效应不仅表现在裂后阶段，裂前的作用也十分明显，随着f V 的增高，位-荷曲线下的面积也相应的增大。 SIFCON 除具有上述特征外，还多了一个多点开裂的阶段，它对提高SIFCON 的抗拉、抗弯强度，吸收动能的能力，增进韧性有很大影响。 3、 试分析聚丙烯纤维、钢纤维、碳纤维对改善混凝土性能的贡献（主要是增强、 增韧与阻裂）有何异同之处？（重点） 答：聚丙烯纤维：高强度，低弹性模量，掺量较低，一般0.93 m kg ，主要用于抑制混凝土的早期塑性收缩。 钢纤维：高强度，高弹性模量，具有增强，增韧，阻裂的效果。 碳纤维：高强度，高弹性模量，与钢纤维一样具有增强，增韧，阻裂的效果，但其脆性大，价格高，性价比低 4、 如何结束无坝不裂的历史？ 混凝土坝开裂的主要原因是坝体混凝土方量大，内部水化热不易散发，施工现场环境比较恶劣，风速较大，另外，基础基岩的强约束也是产生裂缝的一个主要原因，同时AAR 也是开裂的原因。 减小坝体开裂的主要途径有： 1、采用低热或中热的水泥，降低水泥的水化热； 2、在满足性能的情况下，尽可能降低水泥的用量，掺入掺合料；

低温养护下硫铝酸盐水泥的水化进程及强度发展

第45卷第2期2017年2月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 2 February，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.360docs.net/doc/333214681.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.02.10 低温养护下硫铝酸盐水泥的水化进程及强度发展 王培铭，李楠，徐玲琳，张国防 (先进土木工程材料教育部重点实验室，同济大学材料科学与工程学院，上海 200092) 摘要：研究了0、5 ℃和20 ℃养护下硫铝酸盐水泥的水化产物、水化程度及强度发展。结果表明：低温(0 ℃和5 ℃)养护延缓了硫铝酸盐水泥的水化，早期水化程度大幅减小，并出现二水石膏结晶；但2~3 d期间水化程度出现显著增长，二水石膏也被完全消耗。低温养护未阻碍水化反应的持续快速进行，也未改变水化产物的种类，但对其数量产生影响。抗压强度的发展规律与水化程度基本一致，低温养护下1 d的抗压强度显著降低，但后期增长明显，5 ℃养护28 d的抗压强度甚至超过20 ℃的。早期抗压强度的发展主要受制于水泥的水化速率和水化程度，后期的增长则更多地取决于主要水化产物的量变和微观结构的发展。 关键词：硫铝酸盐水泥；低温养护；水化程度；抗压强度；水化产物；微观结构 中图分类号：TQ172.75 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)02–0242–07 网络出版时间：2017-01-18 21:53:40 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/333214681.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20170118.2153.002.html Hydration Characteristics and Strength Development of Sulphoaluminate Cement Cured at Low Temperature WANG Peiming, LI Nan, XU Linglin, ZHANG Guofang (Key Laboratory of Advanced Civil Engineering Materials, Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China) Abstract: The hydrate assemblage, hydration degree and compressive strength development of calcium sulphoaluminate cement pastes cured at 0, 5 ℃ and 20 ℃ were investigated. The results indicate that the hydration process is significantly delayed by the low temperature (0 ℃ and 5 ℃) curing, decreasing the degree of hydration in the early ages. Meanwhile, formation of gypsum is detected. However, the hydration degree increases significantly during 2–3 d, along with the completely consumption of gypsum. Neither the rapid hydration process is hindered nor the hydration products are changed by low temperature curing, but the amount of hydrates is affected. Compressive strength development is basically the same with the hydration degree evolution. The compressive strength at 1 d decreases sharply at 0 ℃ and 5 ℃, but increase significantly in the later ages. The 28 d compressive strength of pastes curing at 5 ℃ even exceed that at 20 ℃. It is revealed that the development of compressive strength mainly depends on the hydration rate and degree of cement paste in the early ages, while the growth of it in the later ages more depends on the quantitative change of main hydration products and the evolution of microstructure. Keywords: sulphoaluminate cement; low temperature curing; hydration degree; compressive strength; hydration product; microstructure 与硅酸盐水泥相比，硫铝酸盐水泥具有生产能耗低、早期强度高、抗冻性及耐久性好等特点，因而在冬季施工工程中得到广泛应用。养护温度对硫铝酸盐水泥水化速率、水化产物的物相组成及宏观性能发展等方面具有至关重要的作用。常温(20 ℃)下，硫铝酸盐水泥的主要水化产物为钙矾石(AFt)晶体，是其早期强度的主要来源[1]。邓君安等[2]的研究已经证明，硫铝酸盐水泥在负温(–5 ℃)下水化反应 收稿日期：2016–09–11。修订日期：2016–11–10。 基金项目：国家自然科学基金(51402216，51572196)；高性能土木工程材料国家重点实验室开放基金；同济大学大型仪器设备开放 测试基金(0002015037)资助项目。 第一作者：王培铭(1952—)，男，教授，博士研究生导师。Received date:2016–09–11. Revised date: 2016–11–10. First author: WANG Peiming (1952–), male, Professor. E-mail: tjwpm@https://www.360docs.net/doc/333214681.html,

矿大版煤化学-课后习题复习过程

矿大版煤化学-课后习 题

煤化学课后习题 1.什么是腐植煤和腐泥煤？ 答:由高等植物形成的煤称为腐植煤；由低等植物(以藻类为主)和浮游生物经过部分腐解而形成的煤称为腐泥煤，有藻煤，胶泥煤，油页岩等。 2.由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化？ 答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用和煤化作用两个过程。泥炭化作用过程：高等植物→泥炭;煤化作用过程又分为成岩作用和变质作用两个阶段。成岩作用阶段：泥炭→褐煤；变质作用阶段：褐煤→无烟煤。 3.影响煤变质作用的因素 答：影响煤变质作用的因素主要有：温度、时间和压力。温度是影响煤变质作用的主要因素。转变为不同煤化阶段所需的温度大致为：褐煤：40～50 ℃，长焰煤：<100 ℃，典型烟煤：<200 ℃，无烟煤：<350 ℃。时间是影响煤的重要因素。温度、压力相同，时间越长，变质程度越高；温度不同，短时间较高温度与长时间较低温度可达到相同的变质程度。压力也是煤变质不可缺少的条件。在压力作用下，煤的形态发生变化，主要是压紧、失水、孔隙率降低，并使煤岩组分沿垂直压力的方向呈定向排列。 4.各显微组分元素含量的特点，及在透射光、反射光下的特征及其随煤化程度的变化规律。 答：透射光：镜质组，橙红色、棕红色、棕黑色、黑色；壳质组，从低级烟煤到中级烟煤，呈透明到半透明，轮廓清晰，外形特殊;惰质组，棕黑色到黑色，微透明或不透明。反射光：镜，灰黑至浅灰，随煤级增高，反射色变浅；壳，

呈灰黑色，大多数有突起；惰，白色至亮白色，具有较高凸起和较高反射率。元素含量：镜含氧量最高，壳含氢量最高，惰含碳量最高。 5.煤的工业分析将煤分为哪几个组分？各代表煤的什么特性？ 答：煤的工业分析是指煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四种组分。水分：煤炭质量的重要指标。煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。灰分：是指煤完全燃烧后剩下的残渣。挥发分：煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。固定碳：煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的指标。 6. 反映煤分子结构的参数有哪些？P36 答：煤的结构参数有芳碳率、芳氢率和芳环数。 芳碳率是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子数与总碳原子数之比。芳氢率是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子数与总氢原子数之比。芳环数是指煤的基本结构单元中芳香环数的平均数量。 7.煤的挥发分受哪些因素的影响？ 答：测定条件：如加热温度、时间、速度，加热炉的大小、形状等；煤化程度：煤的挥发分随煤化程度的提高而下降；成因类型和煤岩组分，腐植煤的挥发分大于腐泥煤，煤岩组分中各类挥发分壳质组>镜质组>惰质组；矿物质，8. 煤分子结构理论的主要观点有哪些？P46 答：⑴煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物⑵煤分子基本结构单元的规则部分⑶煤分子基本结构单元的不规则部分⑷连接基本结构单元的桥键⑸氧、硫和氮的存在形式⑹低分子化合物⑺煤化程度对煤结构的影响

水泥水化

水泥水化 目录 强度 水泥水化热会产生什么影响？ 水泥水化反应公式 水泥水化过程,分为化学反应和物理化学反应. 编辑本段强度 初期强度取决于3CaO.SIO2后期强度为2CaO.SIO2,含量在75--82% 编辑本段水泥水化热会产生什么影响？ 对于一般建筑、小体积工程来说，可以不考虑水泥的水化热，甚至可以加快水泥的水化硬化！ 但是对于大体积工程来说，比如大坝，桥梁等，水化热来不及释放越积越多会造成膨胀开裂等毁灭性后果！所以有专用的大坝水泥、低水化热水泥！有的还要使用其他冷却方法！编辑本段水泥水化反应公式 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 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。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化 β-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 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，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与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 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。 水泥水化深度 熟料矿物或水泥的水化速率常以单位时间内的水化程度或水化深度来表示。水化程度是指在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值；而水化深度是指已水化层的厚度。水化速率必须在颗粒粗细、水灰比以及水化温度等条件基本一致的情况下才能加以比较。右图为一球形颗粒(平均直径dm)的水化深度示意图。其中阴影表示已经水化部分。根据上述水化程度的定义，并假定在水化过程中能始终保持球形．且密度不变，即可导出水化深度h和水化程度a之间的关系: ?? ??

水泥的化学成分与水化原理

二. 水泥的化学成分与水化原理 2.1 硅酸盐水泥的定义： 把适当成分的“生料”如：石灰石、白玺、粘土等，在窑里煅烧至部分熔融，得以硅酸盐为主要成分的水泥“熟料”；再掺入一定比例的石膏与矿渣或火山灰、粉煤灰等混合料一起磨成细粉，即成硅酸盐水泥。随着原料种类的不同和各成分比例不同及混合料的不同种类掺入，就形成不同品种的硅酸盐水泥。在国外就叫“波特蓝”水泥。 2.2硅酸盐水泥熟料的化学成分与性能： 2.2.1 硅酸盐水泥熟料中的几种主要化学成分： 硅酸盐水泥熟料的典型化学成分含量见如下附表《1》：% CaO(一氧化钙) SiO 2(二氧化硅) AI 2 O 3 (三氧化二铝) Fe 2O 3 (三氧化二铁) MgO(氧化镁) SO 3 （氧化硫） Na 2O（氧化钠） K 2 O（氧化钾） TiO 2 （氧化钛） Mn 2 O 3 （氧化锰） P 2 O 5 （氧化磷） 另外也可能含有极少量的其他杂质。水泥熟料中各氧化物的含量对水泥的性质有很大影响： 2.2.1.1 CaO(一氧化钙)：是水泥熟料中最主要的成分。在水泥熟料煅烧过程中 与其他酸性氧化物(如：SiO 2、AI 2 O 3 、Fe 2 O 3 等)化合反应生成C 3 S、C 2 S、C 3 A、C 4 AF(见 下面第2.3条)等矿物复盐活性化合物。经煅烧未被化合的CaO称为“游离钙”。在水泥中单独存在的“游离钙”,其水化反应不能在水泥硬化过程中完成，而是

在水泥硬化后才能与水化合生成Ca(HO) 2 并在水化过程中发生体积膨胀，降低混凝土的内应力甚至破坏混凝土结构。其含量多、少是影响水泥安定性的重要原因之一。因此国家标准中要求水泥熟料内CaO含量不得超过1%。 2.2.1.2 SiO 2(二氧化硅)：也是水泥熟料所含主要成分之一。SiO 2 经过煅烧可 与CaO进行化合反应，生成C 3S和C 2 S矿物，是影响水泥强度的主要成分之一。 如果SiO 2含量低，水泥熟料中硅酸盐矿物成分少，水泥强度就低；但SiO 2 含量 高时，虽然水泥后期强度有显著提高并使其抗硫酸盐侵蚀性能增强，但水泥凝结速度和早期强度增进率都会变慢。SiO 2 含量不仅影响水泥性能，同时对水泥熟料的煅烧也有影响。其含量少时，熟料煅烧会结大块，影响操作；但其含量大时，会使熟料烧成困难，易于“粉化”。 2.2.1.3 AI 2O 3 (三氧化二铝)：在水泥熟料的煅烧过程中，它与CaO和Fe 2 O 3 可化 合生成C 3A或C 4 FA。当其含量高时可使水泥的凝结及硬化速度变快，但后期强度 增长缓慢，并使水泥的抗硫酸盐性能降低。原因是C 3 A与硫酸盐化合反应生成硫 铝酸盐(钟乳石)，易溶于水而造成水泥石的破坏。同时C 3 A含量高的水泥水化热高，放热速度也快，不适用于大体积混凝土和抗硫酸盐混凝土。 2.2.1.4 Fe 2O 3 (三氧化二铁)：经煅烧可与CaO和AI 2 O 3 化合生成C 4 AF。在水泥生 料中增加氧化铁含量，能降低水泥熟料的煅烧温度。但含量高时会使水泥的凝结过程和硬化过程变慢(缓凝)，后期强度仍能长期增长，并能增强水泥的抗硫酸盐侵蚀性能。 2.2.1.5 MgO(氧化镁)：是水泥原料中的不良杂质(后述)。 2.2.1.6 SO 3(硫酐)：水泥中的SO 3 仅少部分来自水泥熟料，大部分是在水泥熟 料磨细时掺入的石膏(CaSO 4 )。适量的石膏，可有利于调节水泥凝结时间；但含量过多时，会破坏水泥的体积安定性。 2.2.1.7 K 2O、Na 2 O (碱分)：即氧化钾、氧化钠，在水泥中是有害成分，能导 致水泥凝结时间变换不定；也能引起水泥石的表面风化(起霜)。若混凝土骨料内含有碱分时，混凝土将出现“碱骨料反应”。若水泥中含有碱分，即使骨料内不含碱分，水泥中的碱分也会与骨料中的酸性物质反应，在混凝土内部引起膨胀(碱集料反应)。 2.2.1.8 TiO 2(氧化钛)：一般含量很少，不超过0.3%。少量TiO 2 可促进熟料的 很好结晶。 2.2.1.9 Mn 2O 3 (氧化锰)：一般含量很少，也未发现其对水泥有何不良影响。 2.2.1.10 P 2O 5 (磷酐)：在水泥中含量极微小，若含量能达到1～2%时，能起到 显著的缓凝作用。 2.3 水泥熟料中的矿物成分：

硫铝酸盐水泥后期强度的改进研究.

研究与探讨 广东建材２００９年第４期 硫铝酸盐水泥后期强度的改进研究 丁益 （先进建筑材料安徽省重点实验室）（安徽建筑工业学院材化学院）（先进建筑材料安徽省重点实验室）（安徽建筑工业学院材化学院）（南京工业大学材料与化学学院） 王爱国 张伟 摘 （南京工业大学材料与化学学院） 要：为了解决硫铝酸盐水泥后期强度问题，使其满足工程和建筑强度的要求，需要系统的研究 解决硫铝酸盐水泥后期强度倒缩的问题。采用抗压，抗折测试手段，通过测量物理力学性能变化，研究不同掺和料不同含量对硫铝酸盐强度的影响，从中找出规律，在此基础上进行研究分析。 关键词：矿物掺和料；硫铝酸盐水泥；力学性能 ２０世纪７０年代，我国科研人员自主研制开发了硫 表１硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成 熟料名称 Ｓｉ０２ 铝酸盐系列水泥，其熟料的矿物组成以Ｃ４。ｓ钙凝胶等。硫铝酸盐水泥熟料在化学组成上，与硅酸盐水泥熟料有 ＡＬ２０３ Ｆｅ２０３ ＣａＯ Ｓ０３ 很大的不同，属ｃａ０＿＿ＡＬ２０厂Ｓｉ０厂Ｆｅ２０３＿Ｓ０３五元系统；在矿物组成上也有显著区别，主要为无水硫铝酸钙（Ｃ４。Ｓ—．）、硅酸二钙（Ｃ２Ｓ）、铁铝酸四钙（Ｃ４ＡＦ）。其主要矿物无水硫铝酸钙（Ｃ４。ｓ一）在１３５０℃形成，在熟料组成中占５５％～７５％。无水硫铝酸钙（Ｃ４３Ｓ一）的水化特性及 Ｉ １ ＣａＯ０．３４

表２硅灰的主要化学成分与含量（％） Ｓｉ０２９１－０８ Ａｌ疵ｌ ０．８６ Ｆｅ２０３１．３４ ＭｇＯ０．２７ Ｌｏｓｓ ｌ ３．０９ 粉状胶结材料，石灰，一种以氧化钙为主要成分的气硬 性无机胶凝材料，硅灰：硅灰的主要化学成分为非晶态的无定型二氧化硅，产自淮南，硅灰的主要化学成分与含量如表２。 水化产物与形成温度、水化条件等因素有关Ｃａ卜 ＡＬ２０３－～ｓｉ０２－＿Ｆｅ２０广ｓ０３五元系统中形成的与无水硫铝 酸钙（Ｃ４。Ｓ一）共存的硅酸二钙（Ｃ：Ｓ），水化性能与在硅 酸盐水泥熟料中不同，水化硬速度都发展较快［¨。该系列水泥以其早强、高强、抗冻、抗渗、耐腐蚀等优良性能， １．２试验准备及方法 利用球磨机将水泥熟料、建筑石膏、石灰等磨细至Ｂｌａｉｎｅ比表面积４００ｋｇ／ｍ２左右，测得筛余量为０．８％。 试验中水灰比０．４，水泥净浆试验参照ＧＢ／Ｔ１７６７１—１９９９ＩＳ０法进行，净浆试件尺寸为４０ｍｍ×４０ｍｍ×１６０ｍｍ，标准试验条件养护，分别测试ｌｄ、３ｄ、７ｄ、２８ｄ的抗压和抗折强度。 首先采用在硫铝酸盐水泥中添加石膏（Ｏ．５％，１％，１．５％，３％，６％），石灰（０．５％，１％，１．５％，３％，６％）和硅灰（０．５％，１％，１．５％，３％，６％）的单因素实验。通过单因素试验的分析比较然后进行正交试验，确定最在本试验条件下的最佳配比。 应用于低温、地下、快速抢修工程及水泥制品等行业。与 铝酸盐系列水泥相比，硫铝酸盐系列水泥水化产物的稳定性大大提高，力学性能的稳定性也有了很大改善，但 是不可忽略的是硫铝酸盐水泥仍然存在后期强度尤其是后期抗折强度倒缩的缺点，需要不断地改进和完善腿３】。 １试验及试验方法 １．１原材料 本论文实验过程中采用的原材料主要有硫铝酸盐

硅酸盐水泥的水化和硬化

第七章硅酸盐水泥的水化和硬化 第一节硅酸盐水泥熟料的形成 一、硅酸盐水泥熟料的形成 水泥熟料矿物为什么能与水发生反应？主要原因是： 1. 硅酸盐水泥熟料矿物结构的不稳定性，可以通过与水反应，形成水化产物而 达到稳定性。造成熟料矿物结构不稳定的原因是：<1) 熟料烧成后的快速冷却，使其保留了介稳状态的高温型晶体结构；<2) 工业熟料中的矿物不是纯的C,S,CZS 等，而是Alite 和Belite 等有限固溶体；(3) 微量元素的掺杂使晶格排列的规律性受到某种程度的影响。 2. 熟料矿物中钙离子的氧离子配位不规则，晶体结构有“空洞”，因而易于起 水化反应。例如,C,S 的结构中钙离子的配位数为 6 ，但配位不规则，有 5 个氧离子集中在一侧而另一侧只有 1 个氧离子，在氧离子少的一侧形成“空 洞”，使水容易进入与它反应。户CZS 中钙离子的配位数有一半是 6 ，一半是8 ，其中每个氧离子与钙离子的距离不等，配位不规则，因而也不稳定，可以水化，但速度较慢。 C 3A 的晶体结构中，铝的配位数为 4 与6, 而钙离子的配位数为 6 与9 ，配位数为9 的钙离子周围的氧离子排列极不规则，距离不等，结构有巨大的“空洞”，故水化很快。C,AF 中钙的配位数为10 与 6 ，结构也有“空洞”，故也易水化。有些矿物如Y-CZS 和CZ AS 几乎是惰 性的，主要是钙离子的配位有规则的缘故．例如： Y-CZS 中钙离子的氧配位为 6 ， 6 个氧离子等距离地排列在钙离子的周围，形成八面体，结构没有“空洞”，因此不易与水反应。这里要特别指出，水化作用快的矿物，其最终强度不一定高。例如,C,A 水化快，但强度绝对值并不高，而户CZS 虽然水化慢，但最终强度却很高，因为水化速度只与矿物水化快慢有关，而强度则与浆体结构形成有关。 二、熟料单矿物的水化 （一）硅酸三钙的水化 硅酸三钙在水泥熟料中的含量约占50 ％，有时高达60 ％，因此它的水化作用、产物及其所形成的结构对硬化水泥浆体的性能有很重要的影响硅酸三钙在常温下的水化反应，大体上可用下面的方程式表示： 3Ca0 。SiOz ＋nHzO ＝xCaO ．SiOz ．yHzO ＋（3-x ）Ca (OH ）z 简写为： C 3 S ＋nH=C-S-H ＋（ 3 一 x)CH 上式表明，其水化产物为C-S-H 凝胶和氢氧化钙，C-S-H 有时也被笼统地称之为水化硅酸钙，它的组成不定（其字母之间的横线就表示组成不定），其Ca0/Si0 ：分子比（简写成C/S) 和H20/SiO2 分子比（简写为H/S ）都在较大范围内变动。C-S-H 凝胶的组成与它所处的液相的Ca (OH) ：浓度有关，如图1-7-1 所示。当溶液的CaO 浓度小于lmmol/L(0. 06g /L) 时，生成氢氧化钙和硅酸凝胶。当溶液的CaO 浓度小于 1 一2mmo1/L (0. 06 一 0. 112g /L ）时，生成水化硅酸钙和硅酸凝胶。当溶液的CaO 浓度为2-20mmo1/L (0. 112-1-12 g/L) 时，生成C/S 比为0. 8 一 1 ． 5 的水化硅酸钙，其