高性能水泥的水化过程30页PPT
水泥水化反应
大
小
最大
中
早期低
强度
高
低
低
后期高
• 二．水化反应: 水泥水化反应是一个很复杂 的过程。
• 1.水化机理: 水泥颗粒与水接触时，其表面 的熟料矿物立即与水发生水解或水化作用， 生成新的水化产物并放出一定热量的过程。
• 2.各种矿物的水化反应:
• 硅酸三钙水化生成水化硅酸钙凝胶和氢氧 化钙晶体。该水化反应的速度快，形成早 期强度并生成早期水化热。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3 -x)Ca(OH)2
水泥各种矿物成分水化热 单位: cal/g
水泥各种矿物 成分水化 热单 位: cal/g
水泥各种矿物成分水化热 cal/g
单位:
水泥 各 种 矿 物 成 分 水 化 热 单 位: cal
水泥 各 种 矿 物 成 分 水 化 热 单 位: cal
水泥 各 种 矿 物 成 分 水 化 热 单 位: cal
• 水泥的水化热是由水泥水化作用产生的，因其中 包括水化、水解和结晶一系列作用，故水泥的水 化热实际为水泥的硬化热。
• 水化热的大小与放热速率首先取决于水泥的矿物 组成，矿物的水化速度愈快，则水化热量愈大。 铝酸三钙的水化热与放热速率最大，铁铝酸四钙 和硅酸三钙次之，硅酸二钙最小。
• 水化速度: C3A ＞C3S ＞ C4AF ＞ C2S • 水化热: C3A ＞C3S ＞ C4AF ＞ C2S • 水泥的水化热由试验确定。若在已知水泥矿物成
水泥 各 种 矿 物 成 分 水 化 热 单 位: cal
水泥 各 种 矿 物 成 分 水 化 热 单 位: cal
水泥各种矿物 成分水化 热单 位: cal/g
水泥水化过程及特点
水泥水化过程及特点研究了这么久水泥水化过程，总算发现了一些门道。
水泥水化啊，那可真是个挺神奇的过程。
你看啊，水泥一碰到水，就好像一群小喽啰接到了命令开始行动似的。
水泥里有很多不同的成分，像硅酸三钙、硅酸二钙等等，这些成分在水化的时候就各干各的活。
硅酸三钙这个家伙，它一碰到水反应就特别快，就好比是一个急性子。
比如说，就像那种一点就着的炮竹。
它反应快就快速地生成好多氢氧化钙之类的东西，然后就会放出不少热量，这个热量可不能小看。
记得有一次我把新拌的水泥放在一个小容器里，过一会儿去摸，哇，可热乎了。
这就是因为硅酸三钙在猛加水化反应呢。
硅酸二钙就不一样了，它比较慢性子。
它的水化反应就没有硅酸三钙那么迅速，好像在慢慢悠悠地进行，就像是那种慢性做事但是很稳的人。
虽然慢但是它也一直在努力做贡献，最后也能生成不少有用的水化产物。
在水化的过程中，整个水泥浆的稠度也在一直改变，开始还比较稀，但是随着水化不断进行，就越来越稠。
就跟煮粥一样，开始米和水很稀，煮着煮着就变得浓稠了。
不过，这里面有些东西我还不是很明白。
比如说，那些水化产物在微观下到底是怎么组合和排列的。
我只知道最后会使水泥硬化，可是这中间具体发生了什么微观上的牵手、捆绑，我就想不太清楚。
还有啊，水泥水化的速度还受到很多因素影响。
温度就是个很明显的因素。
天气暖和的时候，水泥水化好像就更欢实些。
就像人在天气好的时候也更愿意出去跑跑跳跳一样，温度一低，水泥水化就好像变得懒洋洋的。
另外，水的多少也很重要。
要是水太少了，有些水泥颗粒可能都不能好好水化，就像干活没有足够的工具。
水太多了，又会让水泥浆太稀，结构不好。
我就想啊，如果能控制好这些因素，让水泥水化恰到好处，那做出来的混凝土或者水泥制品肯定质量相当好啊。
说完这些，我突然又想到，不同种类水泥的水化过程里可能有更多小差异。
波特兰水泥和火山灰质水泥在水化的时候可能就因为成分的那些微妙区别，在反应速度、产物上有所不同，这部分我还得再深入研究研究。
水泥水化过程
水泥水化过程嘿，咱今儿就来聊聊这水泥水化过程！你说这水泥啊，就像个神奇的魔法师，能把一堆散沙变成坚固无比的整体。
水泥和水一相遇，那可就热闹起来啦！就好像一场盛大的派对开始了。
水就像个热情的邀请者，把水泥分子都招呼起来，让它们开始活动。
你瞧，那些水泥颗粒一开始还安安静静的，可一旦碰到水，就像被唤醒了似的。
它们开始慢慢溶解，就像糖在水里融化一样，只不过这个过程要慢得多呢。
然后呢，溶解出来的那些成分就开始发生各种奇妙的反应啦！就跟变魔术似的，一点一点地形成新的物质。
这些新物质就像胶水一样，把那些还没反应的水泥颗粒都黏在一起。
这时候你想想看，是不是有点像我们盖房子，一块砖一块砖地垒起来呀？水泥水化就是这样，一点一点地把那些松散的材料变成一个坚固的整体。
随着时间的推移，这个过程不断进行，水泥变得越来越坚硬。
这就好比一个孩子慢慢长大，变得越来越强壮。
你说神奇不神奇？原本普普通通的水泥和水，经过这么一个过程，就能变成那么坚固的存在。
这要是没有这个水化过程，我们的高楼大厦怎么能建得起来呢？那些大桥怎么能横跨江河呢？而且啊，这水泥水化还很有讲究呢！水不能太多，也不能太少，就跟做菜放盐一样，得恰到好处。
水太多了，就像粥一样稀稀拉拉的，肯定不行；水太少了，反应不充分，那也不行呀。
还有温度也很重要呢！太热了或太冷了，都会影响水化的速度和效果。
这就跟人一样，太热了会烦躁，太冷了会打哆嗦，都不舒服。
咱生活中到处都有水泥的身影，这背后可都是水泥水化在默默地发挥作用啊！你走在路上，那坚实的路面；你住的房子，那牢固的墙壁，可都离不开水泥水化呢。
所以说啊，别小看了这水泥水化过程，它可真是个了不起的过程呢！它让我们的生活变得更加稳固，更加安全。
下次你再看到那些用水泥建造的东西，可别忘了这背后的神奇过程哦！这就是水泥水化，一个看似普通却又无比重要的过程！。
油井水泥及水化原理55页PPT
3）、性质—水泥熟料矿物的结构特征
（1）C3S： a、C3S在常温下存在的介稳的高温型矿物。从热力学
观点看，它具有较高的内能使其化学活性大，有较高的 反应能力；
b、由于Mg2+、Al3+进入C3S结构中形成固溶体，虽然 没有破坏晶体结构，但外来组分占锯了晶格结点的部分 位置，破坏了质点排列的有序性，引起周期势场的畸变。 造成结构不完整。
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油井水泥
2、油井水泥的生产、组成及性质
2）、油井水泥的组成
组成：C3A：≤3% — 促进水泥快速水化的主要化合物， 是决定水泥浆初凝时间和稠化时间
的主要物质，但对硫酸盐敏感，因 此高抗水泥必须≤3% 或更低；
C4F：
水泥中水化热较低的化合物，含量 不宜太大，否则导致水泥石强度降 低。
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油井水泥
定量的水泥浆所摊成饼后的平均直径(cm)来表示。
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油井水泥
2、油井水泥的生产、组成及性质
符号：CaO = C SiO2 = S Al2O3 = A Fe2O3 = F
1）、油井水泥的生产 油井水泥中含量：C：62—67% 、S：20—24%
A：4 — 7% 、F：2.5%
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油井水泥
1）、油井水泥的生产过程示意图
2）、油井水泥的性能与固井工程的关系
（6）、水泥石强度： 水泥石强度应满足：支撑和加强套管、抵抗钻进时
冲击载荷、能承受后期作业的能力。 一般公认：注水泥后8—24h 达 2.1-3.5MPa
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油井水泥
1、固井工程对油井水泥性能的要求简介
2）、油井水泥的性能与固井工程的关系
（7）、水泥浆自由水量： 水泥浆自由水量从前用250ml量筒满刻度，静置2h
水泥的水化过程详解
水泥的水化过程详解一、初始反应期。
1. 水泥与水接触。
- 当水泥与水混合时，水泥颗粒表面的矿物成分立即开始与水发生反应。
水泥中的主要矿物成分有硅酸三钙（C₃S）、硅酸二钙（C₂S）、铝酸三钙（C₃A）和铁铝酸四钙（C₄AF）。
- 首先是铝酸三钙（C₃A）的反应。
C₃A与水迅速反应，生成水化铝酸钙（C₃AH₆），这个反应在水泥与水混合后的几分钟内就开始进行。
反应方程式为：C₃ A + 6H→C₃AH₆。
由于这个反应速度非常快，会在短时间内释放出大量的热量，这也是水泥早期水化热的主要来源之一。
2. 诱导期。
- 在C₃A快速反应之后，水泥的水化进入诱导期。
此时，硅酸三钙（C₃S）开始缓慢水化。
在诱导期内，C₃S表面形成一层水化产物膜，这层膜会阻碍水与C₃S的进一步接触，使得反应速度减慢。
- 诱导期的持续时间与水泥的组成、温度、水灰比等因素有关。
一般来说，在常温下，诱导期可持续1 - 2小时。
二、加速反应期。
1. 硅酸三钙的水化加速。
- 随着时间的推移，硅酸三钙（C₃S）表面的水化产物膜开始破裂。
这可能是由于膜内渗透压的增加或者是膜内晶体生长产生的应力所致。
- 一旦膜破裂，C₃S与水的反应速度就会大大加快。
C₃S与水反应生成氢氧化钙（Ca(OH)₂）和水化硅酸钙（C - S - H凝胶）。
反应方程式为：2C₃S+6H→C₃S₂H ₃ + 3Ca(OH)₂。
- 在这个阶段，由于C₃S的大量水化，水泥浆体开始逐渐变稠，同时释放出大量的热量，这是水泥水化过程中第二个放热高峰。
2. 硅酸二钙的水化开始。
- 硅酸二钙（C₂S）在这个阶段也开始水化。
C₂S的水化反应与C₃S类似，但反应速度较慢。
C₂S与水反应也生成氢氧化钙（Ca(OH)₂）和水化硅酸钙（C - S - H凝胶），反应方程式为：2C₂S+4H→C₃S₂H₃+Ca(OH)₂。
三、减速反应期。
1. 反应速率降低的原因。
- 随着水化的进行，水泥颗粒周围的水化产物不断积累，使得水与未水化水泥颗粒的接触变得困难。
高性能高强混凝土PPT
二、可泵性的量化
泵送高度在30-60m时,坍落度在10-16cm之间;
泵送高度在60-10Om时,坍落度在16-18cm之间;
泵送高度在10Om以上时,坍落度在18-23cm之间。
金茂大厦座落在浦东陆家嘴路隧道出口 处,是一幢“古塔”形的摩天大楼,楼高 420.5m,整体结构分地下、地上二个部分： 主楼基础底板为1.35万m3C50高强大体积 混凝土。主楼有88层,其中核心筒、巨型柱、 楼面三部分由钢筋混凝土组成,其强度等级 随高度上升由C60过渡到C50,直至C40。塔 尖高420.5m,预拌混凝土采用普茨曼固定泵, 从地面一次泵送到顶,最高泵送高度为 382.5m。
③ 耐久性要求较高,具有优良耐久性能 的高性能混凝土,用于建造码头、船坞、防 波堤、采油平台等港口和海洋工程,可大大 提高工程结构的耐腐蚀能力和抵抗海浪冲 刷的能力。
④ 提高承载力随着建筑结构高度的增 加,底层受压构件的压力迅速增大,如采用传 统混凝土,则构件截面尺寸增大,影响底层的 空间要求和使用功能。采用高性能混凝土, 在保证构件承载力的基础上能有效减小截 面尺寸,满足高层和超高层建筑的需求。
高性能混凝土
某某某
高性能混凝土简介
高性能混凝土(HPC)是一种新型高技术混 凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础 上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以 耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要 求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、 适用性、强度、体积稳定性和经济性。
高性能混凝土在配置上的特点: 低水胶比; 优质原材料; ; 掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂; 作用：使其强度大幅度提高,界面结构改善, 抗渗性和耐久性明显提高。
HPC工作性
坍落度是评价混 凝土工作性的主要指 标,反应混凝土拌和物 在重力作用下的流动 和变形能力。 HPC的坍落度控制功能好,但由 于加入了减水剂和矿物质超细粉,在 与普通混凝土在坍落度相同的情况 下,粘度较大,使其在泵送中需施加 更大的压力。HPC粘性大,粗骨料下 沉速度慢,在相同振动时间内,下沉 距离短,稳定性和均匀性好。同时, 由于HPC的水灰比低,自由水少,且掺 入超细粉,基本上无泌水,其水泥浆 的粘性大,很少产生离析的现象。
精品课件--硅酸盐水泥的水化和硬化
三、水泥水化
• 分为三个阶段， • 1．钙矾石形成期： • （C3钙A+钒Ca石SO，4即·2H三2O硫+型26硫H→铝C酸3A钙·3）C（；SO4）·H3 • 2酸．钙C；3S水化期：钙钒石形成单硫型水化硫铝 • 3．结构形成和发展期。
一、水泥石组成
• C-S-H 70% • C-H 20% • 钙矾石+硫铝酸钙 7% • 未水化熟料及其由大小不等的晶体颗粒、孔（毛细孔和凝 胶孔）组成，图7～3。
图7～3 水泥浆体结构的形成与发展
三、水的存在形式
• 结晶水 • 结构水 • 吸附水
•
图7～2 水泥水化放热曲线
四、影响水泥水化速率的因素
• 1．熟料矿物组成： • C3A>C3S>C4AF>C2S； • 2．水灰比：水越多，水化越快； • 3．水泥细度：越细越快； • 4．温度：越高越快； • 5．外加剂：包括促凝剂（无机电解质）、
促硬剂和缓凝剂（有机外加剂）。
第二节 水泥的凝结和硬化过程
• C3S的水化的化学过程和动力学行为如下表：
时期 反应阶段
化学过程
动力学行为
早期
初始期 诱导期
离子进入溶液 继续溶解形成C-S-H
反应很快 反应慢
中期 后期
加速期
稳定C-S-H开始生长
反应快
衰减期
水化产物继续生长，微 结构发展
反应慢
温度期
微结构密实
反应很慢
2．C2S的水化
• 与C3S相似，只是速度慢，CH生成量少，CS-H颗粒稍大。其水化反应如下：
• ③ 加速期：达最大放热速率，到达顶峰， 4—8小时；
水泥水化硬化过程
水泥水化硬化过程是指水泥与水发生化学反应，形成水化产物，使水泥浆体逐渐凝结和硬化的过程。
水泥水化硬化过程可以分为以下几个阶段：
1. 水化初期：水泥与水接触后，水化反应开始迅速进行。
水化反应主要是水泥中的硅酸盐矿物与水中的氢氧根离子（OH-）发生化学反应，生成硅酸钙凝胶和水化硅酸盐胶体。
在这个阶段，水泥浆体开始逐渐凝结，但仍然呈液态。
2. 凝结阶段：随着水化反应的进行，水泥浆体逐渐凝结，变得更加粘稠。
硅酸钙凝胶和水化硅酸盐胶体逐渐形成，并填充水泥颗粒之间的空隙，使水泥浆体变得坚固。
在这个阶段，水泥浆体的强度开始增加。
3. 硬化阶段：水泥浆体逐渐变得坚硬，形成水泥石。
水化反应继续进行，水化产物的数量和密度增加，水泥石的强度不断提高。
在这个阶段，水泥石的强度会逐渐达到设计要求。
水泥水化硬化的过程受到多种因素的影响，包括水泥的成分、水泥与水的比例、温度、湿度等。
不同的水泥和水泥浆体配比可以产生不同的水化硬化过程和水泥石性能。
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41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
高性能水泥的水化过程
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联