水泥熟料煅燒課件

1、四、硅酸鹽水泥熟料的煅燒,生料在加熱過(guò)程中，依次發(fā)生干燥、粘土礦物脫水、碳酸鹽分解、固相反應(yīng)、熟料燒結(jié)及熟料冷卻等重要的物理化學(xué)反應(yīng)。這些反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)溫度、反應(yīng)速度及反應(yīng)產(chǎn) 物不僅受原料的化學(xué)成分和礦物組成的影響，還受反應(yīng)時(shí)的物理因素諸如生料粒徑、均化程度、氣固相接觸程度等的影響。,P177,1,PPT學(xué)習(xí)交流,1. 干燥,排除生料中自由水分的工藝過(guò)程稱(chēng)為干燥。,自由水分的蒸發(fā)溫度一般為27-150左右。 當(dāng)溫度升高到100-150時(shí)，生料自由水分全部被排除。 自由水分蒸發(fā)熱耗大。每千克水蒸發(fā)潛熱高達(dá)2257 kJ(在100下)。,生料中還有一定量的水分,干法窯生料含水1% 立窯和立波爾窯水

2、分在12-15% 濕法窯濕料含水30-40%,2,PPT學(xué)習(xí)交流,層間水在100左右即可排除，而配位水則必須高達(dá) 400-600以上才能脫去。,2. 脫水,脫水是指粘土礦物分解放出化合水 。,粘土中的主要礦物高嶺土發(fā)生脫水分解反應(yīng)如下式所示：,高嶺土進(jìn)行脫水分解反應(yīng)屬吸熱過(guò)程。 生成了非晶的無(wú)定形偏高嶺土 ，具有較高活性，為下一步與氧化鈣反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件。繼續(xù)加熱到 900950，由無(wú)定形物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w，同時(shí)放出熱量。,高嶺土,無(wú)定形,水蒸氣,3,PPT學(xué)習(xí)交流,T，有利反應(yīng)向正方向進(jìn)行，且分解速率加快 600開(kāi)始分解，890時(shí)PCO2=1個(gè)大氣壓，1100-1200反應(yīng)迅速。 慢 加快 迅

3、速 -每T50，分解速度約增1倍,3. 碳酸鹽分解,分解反應(yīng)特點(diǎn),可逆反應(yīng),受T、CO2分壓的影響,加強(qiáng)通風(fēng) PCO2 有利反應(yīng)向正方向進(jìn)行。,4,PPT學(xué)習(xí)交流,分解反應(yīng)特點(diǎn),可逆反應(yīng),受T、CO2分壓的影響,強(qiáng)吸熱反應(yīng)：,是熟料形成過(guò)程中消耗熱量最多的一個(gè)工藝過(guò)程。 約占預(yù)分解窯的1/2，濕法1/3,純CaCO3為44%，一般在40%左右， 與石灰質(zhì)原料的品質(zhì)有關(guān)。,燒失量大：,分解溫度與PCO2和礦物結(jié)晶程度有關(guān)：,PCO2，則分解溫度增高。 方解石的結(jié)晶程度高，晶粒粗大，則分解溫度高； 相反，微晶或隱晶質(zhì)礦物的分解溫度低。,5,PPT學(xué)習(xí)交流,兩個(gè)傳熱過(guò)程：熱氣流向顆粒表面?zhèn)鳠帷崃恳?/p>

4、傳導(dǎo)方式由物料表面向分解面?zhèn)鳠幔?一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程：分解面上的CaCO3分解并放出CO2； 兩個(gè)傳質(zhì)過(guò)程：分解放出的CO2穿過(guò)分解層(CaO層)向表面擴(kuò)散、表面CO2向大氣中擴(kuò)散。,碳酸鈣的分解過(guò)程,五個(gè)過(guò)程：,6,PPT學(xué)習(xí)交流,五個(gè)過(guò)程中，傳熱和傳質(zhì)都為物理過(guò)程， 僅有一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。各過(guò)程的阻力不同， 所以CaCO3的分解速率受控于其中最慢的一個(gè)過(guò)程。,回轉(zhuǎn)窯：生料粉粒徑小，傳質(zhì)過(guò)程快；但物料呈堆積狀態(tài)， 傳熱面積小，傳熱系數(shù)不高，故傳熱速率慢。所以CaCO3分解 速率取決于傳熱過(guò)程。,立窯和立波爾窯：生料需成球，由于球徑較大，故傳熱速 率慢，傳質(zhì)阻力很大，所以CaCO3分解速率取決于

5、傳熱和傳質(zhì) 過(guò)程。,新型干法生產(chǎn)：生料處于懸浮狀態(tài)，傳熱面積大， 傳熱系數(shù)高，傳質(zhì)阻力小，所以CaCO3分解速率取決于化學(xué) 反應(yīng)速率。,7,PPT學(xué)習(xí)交流,提高反應(yīng)溫度有利于加快分解反應(yīng)速率，同時(shí)促使CO2擴(kuò)散速率加快；但應(yīng)注意溫度過(guò)高，將增加廢氣溫度和熱耗，預(yù)熱器和分解爐易結(jié)皮、堵塞。 加強(qiáng)通風(fēng)，及時(shí)排出反應(yīng)生成的CO2氣體，可加速分解反應(yīng)。通風(fēng)不暢時(shí)，廢氣中CO2含量增加，不僅影響燃料燃燒，而且使分解速率減慢。,影響碳酸鈣分解反應(yīng)的因素,反應(yīng)條件,8,PPT學(xué)習(xí)交流,結(jié)構(gòu)致密、質(zhì)點(diǎn)排列整齊、結(jié)晶粗大、晶體缺陷少的石灰石不僅質(zhì)地堅(jiān)硬，而且分解反應(yīng)困難，如大理石的分解溫度較高。質(zhì)地松軟的白堊和

6、內(nèi)含其他較多的泥灰?guī)r，則分解所需的活化能較低，分解反應(yīng)容易。 當(dāng)石灰石中伴生有其他礦物和雜質(zhì)時(shí)，一般具有降低分解溫度的作用。,影響碳酸鈣分解反應(yīng)的因素,石灰石的種類(lèi)和物理性質(zhì),9,PPT學(xué)習(xí)交流,生料細(xì)度細(xì)，顆粒均勻，粗粒少，物料的比表面積大，可使傳熱和傳質(zhì)速率加快，有利于分解反應(yīng)。,影響碳酸鈣分解反應(yīng)的因素,生料細(xì)度和顆粒級(jí)配,回轉(zhuǎn)窯內(nèi)（物料呈堆積狀態(tài)）CaCO3分解率為85-95% (8001000)要15min； 分解爐內(nèi)（生料處于懸浮狀態(tài)）(800850)要2s。,生料懸浮分散程度,生料懸浮分散差，相對(duì)地增大了顆粒尺寸，減少了傳熱面積， 降低了碳酸鈣的分解速度。是決定分解速度的一個(gè)非常

7、重要因素。,回轉(zhuǎn)窯和分解爐內(nèi)分解時(shí)間比較：,10,PPT學(xué)習(xí)交流,影響碳酸鈣分解反應(yīng)的因素,若粘土質(zhì)原料的主導(dǎo)礦物是活性大的高嶺土，由于其容易和分解產(chǎn)物CaO直接進(jìn)行固相反應(yīng)生成低鈣礦物，可加速CaCO3的分解反應(yīng)。 反之，若粘土的主導(dǎo)礦物是活性差的蒙脫石、伊利石，則要影響CaCO3的分解速率，由結(jié)晶SiO2組成的石英砂的反應(yīng)活性最低。,粘土質(zhì)組分的性質(zhì)。,11,PPT學(xué)習(xí)交流,在熟料形成過(guò)程中，從碳酸鈣開(kāi)始分解起，物料中便出現(xiàn)了游離氧化鈣，它與生料中的SiO2、Al2O3和 Fe2O3等通過(guò)質(zhì)點(diǎn)的相互擴(kuò)散而進(jìn)行固相反應(yīng)，形成熟料礦物。 固相反應(yīng)：是指固態(tài)物質(zhì)間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，有時(shí)也有氣相或液

8、相參與，而作用物和產(chǎn)物中都有固相。,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程,12,PPT學(xué)習(xí)交流,熟料形成過(guò)程的固相反應(yīng)過(guò)程大致如下： 約800：開(kāi)始形成CA、CF與C2S； CA CA CF CF 2CS C2S C2S開(kāi)始形成 800-900：開(kāi)始形成C12A7、C2F； 7CA5C C12A7,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程,13,PPT學(xué)習(xí)交流,約800：開(kāi)始形成CA、CF與C2S； 800-900：開(kāi)始形成C12A7 、C2F ； 900-1100： 2CAS C2ASC2AS形成后又分解 C12A79C 7C3AC3A開(kāi)始形成 C2F2CC12A7 7C4AFC4AF開(kāi)始形成

9、1100-1200：大量形成C3A、C4AF，C2S含量達(dá)最大值,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程,14,PPT學(xué)習(xí)交流,約800：開(kāi)始形成CA、CF與C2S； 800-900：開(kāi)始形成C12A7 、C2F ； 900-1100：C2AS形成后又分解、C3A、C4AF開(kāi)始形成 1100-1200：大量形成C3A、C4AF，C2S含量達(dá)最大值 由上可見(jiàn)，水泥熟料礦物的形成是一個(gè)復(fù)雜的多級(jí)反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程是交叉進(jìn)行的。 上述反應(yīng)為放熱反應(yīng)，用普通原料約放熱420-450J/g，足以使物料升溫300以上。,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程,15,PPT學(xué)習(xí)交流,約800：開(kāi)始形成CA、CF與C

10、2S； 800-900：開(kāi)始形成C12A7 、C2F ； 900-1100：C2AS形成后又分解、C3A、C4AF開(kāi)始形成 1100-1200：大量形成C3A、C4AF，C2S含量達(dá)最大值,以上化學(xué)反應(yīng)的溫度都小于反應(yīng)物和生成物的熔點(diǎn)，也就是說(shuō) 物料在以上這些反應(yīng)過(guò)程中都沒(méi)有熔融狀態(tài)物出現(xiàn)，反應(yīng)是在 固體狀態(tài)下進(jìn)行的。,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程,16,PPT學(xué)習(xí)交流,由于固體原子、分子或離子之間具有很大的作用力，因此固相反應(yīng)的反應(yīng)活性較低，反應(yīng)速率較慢。,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程,17,PPT學(xué)習(xí)交流,生料愈細(xì)，則其顆粒尺寸愈小，比表面積愈大，各組分間的接觸面積愈大，同

11、時(shí)表面的質(zhì)點(diǎn)自由能亦大，使反應(yīng)和擴(kuò)散能力增強(qiáng)，因此反應(yīng)速率愈快。 但是，當(dāng)生料磨細(xì)到一定程度后，如繼續(xù)再細(xì)磨，則對(duì)固相反應(yīng)的速率增加不明顯，而磨機(jī)產(chǎn)量卻大大降低，粉磨電耗劇增。因此，必須綜合平衡，優(yōu)化控制生料細(xì)度。 生料的均勻性好，即生料內(nèi)各組分混合均勻，這就可以增加各組分之間的接觸，所以能加速固相反應(yīng)。,4. 固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),影響固相反應(yīng)的主要因素,生料的細(xì)度和均勻性,18,PPT學(xué)習(xí)交流,當(dāng)溫度較低時(shí)，固體的化學(xué)活性低，因此固相反應(yīng)通常需要在較高的溫度下進(jìn)行。提高反應(yīng)溫度，可加速固相反應(yīng)。由于固相反應(yīng)時(shí)離子的擴(kuò)散和遷移需要時(shí)間，所以，必須要有一定的時(shí)間才能使固相反應(yīng)進(jìn)行完全。,4.

12、固相反應(yīng),-放熱反應(yīng),影響固相反應(yīng)的主要因素,生料的細(xì)度和均勻性,溫度和時(shí)間,19,PPT學(xué)習(xí)交流,當(dāng)原料中含有如燧石、石英砂等結(jié)晶SiO2或方解石結(jié)晶粗大時(shí)，因破壞其晶格困難，所以固相反應(yīng)的速率明顯降低，特別是當(dāng)原料中含有粗粒石英砂時(shí)，其影響更大。,原料性質(zhì),20,PPT學(xué)習(xí)交流,當(dāng)物料溫度升高到1250-1280時(shí)，即達(dá)到其最低共熔溫度，開(kāi)始出現(xiàn)以氧化鋁、氧化鐵為主的液相，液相的組分中還有氧化鎂和堿等。 隨著溫度的升高和時(shí)間延長(zhǎng)，液相量增加,液相粘度降低，氧化鈣、硅酸二鈣不斷溶解、擴(kuò)散，硅酸三鈣晶核不斷形成，并逐漸發(fā)育、長(zhǎng)大，最終形成幾十微米大小、發(fā)育良好的阿利特晶體。與此同時(shí)，晶體不斷重

13、排、收縮、密實(shí)化，物料逐漸由疏松狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樯珴苫液?、結(jié)構(gòu)致密的孰料我們稱(chēng)以上過(guò)程為熟料的燒結(jié)過(guò)程，簡(jiǎn)稱(chēng)熟料燒結(jié)。,5. 熟料燒結(jié),21,PPT學(xué)習(xí)交流,最低共熔溫度：物料在加熱過(guò)程中，兩種或兩種以上組分開(kāi)始出現(xiàn)液相時(shí)的溫度。 組分性質(zhì)與數(shù)目都影響系統(tǒng)的最低共熔溫度。見(jiàn)書(shū)P180表10.6。,5. 熟料燒結(jié),影響熟料燒結(jié)的因素：,(1)最低共熔溫度,22,PPT學(xué)習(xí)交流,液相量- CaO不易被吸收完全，導(dǎo)致熟料中f-CaO影響熟料質(zhì)量，或降低窯產(chǎn)量和增加燃料消耗。 液相量- 能溶解的C2S、CaO亦-形成C3S快； 液相量-易結(jié)大塊，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)結(jié)圈。立窯內(nèi)煉邊、結(jié)爐瘤等。,影響熟料燒結(jié)的因素：,(

14、1)最低共熔溫度,(2)液相量,23,PPT學(xué)習(xí)交流,液相粘度直接影響硅酸三鈣的形成速率和晶體的尺寸，粘度小，則粘滯阻力小，液相中質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散速率增加，有利于硅酸三鈣的形成和晶體的發(fā)育成長(zhǎng)；反之則使硅酸三鈣形成困難。,(3)液相粘度,24,PPT學(xué)習(xí)交流,液相表面張力愈小，愈容易潤(rùn)濕熟料顆?；蚬滔辔镔|(zhì)，有利于固相反應(yīng)與固液相反應(yīng)，促進(jìn)熟料礦物特別是C3S的形成。 T 表面張力； 熟料中含鎂、堿、硫等物質(zhì)時(shí)， 表面張力。,（4）液相的表面張力,25,PPT學(xué)習(xí)交流,C3S的形成主要是在液相中，由f-CaOC2S形成，因而溶于液相速率對(duì)C3S形成有重要影響。 T 溶解速率； 粒徑 溶解速率。,（5）

15、氧化鈣溶解于熟料液相的速率,26,PPT學(xué)習(xí)交流,在熟料燒成時(shí)，氧化鈣與貝利特晶體尺寸小，處于晶體缺陷多的新生態(tài)，則其活性大，活化能小，易溶于液相中，因而反應(yīng)能力很強(qiáng)。這有利于硅酸三鈣的形成。 極快速升溫(600/min以上)，可使粘土礦物的脫水、碳酸鹽分解、固相反應(yīng)、固液相反應(yīng)幾乎重合，使反應(yīng)物處于新生的高活性狀態(tài)，在極短的時(shí)間內(nèi)，可同時(shí)生成液相、貝利特和阿利特。,（6）反應(yīng)物存在的狀態(tài),27,PPT學(xué)習(xí)交流,冷卻的目的在于，回收熟料帶走的余熱，預(yù)熱二次、三次空氣，提高窯的熱效率；迅速冷卻熟料以改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料溫度，便于熟料的運(yùn)輸、貯存與粉磨。 平衡冷卻(慢冷)：冷卻速度非常慢

16、，使固液相反應(yīng)充分進(jìn)行。 冷卻速度快，使高溫下形成的液相來(lái)不及結(jié)晶而冷卻成玻璃相。,6. 熟料冷卻,28,PPT學(xué)習(xí)交流,在水泥生產(chǎn)中，一般均采用快冷，其作用有： 1提高熟料質(zhì)量。 快冷阻止或減少-C2S向-C2S轉(zhuǎn)變，防止熟料粉化； 阻止或減少C3S - C2S + f-CaO； 快速越過(guò)C3S的分解溫度，使C3S來(lái)不及分解而呈介穩(wěn)狀態(tài)保存下來(lái)。 快冷使C3S晶體細(xì)小，可提高熟料質(zhì)量。,29,PPT學(xué)習(xí)交流,在水泥生產(chǎn)中，一般均采用快冷，其作用有： 1提高熟料質(zhì)量。 避免或減少M(fèi)gO結(jié)晶成方鎂石；冷卻速度越慢，結(jié)晶越粗大，膨脹；即改善了水泥的安定性。 快冷使熟料中C3A結(jié)晶體減少?？稍鰪?qiáng)水泥

17、的抗硫酸鹽性能；另外，結(jié)晶型的C3A水化后易使水泥漿快凝，而非結(jié)晶的C3A水化后，不會(huì)使水泥漿快凝，因而容易掌握其凝結(jié)時(shí)間。,30,PPT學(xué)習(xí)交流,在水泥生產(chǎn)中，一般均采用快冷，其作用有： 1提高熟料質(zhì)量。 2改善熟料的易磨性 快冷熟料玻璃體含量高，同時(shí)造成熟料產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，缺陷多； 快冷使熟料礦物晶體保持細(xì)小，易磨。 3回收余熱 熟料進(jìn)入冷卻機(jī)時(shí)尚有1100以上高溫，若冷卻到室溫，則尚有837kJ/kg的熱量，可用二次空氣來(lái)回收，有利窯內(nèi)燃料煅燒，提高窯的熱效率。,31,PPT學(xué)習(xí)交流,五、硅酸鹽水泥的制成,水泥的定義,凡細(xì)磨成粉末狀，加入適量水后成為塑性漿體，既能在 空氣中硬化，又能在水中硬

18、化，并能將砂、石等散?；蚶w維 材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料，統(tǒng)稱(chēng)為水泥。,硅酸鹽水泥定義,以硅酸鹽水泥熟料、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料。,水泥的基本組成,（1）硅酸鹽水泥熟料,主要含 CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的原料，按適當(dāng)比例磨成細(xì)粉燒至部分熔融，所得以硅酸鈣為主要成分的產(chǎn)物。,P187,32,PPT學(xué)習(xí)交流,水泥的基本組成,（2）混合材,活性混合材,混合材磨細(xì)后與石灰和石膏拌合，加水后既能在水中 又能在空氣中硬化的稱(chēng)為活性混合材。,?；郀t礦渣,煉鐵高爐的熔融礦渣經(jīng)水淬急冷形成，物相組成大部分 為玻璃體，具有較高的化學(xué)潛能，在激發(fā)劑的作用下具 有水硬性。,化學(xué)成

19、分：CaO、Al2O3、SiO2 90% MgO、MnO、Fe2O3、CaS、FeS、TiO2等 質(zhì)量系數(shù)=（CaO+MgO+Al2O3）/（SiO2+MnO） 活性礦渣質(zhì)量系數(shù)1.2，非活性礦渣質(zhì)量系數(shù)1.2,33,PPT學(xué)習(xí)交流,天然：火山灰、火山凝灰?guī)r、浮石、硅藻土、硅藻石等 人工：燒粘土、活性硅質(zhì)渣、粉煤灰、燒頁(yè)巖等。,火山灰質(zhì)混合材,凡天然的及人工的以氧化硅、氧化鋁為主要成分的礦物質(zhì)原料，磨成細(xì)粉加水后并不硬化，但與石灰混合后再加水拌和，則不但能在空氣中硬化，而且能在水中繼續(xù)硬化者稱(chēng)為火山灰質(zhì)混合材。,34,PPT學(xué)習(xí)交流,燃煤發(fā)電廠電收塵器收集的細(xì)灰 主要化學(xué)成分：SiO2、Al2

20、O3、Fe2O3、CaO 物相組成：玻璃體6085%；結(jié)晶化合物 1030%；未燃盡碳約5%。,粉煤灰,35,PPT學(xué)習(xí)交流,水泥的基本組成,（2）混合材,活性混合材,非活性混合材,混合材磨細(xì)后與石灰和石膏拌合，加水后既能在水中 又能在空氣中硬化的稱(chēng)為活性混合材。,與水泥成分不起化學(xué)作用或化學(xué)作用很小的稱(chēng)為非活性混合材。,磨細(xì)石英砂、石灰石、慢冷礦渣等,作用：提高水泥產(chǎn)量，減少水化熱，降低水泥標(biāo)號(hào)。,36,PPT學(xué)習(xí)交流,水泥的基本組成,（2）混合材,活性混合材,非活性混合材,天然石膏或工業(yè)副產(chǎn)石膏（CaSO4，CaSO42H2O）,作用：調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度，降低干縮變形， 改善耐久性

21、、抗?jié)B性等性能，對(duì)混合材起活性激發(fā)作用。,（3）石膏,37,PPT學(xué)習(xí)交流,六、硅酸鹽水泥的水化與硬化,6.1 水泥熟料礦物的水化,注意：硅酸三鈣水化產(chǎn)物組成不是固定的，和水固比、溫度、有無(wú)其它離子參與和水化條件有關(guān)。,2C3S + 6H2O 3CaO2SiO23H2O + 3Ca(OH)2,1.硅酸三鈣的水化,水泥與水接觸時(shí)，水泥中的各組分與水的反應(yīng)稱(chēng)為水化。,水泥 cement,水泥漿 Cement paste,+水,凝結(jié) 硬化,水泥石 Hardened cement paste,P197,38,PPT學(xué)習(xí)交流,C3S水化過(guò)程階段劃分,初始水解期：加水后立即發(fā)生急劇反應(yīng)，持續(xù)時(shí)間短（15m

22、in),又稱(chēng)誘導(dǎo)前期。,誘導(dǎo)期：反應(yīng)緩慢，持續(xù)2-4h，又稱(chēng)靜止期。是硅酸鹽水泥漿能在幾小時(shí)內(nèi)保持塑性的原因。初凝時(shí)間基本上相當(dāng)于誘導(dǎo)期的結(jié)束。,39,PPT學(xué)習(xí)交流,C3S水化過(guò)程階段劃分,加速期：反應(yīng)重新加快，反應(yīng)速率隨時(shí)間增長(zhǎng)，出現(xiàn)第二個(gè)放熱峰，峰頂時(shí)本階段結(jié)束（4-8h）。終凝已過(guò)，開(kāi)始硬化. 衰退期：反應(yīng)速率隨時(shí)間下降（減退期）。持續(xù)1224h，水化作用逐漸受擴(kuò)散速率控制。 穩(wěn)定期：反應(yīng)速率很低、基本穩(wěn)定，水化作用完全受擴(kuò)散速率控制。,40,PPT學(xué)習(xí)交流,C2S水化過(guò)程與C3S極為相似，也有誘導(dǎo)期、加速期等，但水化速度不同。其原因是兩者的晶體構(gòu)造不同造成。 二者反應(yīng)產(chǎn)物都是水化硅酸

23、鈣和氫氧化鈣。水化硅酸鈣的化學(xué)組成、結(jié)晶程度都不固定，尺寸很小，接近膠體，難以精確區(qū)分。為了表示連續(xù)范圍的組成和結(jié)構(gòu)，將水化硅酸鈣統(tǒng)稱(chēng)為水化硅酸鈣凝膠（C-S-H)。,2C2S + 4H2O 3CaO2SiO23H2O + Ca(OH)2,2. 硅酸二鈣的水化,41,PPT學(xué)習(xí)交流,C3A在硅酸鹽水泥熟料礦物中的水化能力最強(qiáng)，但在飽和石灰溶液中顯著減慢。其水化產(chǎn)物組成與結(jié)構(gòu)決定于溶液中氧化鈣和氧化鋁離子濃度與溫度。,C3A + 6H2O 3CaOAl2O36H2O,4C4AF + 7H2O 3CaOAl2O3 6H2O + CaOFe2O3H2O,3. 鋁酸三鈣的水化,4. 鐵鋁酸四鈣的水化,

24、42,PPT學(xué)習(xí)交流,3CaOAl2O3+ 3(CaSO42H2O) + 2426H2O 3CaOAl2O33CaSO4 3032H2O,水泥拌水后，首先是C3A，以后C4AF與C3S分別與水很快反應(yīng)，C3S水化時(shí)析出CH,同時(shí)，摻加的石膏也迅速溶解于水。,3CaOAl2O33CaSO4 3032H2O簡(jiǎn)寫(xiě)為Aft，稱(chēng)為三（高）硫型水化硫鋁酸鈣，因其成分及結(jié)構(gòu)與天然的鈣礬石相似，所以又稱(chēng)為鈣礬石，針狀晶體。,5.2 硅酸鹽水泥的水化,43,PPT學(xué)習(xí)交流,（1）凝結(jié)：水泥加水拌和后，成為可塑的漿體，逐漸變稠，失去塑性，但尚不具有強(qiáng)度的過(guò)程。 （2）硬化：隨后產(chǎn)生明顯的強(qiáng)度，并逐漸發(fā)展而成為堅(jiān)硬

25、的人造石。,5.3 硅酸鹽水泥的硬化,1. 概念,44,PPT學(xué)習(xí)交流,水化、凝結(jié)硬化歷程 1,水泥與水拌和，水泥顆粒以分散狀態(tài)存在于水中（瞬間過(guò)程）,2. 過(guò)程,水泥,水,45,PPT學(xué)習(xí)交流,水化、凝結(jié)硬化歷程 2,水化初期，反應(yīng)比較迅速，由于各種水化物溶解度很小，很快在水泥顆粒周?chē)_(dá)到過(guò)飽和，析出以C-S-H為主體的半滲透膜層，包裹在水泥顆粒表面。,水泥,水,水化硅酸鈣,46,PPT學(xué)習(xí)交流,水化、凝結(jié)硬化歷程 3,半滲透膜層的形成降低了各種離子從外向內(nèi)和離子從內(nèi)向外擴(kuò)散的速度，水化反應(yīng)變慢，水份滲入膜層以內(nèi)進(jìn)行的水化反應(yīng)使膜層向外增厚。,47,PPT學(xué)習(xí)交流,水化、凝結(jié)硬化歷程 4,膜層內(nèi)部由于結(jié)晶壓力的產(chǎn)生導(dǎo)致膜層向外突出并在其弱點(diǎn)上發(fā)生破裂，使水泥與水迅速而廣泛的接觸，反應(yīng)進(jìn)入加速期。,48,PPT學(xué)習(xí)交流