简述硅酸盐水泥的主要水化产物和硬化水泥石的结构。
硅酸盐水泥的水化和硬化
C3 A CS H12 和C4AH13的固溶体。
石膏的存在延缓了C3A的水化
（四）铁相固溶体（C4AF）的水化 水化速率比C3A低。其水化产物与C3A很相似。相当于C3A 中一部分氧化铝被氧化铁所置换，生成水化铝酸钙和水化铁酸 钙的固溶体。
C-S-H(Ⅱ)
定义：水化硅酸钙凝胶体（C-S-H） 组成:不固定，随钙硅比和水硅比变化 结构：微晶，尺寸接近于胶体范畴； 形貌：纤维状，网络状，等大粒子，内部产物； CH：晶体，层状，六方板状，生长在孔洞之间。
C3S水化历程:
五个阶段: 起始期 15min PH=12 急剧 诱导期（静止期）——使硅酸盐水泥保持塑性的原因； 2-4h诱导期结束的时间，即初凝时间。 加速期（4-8h）C-S-H和Ca(OH)2 大量形成，达到终凝。 减速期（12-24h） 稳定期 受扩散控制
C-S-H凝胶的组成与它所处 的溶液中的CaO浓度有关， C-S-H在一定的碱度下才能存 在,如2- 2-3图所示：
下表是对上图的总结:
CaO浓度 g/l
0.06-0.11
0.11-1.12
>1.12
CaO摩尔浓度 mol/l 1-2
2-20
>20
C/S
<1
0.8-1.5
1.5-2
水化产物
水化硅酸钙和硅酸凝胶 C-S-H(Ⅰ)
钙矾石在常温和一般湿度条件下的脱水曲线
四、水泥的凝结、硬化过程
1882年，雷霞特利提出的结晶理论； 1892年，米哈艾利斯又提出了胶体理论； 拜依柯夫将上述两理论加以发展，把水泥的硬化为三个时期： 第一，溶解期；第二，胶化期；第三，结晶期 列宾捷尔提出凝聚-结晶三维网状结构理论； 鲍格提出是巨大表面能的作用引起互相粘结； 洛赫尔提出的三阶段论:
简述硅酸盐水泥的水化过程及其水化后的主要产物
简述硅酸盐水泥的水化过程及其水化后的主要产物
硅酸盐水泥是一种重要的建筑材料，其水化过程是指在水的作用下，
硅酸盐水泥中的主要成分与水发生反应形成新的化合物的过程。
硅酸
盐水泥的主要成分是三氧化二铝和二氧化硅，加入适量石膏、熟石灰
等辅助材料后，在水的作用下发生复杂的化学反应。
硅酸盐水泥在与水接触时，首先发生快速反应，生成一些新型物质。
这个阶段称为初凝期。
初凝期内，硬化体积变化不大，但强度增长很快。
随着时间推移，在细胞结构中形成了一种立体网状结构，并且由
于反应放热而产生高温。
随着时间的推移，硬化体积逐渐增加，强度也逐渐增加。
这个阶段称
为混凝土晚期强度增长期。
在这个阶段内，硬化体积变化很小或者不变，但强度仍然在增长。
最终，在混凝土完全干燥时达到最终强度和稳定性。
硅酸盐水泥水化
后的主要产物是硅酸钙凝胶和水化硅酸钙。
硅酸钙凝胶是一种胶态物质，具有良好的粘结性能，可以将混凝土中的颗粒紧密地粘合在一起。
水化硅酸钙则是一种晶体物质，具有良好的抗压性能。
总之，硅酸盐水泥的水化过程非常重要，它决定了混凝土的强度和稳
定性。
在实际应用中，需要根据不同的工程要求和环境条件选择合适的硅酸盐水泥及其配方，并且控制好水化反应过程，以保证混凝土结构品质和使用寿命。
硅酸盐水泥主要水化产物
硅酸盐水泥主要水化产物水泥是一种广泛应用于建筑、工程和建材行业的材料，其中最常见的水泥类型之一是硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥的主要水化产物是水化硅酸钙凝胶和水化硅酸钙胶石。
水化硅酸钙凝胶是硅酸盐水泥水化过程中最主要的产物之一。
当硅酸盐水泥与水反应时，发生水化反应，生成硬化的水化硅酸钙凝胶。
这种凝胶是硬化水泥石中的骨架材料，能够提供强度和稳定性。
水化硅酸钙凝胶具有胶状结构，能够填充水泥石中的空隙，并通过硬化过程中的晶体生长来增加水泥石的强度。
水化硅酸钙凝胶的形成是一个复杂的化学反应过程。
在水化反应中，硅酸盐水泥中的三种主要成分——硅酸钙(CaO·SiO2)、硅酸镁(CaO·MgO·2SiO2)和硅酸二钙(CaO·2SiO2)与水反应，形成水化硅酸钙凝胶。
这些成分中的硅酸钙是最主要的反应物，也是最主要的水化产物。
水化硅酸钙凝胶的形成过程可以分为几个阶段。
首先，在水化反应开始时，硅酸钙会与水中的钙离子结合，形成一种称为水合硅酸钙的化合物。
随着水化反应的进行，水合硅酸钙逐渐转变为水化硅酸钙凝胶。
这个过程是一个逐渐形成凝胶结构的过程，其中的水合硅酸钙分子会逐渐凝聚形成凝胶纤维，最终形成凝胶胶石。
水化硅酸钙凝胶的形成对于水泥石的强度和稳定性具有重要作用。
凝胶的形成可以填充水泥石中的空隙，使得水泥石更加致密，并且通过晶体生长的方式增加水泥石的强度。
此外，水化硅酸钙凝胶还能够与其他水化产物相互作用，形成复杂的胶石结构，提供水泥石的抗压强度和抗张强度。
除了水化硅酸钙凝胶，水化硅酸钙胶石也是硅酸盐水泥水化的主要产物之一。
水化硅酸钙胶石是一种凝胶状物质，由水化硅酸钙凝胶和水合硅酸钙等成分组成。
水化硅酸钙胶石具有胶状结构，能够填充水泥石中的空隙，增加水泥石的密实性和强度。
水化硅酸钙胶石的形成过程与水化硅酸钙凝胶类似，也是通过硅酸钙和水的反应形成。
在水化反应中，硅酸钙会与水中的钙离子结合，形成一种水合硅酸钙，随后逐渐转变为水化硅酸钙胶石。
专升本建筑材料学试题11
专升本建筑材料考前模拟试题一、填空题（本大题共14小题，每空1分，共30分）请在每小题的空格中填上正确答案。
错填、不填均无分。
1.材料的密度是指材料在状态下单位体积质量，常以单位表示；材料的表观密度是指材料在状态下单位体积的质量，常以_______________________ 单位表示。
2.量取10L气干状态的卵石，称重为14.5kg；又取500g烘干的该卵石，放入装有500mL水的量筒中，静置24h 后，水面升高为685mL。
则该卵石的堆积密度为，表观密度为，空隙率为。
3.石材的抗压强度是指将岩石制cm的立方体试件的单轴抗压强度极限值。
4.消除墙上石灰砂浆抹面的爆裂现象，可采取的措施。
5.____________________________________________ 水玻璃的模数n越大，其溶于水的温度越，粘结力。
6.________________________________________________ 硅酸盐水泥中对抗折强度起重要作用的矿物是，耐磨蚀性差的矿物是 ____________________________________ 。
7.水泥细度越细，水化放热量越大，凝结硬化后越大。
8.____________________________________________ 作为水泥活性混合材料的激发剂，主要有激发剂和 ________________________________________________ 激发剂。
9.________________________________________________________ 各种掺活性混合材料的硅酸盐水泥，它们抗碳化能力均 __________________________________________________ ，其原因。
10.在混凝土中，砂子和石子起作用，水泥浆在硬化前起作用，在硬化后起___________ 作用。
简述硅酸盐水泥的凝结硬化过程与特点
简述硅酸盐水泥的凝结硬化过程与特点摘要：一、硅酸盐水泥的凝结硬化过程1.熟料的制备2.水泥的生成3.水泥浆体的凝结4.硬化过程二、硅酸盐水泥的特点1.硬化速度适中2.强度高3.耐久性好4.适应性强5.环境友好性正文：硅酸盐水泥是一种广泛应用于建筑行业的胶凝材料。
其凝结硬化过程与特点如下：一、硅酸盐水泥的凝结硬化过程1.熟料的制备：硅酸盐水泥的制备过程始于矿山开采，将开采出的石灰石、粘土等原料进行混合、粉碎，并加热至高温，形成熟料。
2.水泥的生成：将熟料与石膏按一定比例混合，经过磨碎、筛选，得到硅酸盐水泥。
3.水泥浆体的凝结：当水泥与水混合时，水泥中的硅酸盐矿物与水发生水化反应，生成具有粘性的水泥浆体。
随着水化反应的进行，浆体逐渐凝结，形成凝胶体。
4.硬化过程：在水泥浆体凝结的基础上，水泥中的硅酸盐矿物不断水化，形成水化硅酸钙（CSH）凝胶。
这种凝胶具有很高的强度和耐久性，随着时间的推移，硬化过程逐渐完成。
二、硅酸盐水泥的特点1.硬化速度适中：硅酸盐水泥的硬化速度适中，有利于施工操作。
在正常条件下，水泥浆体在拌和水后约30分钟开始凝结，12小时内达到一定强度。
2.强度高：硅酸盐水泥具有较高的早期和后期强度，能满足不同工程结构对抗压强度的要求。
3.耐久性好：硅酸盐水泥硬化后，其水化产物具有良好的抗侵蚀性、抗渗透性、抗碳化性，使建筑物具有较好的耐久性。
4.适应性强：硅酸盐水泥在不同环境下均能保持良好的性能，适用于多种工程结构，如混凝土、砂浆等。
5.环境友好性：硅酸盐水泥生产过程中，采用低碳、环保的生产工艺，有利于减少环境污染。
综上所述，硅酸盐水泥以其优良的性能在建筑行业中得到广泛应用。
硅酸盐水泥的水化硬化概述
3、硅酸盐水泥的水化产物主要有哪几种，其特征和性能如何？
4、论述硬化水泥浆体强度的形成。
30
三相多孔体
20
一、水泥硬化机理
21
硬化水泥浆体形成的原因
水泥石具有强度的原因
构成三度空间牢固结合、密实的整体
22
二、硬化水泥浆体结构
C/S< 2，在 近程(纳米级)有序：层 1.4～1.6左右 状结构；
初期：纤维状 早期：网络状 中期：等大粒子、球状 后期：内部产物
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与AFt相比，AFm中的结构水少，其密度更大。当AFm接触到各种来源的 SO42-离子而转变成AFt时，结构水增加，密度减小，从而产生相当的体 积膨胀，是引起硬化水泥浆体体积变化的一个主要原因。
（2）间接法：测定结合水、水化热、Ca(OH)2生成量。较为简单。
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三、影响水化速率的因素 （1）熟料矿物的组成和性质
水化速率大小：C3A > C4AF > C3S > C2S B矿有四种不同晶型，对水化速率影响很大，β－C2S水化快，γ－C2S水化慢。 熟料矿物晶体中含有杂质、晶格缺陷、晶格畸变，水化速率快。 熟料矿物为固溶状态，如：F固溶在A矿，水化活性高，水化速率快。
凝结：塑性浆体失去流动性和可塑性
水泥水化
硬化：建立具有一定机械强度的结构
硬化之后还在继续水化
硬化水泥浆体：水泥加水发生水化反应后，变成具有一定强度 的固体，叫硬化水泥浆体。由于外观和一些性能与天然石材相 似，又称之为水泥石。
非均质的多相体系
水化产物和残存熟料－固相 孔隙中的水－液相 孔隙中的空气－气相
C3A + 6H = C3AH6
硅酸盐水泥的水化和硬化
C3A＋3CaSO4·2H2O+26H2O＝C3A·3CaSO4·32H2O 当C3A尚未完全水化，而石膏已经耗尽时： C3A·3CaSO4·32H2O +2C3A＋4H2O＝ 3(C3A·CaSO4·12H2O) 当石膏掺量极少，所有的钙矾石都转化为单硫型水化硫铝酸 单硫型水化硫铝酸 钙后，可能有C3A剩余，会发生下述反应： C3A·CaSO4·12H2O +3C3A＋Ca(OH)2+12H2O＝ 2[3CaO·Al2O3(CaSO4、Ca(OH)2）·12H2O]
④
当石膏耗尽时，为 AFm C4 AF + H 2O → 水化铝酸钙+ 水化铁酸钙
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25
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1、钙矾石形成期 C3A率先水化。在石膏存在的条件下，迅速形成钙 矾石，这是导致第一放热峰的主要因素。 2、C3S水化期 C3S开始迅速水化，大量放热，形成第二个放热峰 。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上出现一个“峰 肩”，一般认为是由于钙矾石转化成单硫型水化硫铝( 铁)酸钙而引起的。同时，C2S和铁相亦以不同程度参与 了这两个阶段的反应，生成相应的水化产物。 3、结构形成和发展期 放热速率很低并趋于稳定，随着各种水化产物的 增多，填入原先由水所占据的空间，再逐渐连接并相互 交织，发展成硬化的浆体结构。
14
C3S凝结时间正常，水化较快，粒径40一50um的颗 粒28d可水化70％左右。放热较多，早期强度高 且后期强度增进率较大．28d强度可达一年强度 的70％一80％，其28d强度和一年强度在四种矿 物中均最高。
15
硅酸二钙的水化
• 在常温下，C2S水化式: 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 简写为： C2S+nH=C-S-H+(2-x)CH
水泥习题及复习思考题
水泥习题及复习思考题水泥习题及复习思考题1. 硅酸盐水泥的主要矿物组成是什么？它们单独与水作用时的特性如何？2. 硅酸盐水泥的主要水化产物是什么？硬化水泥石的结构怎样？3. 制造硅酸盐水泥时为什么必须掺入适量的石膏？石膏掺得太少或过多时，将产生什么情况？4. 何谓水泥的凝结时间？国家标准为什么要规定水泥的凝结时间？5. 硅酸盐水泥产生体积安定性不良的原因是什么？为什么？如何检验水泥的安定性？6. 硅酸盐水泥强度发展的规律怎样？影响其凝结硬化的主要因素有哪些？怎样影响？7. 现有甲、乙两厂生产的硅酸盐水泥熟料，其矿物组成如下表所示，试估计和比较这两厂生产的硅酸盐水泥的强度增长速度和水化热等性质上有何差异？为什么？生产厂熟料矿物组成（%）C3SC2SC3AC4AF甲厂52211017乙厂45307188. 为什么生产硅酸盐水泥时掺适量石膏对水泥石不起破坏作用，而硬化水泥石在有硫酸盐的环境介质中生成石膏时就有破坏作用？9. 硅酸盐水泥腐蚀的类型有哪些？腐蚀后水泥石破坏的形式有哪几种？10. 何谓活性混合材料和非活性混合材料？它们加入硅酸盐水泥中各起什么作用？硅酸盐水泥常掺入哪几种活性混合材料？11. 活性混合材料产生水硬性的条件是什么？12. 某工地材料仓库存有白色胶凝材料3桶，原分别标明为磨细生石灰、建筑石膏和白水泥，后因保管不善，标签脱落，问可用什么简易方法来加以辩认？13. 测得硅酸盐水泥标准试件的抗折和抗压破坏荷载如下，试评定其强度等级。
抗折破坏荷载（kN）抗压破坏荷载（kN）3d28d3d28d1.792.9042.184.841.085.21.812.8341.283.640.383.91.923.5243.587.144.887.514. 在下列混凝土工程中，试分别选用合适的水泥品种，并说明选用的理由？（1）早期强度要求高、抗冻性好的混凝土；（2）抗软水和硫酸盐腐蚀较强、耐热的混凝土；（3）抗淡水侵蚀强、抗渗性高的混凝土；（4）抗硫酸盐腐蚀较高、干缩小、抗裂性较好的混凝土；（6）紧急军事工程；（7）大体积混凝土；（8）水中、地下的建筑物；（9）在我国北方，冬季施工混凝土；（10）位于海水下的建筑物；（11）填塞建筑物接缝的混凝土。
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硅酸盐水泥的主要水化产物是：水化硅酸钙和水化铁酸钙凝胶，氢氧化钙，水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。
硬化水泥石的结构是由水泥水化产物(主要是水化硅酸钙凝胶)、未水化水泥颗粒、毛细孔(毛细孔水)等组成的不均质的结构体。
硅酸盐水泥的主要化学成分：氧化钙CaO,二氧化硅SiO2,三氧化二铁Fe2O3,三氧化二铝Al2O3.
硅酸盐水泥的主要矿物：硅酸三钙（3CaO·SiO2,简式C3S）,硅酸二钙（2CaO·SiO2,简式C2S）,铝酸三钙（3CaO·Al2O3,简式C3A）,铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3,简式C4AF）.
水泥的凝结和硬化：
1)、3CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O（凝胶）+Ca（OH）2；
2)、2CaO·SiO2+H2O→CaO·SiO2·YH2O（凝胶）+Ca（OH）2；
3)、3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O（水化铝酸钙,不稳定）；
3CaO·Al2O3+3CaSO4·2 H2O+26H2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O（钙矾石,三硫型水化铝酸钙）；
3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O+2〔3CaO·Al2O3〕+4 H2O→3〔3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O〕（单硫型水化铝酸钙）；
4)、4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O.
水泥速凝是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象.高温使得石膏中结晶水脱水,变成浆状体,从而失去调节凝结时间的能力.假凝现象与很多因素有关,一般认为主要是由于水泥粉磨时磨内温度较高,使二水石膏脱水成半水石膏的缘故.当水泥拌水后,半水石膏迅速与水反应为二水石膏,形成针状结晶网状结构,从而引起浆体固化.另外,某些含碱较高的水泥,硫酸钾与二水石膏生成钾石膏迅速长大,也会造成假凝.假凝与快凝不同,前者放热量甚微,且经剧烈搅拌后浆体可恢复塑性,并达到正常凝结,对强度无不利影响.。