【正文】 料的水化作用 ? 水泥的性能主要由其熟料礦物的礦物組成的決定 ， 礦物組分遇水 ， 發(fā)生水化反應 ， 水泥由粉狀膠結成固太而具有強度 。 1． C3S和 C2S的水化： CSH以及 CH 硅酸三鈣和硅酸二鈣（ ?C2S)由于其晶體結構特點，因此遇水后與水發(fā)生水化反應 : (3CaOSiO2)+6H2O→3CaO2SiO 23H2O+3Ca(OH)2 2(2CaOSiO2)+4H2O→ 3CaO2SiO23H2O+Ca(OH)2 CSH CH ? 生成的水化硅酸鈣（ CSH） 中各化學成分不是恒定值，有兩種形態(tài)： CSH（ Ⅰ ） 和 CSH（ Ⅱ ）， 其中， CSH（ Ⅰ ） 的 C/S比 =~， CSH（ Ⅱ ）的 C/S比為 ~，它們統(tǒng)稱為 CSH凝膠，結晶度較差。 CSH（ Ⅰ ）又可表示為 CSH（ B）。 ? CSH凝膠有四種形態(tài)，它們具有以下特點： ? （ 1）具有高度的不溶性，溶解度極?。? ? （ 2）比表面積大，高度分散性； ? （ 3）具有剛度特征， 膠體微粒間以化學鍵和范德華力結合， 有一定的強度； ? （ 4）內(nèi)部多孔隙（凝膠孔）。 ? 而 CH生成量較 CSH少的多，只能起到填充作用，但由于 CH間是層狀結構，層間結合弱，因此，是裂縫的策源低。而 CH溶解度較大，對耐久性也不利。 ? C3S水化比 C2S快，同時生成的 CH較多。 ? CSH凝膠的形成與溫度有一定的關系，從而影響凝膠類型和 C/S比。 ? 3CaOA12O3+6H2O→ 3CaOA12O36H2O 2. C3A的水化 3. C4AF的水化 （二）硅酸鹽水泥的水化 七、水泥石體積的變化 ? 1． 化學收縮：水泥在水化過程 ， 由水泥熟料水化成水化產(chǎn)物 ， 由于這一過程產(chǎn)生的收縮叫化學收縮 。 ? 原因：水泥水化后的固相體體積比水化前大 ， 雖然如此 ， 就整個水泥 —— 水體系來講 ， 體積反而有的減少 ，其原因是主要原因是水化前體系體積包括固 、 液相 ，雖然反應生成物固相增大 ， 但總體積減小 。 ? 對于硅酸鹽水泥來講 ， 每 100g的縮減總量為 7~9ml。礦物組分化學縮減不同： C3AC4AFC3SC2S。 ? 2． 干縮 （ 失水收縮 ） ? 3． 碳化收縮：當空氣中有適當?shù)臐穸葧r ，CO2+H2O 會引起水泥石收縮 ① CO2+H2O 與Ca(OH)2不斷作用 。 ② CO2與水化物發(fā)生置換反應 ， 而發(fā)生碳化收縮 。 ? 4. 自干燥收縮 —— 低水膠比下 八、水泥石的耐久性 (1)軟水腐蝕 (溶出性腐蝕 )： 氫氧化鈣不斷地溶解流失 (2)離子交換腐蝕 (溶解性腐蝕 ) –1)碳酸的腐蝕 –2)一般酸的腐蝕 –3)鎂鹽的腐蝕 (3)膨脹性腐蝕 –1)硫酸鹽腐蝕 –2)硫酸的腐蝕 (4)堿的腐蝕 (5)水泥石腐蝕的防止 第二節(jié) 摻混合材的硅酸鹽水泥 ? 混合材：在水泥生產(chǎn)時 ， 為改善水泥的性能 ，如強度和耐久性等而加入到水泥中 ， 和水泥熟料 、 石膏一起粉磨的礦物材料 。 ? 混合材又分為活性混合材和非活性混合材 。 ? 一 、 混合材的類別 ? 1． 活性混合材：在激發(fā)條件下 （ 石灰或石膏的作用 ） ， 加水拌合后 ， 生成具有膠凝性的水化產(chǎn)物 ， 既能在水中 ， 又能在空氣中發(fā)展并保持強度的礦物材料 。 這一類材料包括有：粉煤灰 、 ?；郀t礦渣 、 火山灰質材料等 。 （ 盡可能具無定形態(tài) ， 而非晶態(tài) ） 。 ? 激發(fā)與激發(fā)劑：加入到水泥中的活性混合材的激發(fā)劑為水化物 CH和石膏 ， 并不外加 。 ? 2. 非活性混合材：由于這類材料活性很低 ， 即使在有激發(fā)條件下 （ 堿或石膏 ） 也不與水發(fā)生水化反應 ， 也不具有水硬性膠凝性質的礦物材料 活性混合材在水泥中的作用主要表現(xiàn)為以下幾點： ? （ 1）二次反應（又叫火山灰反應） ? 火山灰效應的好處：①由于消耗了大量的Ca(OH)2，提高了水泥石的強度和耐久性。②水泥水化物中，高堿性水化硅酸鈣與低堿性（ C/S ）水化硅酸鈣相比，低堿性 CSH強度更高，耐久性更好，因此，火山灰反應使CSH由高堿性 CSH轉變?yōu)榈蛪A性水化硅酸鈣，增加了強度和耐久性。③降低了 Aft生成的可能性。④對堿集料反應的抑制有利。 ? （ 2） 經(jīng)濟效應與環(huán)保效應 ? 活性混合材一般都是工業(yè)廢棄物，將它加入到水泥中，（在不改變水泥性能的前提下），取代了都分水泥，一來作到了廢棄物的再利用，增加了水泥產(chǎn)量，提高了經(jīng)濟效應，再者廢棄物利用，減少堆場占地面積，也有經(jīng)濟效應，同時廢物利用，減少 CO2排放是，也具有環(huán)保效應。 ? （ 3）降低水化熱。（ 4）改變水泥與集料間粘結力。 非活性混合材作用： ?（ 1） 經(jīng)濟效應與環(huán)保效應 ?（ 2）降低水化熱 ?（ 3）改變水泥與集料間粘結力。 混合材品種 ? 1. 活性混合材：硅灰（ SF）、礦渣（ SL）、粉煤灰（ FA）、沸石粉、稻殼灰、偏高齡土、磷渣等； ? 2. 非活性混合材：石粉、石英粉、碳黑等。 二、混合材性能 ? 1. 礦渣 —— 磨細高爐礦渣 ? 礦渣：在煉鐵爐中，浮于鐵水的表面一層熔渣，排出時用水急冷，得到水淬礦渣，也叫粒狀高爐礦渣。 ? （ 1） 化學成分 ? （ 2） 礦渣結構 ? （ 3） 礦渣活性 ? 2. 火山灰質混合材 ? ① 硅酸質混合材：硅藻土 （ SiO2： %） 、 硅藻石（ SiO2： %） 、 蛋白石 （ SiO2： %） 、 硅質渣（ SiO2： %） 、 硅灰等 。 其中的 SiO2接近或超過 70%，硅灰的 SiO290%。 ? ② 鋁硅玻璃質混合材 。 ? 這類混合材除活性 SiO2含量較大外 ， Al2O3含量也較大 ， 包括粉煤灰 、 火山灰 ， 浮石 、 凝灰?guī)r等天然混合材及人工的粉煤等 。 ? ③ 燒粘土質混合材 。 ? 這類材料的活性組成主要為脫水粘土礦物 ， 仍以 SiO2和Al2O3為主 ， 包括燒粘土 、 煤矸石 、 頁巖渣等 。 ? 火山灰質混合材根據(jù)不同的種類及化學成分、活性成分不同，其水化、凝結、強度各有不同。 ? （ 1） 粉煤灰 ? 粉煤灰：是發(fā)電廠鋁爐以煤作燃料時，從其煙氣中收集下來的灰渣，又叫作飛渣，又叫作飛灰（ Fly ash） ? （ 2） 硅灰 ? 硅灰是鐵合金廠冶煉硅鐵合金或金屬硅時收集的煙氣 ， 硅灰平均粒徑很小 ， 只有 ?m 左右 ， 比表面積高達 150000~250000cm2/g， 硅灰組成中 ， 含活性SiO2約 90％ ～ 98％ ， 呈球狀體 ， 硅灰具有火山灰活性 。 ? （ 3）其它 主要的火山灰混合材 活性混合材活性及評價 ? 活性混合材種類不同，其活性原因也不同： ? 1. 具有潛在水硬性 —— 礦渣（需要堿或硫酸鹽激發(fā)其活性） ? 2. 具有 火山灰反應（二次反應） 能力 —— 硅灰、粉煤灰及沸石等； ? 3. 同時具有以上兩種能力 —— 高鈣粉煤灰、固硫渣等。 活性評價 ? 1. 活性率指標（廉慧珍） ? 2. 質量系數(shù)法 ? 3. 石灰吸收值法 ? 4. 抗壓強度比法（較普遍） ? 5. 比強度法（蒲心誠） 三、摻混合材的水泥 ? 1. 硅酸鹽水泥： Ⅰ 型硅酸鹽水泥，代號 P.Ⅰ 。 Ⅱ 型硅酸鹽水泥，代號 P.Ⅱ 。 ? 2. 普通硅酸鹽水泥 ：簡稱普通水泥，代號 。 ? 3. 礦渣硅酸鹽水泥 ：簡稱礦渣水泥，代號 。 ? 4. 火山灰質硅酸鹽水泥 ：簡稱火山灰水泥，代號 。 ? 5. 粉煤灰硅酸鹽水泥 ：簡稱粉煤灰水泥，代號 。 ? 6. 復合硅酸鹽水泥 ：代號 ： 第三節(jié) 高鋁水泥（礬土水泥、鋁酸鹽水泥） ? 高鋁水泥是鋁酸鹽水泥的一種 ， 其主要礦物組成主要為 CA（ 鋁酸 — 鈣 ） ， CA2（ 二鋁酸一鈣等鋁酸鹽礦物以及少量的 C2S等 。 ? 高鋁水泥是以鋁礬土和石灰石為原料，按適當?shù)谋壤浜虾筮M行燒結或熔融，冷卻后經(jīng)粉磨而成。生產(chǎn)工藝與硅酸鹽基本相同。但相對熟料難磨。 高鋁水泥礦物組分 礦物名稱 礦物成分 簡寫 鋁酸一鈣 (主要 ) CaOA12O3 CA 二鋁酸一鈣