【文章內(nèi)容簡介】 溫下的水泥石，是由未水化的水泥熟料顆粒，水化水泥，水和少量的空氣，以及水和空氣占有的空 隙網(wǎng)組成。硬化水泥是一個固 — 液 — 氣三相多孔體。固體相有結晶相、凝膠相、和未水化的水泥顆粒。結晶相主要有：氫氧化鈣，鈣礬石，以及水化硫酸鈣等。凝膠相主要為 C— S— H凝膠。 硅酸鹽水泥孰料煅燒的幾個階段 a生料的干燥和脫水就是把生料中的自由水和結合水除去 b碳酸鈣的分解 c固相反應，生成硅酸二鈣，硅酸三鈣，鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣的形成 d液相的形成和熟料的燒結 e熟料的冷卻 簡述水泥熟料煅燒時冷卻速度對相結構的影響 熟料的冷卻速度對相結構有較大的影響，快速冷卻可在高溫下形成的液相來不及結晶而形成玻璃相，同 時使 C3S等礦物晶體的尺寸因來不及長大而保持其細小的均勻分布的狀態(tài)，并由于冷卻在熟料粒子內(nèi)部產(chǎn)生極大的結晶應力，形成較多的細裂紋。 同時快速冷卻能防止 β C2S轉化 rC2S. 因此在工藝裝備允許的條件下盡可能采用快速冷卻，能使水泥熟料的使用性質以及抗硫酸鹽性能等變好，也能改變熟料的工藝性質，特別是使其易磨性變好。 石灰飽和系數(shù)的含義及基本表達式 （硅率鋁率以及堿度的 ?相互影響） ①硅率（ SM或 n）表示熟料中二氧化硅含量與氧化鋁及二氧化三鐵含量之和的質量比。此指標表示水泥熟料礦物中硅酸鹽礦物與溶劑礦 物之間的數(shù)量對比關系。SM越大，則硅酸鹽礦物含量越高溶劑礦物越少故在煅燒過程中出現(xiàn)的液相含量越少，所要求的燒成溫度越高；但 SM過小，則熟料中硅酸鹽礦物太少而影響水泥強度，且由于液相含量過多，已出現(xiàn)結大塊、結爐瘤、結圈等而影響窯的操作。 ②水泥中鋁率（ IM或 p表示）是指熟料中的氧化鋁和氧化鐵含量的質量比。鋁率高低，在一定程度上反映了水泥煅燒過程中高溫液相的粘度。鋁率高，熟料中的硅酸三鈣多，但鐵鋁酸四鈣就較少，則液相粘度大，物料難燒；鋁率過低，雖然液相的粘度低，液相中的質點容易擴散，對硅酸三鈣的形成有利，但燒結 范圍變窄，容易結塊，不利于窯的操作。因此，水泥的鋁率應控制在 ~。 ③石灰飽和系數(shù)（ KH）是熟料中全部 SiO2生成 C3S和 C2S所需的 Cao含量與全部 SiO2生成 C3S所需的 Cao最大含量的比值。也就是熟料中 SiO2被 Cao飽和形成 C3S的程度 ④堿度（ N）表示一摩爾 SiO2作用的 Cao摩爾數(shù)及 N=Cao（ mol） /SiO2（ mol）。實際生產(chǎn)中所形成的水泥熟料中兼有 C3S和 C2S，故 N=2~3 1 水泥熟料礦物具有膠凝能力的本質和條件 具有膠凝能力的本質 ： 硅酸鹽水泥熟料礦物的水化反 應活性，決定于其結構的不穩(wěn)定性，使結晶結構的有序度降低，因而使穩(wěn)定性降低，水化反應能力增大。 水泥熟料礦物具有水化反應活性的另一個結構特征是在晶體結構中存在著活性陽離子。陽離子處于活性狀態(tài)，即價鍵不飽和狀態(tài)，因此，在一定意義上可以認為，熟料礦物水化反應的實質是這種活性氧離子在水介質作用下 ，與極性 OH—離子或極性水分子互相作用并進入溶液，使熟料礦物溶解和解體。從結晶化學的觀點看，陽離子的活性程度主要決定于陽離子與氧的距離及鍵能的大小。在這里陽離子的半徑起著重要的作用。 具有膠凝能力的條件： 形成水化 物必須是穩(wěn)定的 形成的水化物要有足夠的數(shù)量，他們之間能夠彼此交叉、連生，并能夠在整個水泥漿體的空間形成連續(xù)的網(wǎng)狀結構。 1 ， 鋁鐵酸四鈣膠凝能力的本質及條件、 熟料礦物膠凝能力的本質和條件決定于其各自的結構特征。 C3S（常溫下的介穩(wěn)的高溫型礦物，結構中滲入鋁和鎂離子形成了固溶體，鈣離子配位數(shù)為 6） C2S（不規(guī)則的鈣離子及鋁離子配位數(shù)，結構孔穴大， OH離子容易進入，故水化快）鐵鋁酸四鈣（高溫時的固溶體）玻璃體（部分液相在快冷時來不及析晶形成， 熱力學不穩(wěn)定） 1 簡述影響水泥漿流變性能的主要因素 ： 水灰比變低時塑性粘度和極限剪應力均提高 影響 隨水溫增高，漿 體的流變性增大 水泥熟料中 C3A的含量提高時，水泥漿的塑性粘度和極限應力也隨之提高。 1 硬化后水泥中的水存在形式、并分析其對干縮變形的影響、有哪些區(qū)別 水存在形式 吸附水（中性的水分子的形態(tài)存在，不參與組成水化物的結晶結構），包括凝膠水、毛細管水（分別為凝膠體內(nèi)的水和體外部毛細孔的水） 結 晶水（中性水分子，參與水化物晶格） 化合水（氫氧根離子形式參與組成水化物結晶結構） 濕度和溫度的變化可以引起水泥石中水分的變化，伴隨水泥石失水的過程，水泥石發(fā)生收縮變形。不同形態(tài)的水與固相的聯(lián)系力不同，水與固相的聯(lián)系力越小，失去時對收縮的影響越小。水泥在不同的失水階段有不同的收縮影響：第一階段，毛細水脫水，毛細水與固相聯(lián)系力是很小的，所以產(chǎn)生的收縮主要由毛細管張力引起。第二階段，失水相應于凝膠水的脫水，這種水與水泥石的固相作用是物理吸附作用。膠凝水分的損失就引起膠凝體體積的縮小。第三階段，相應于硅酸 鹽水化物層間水和一部分結晶水的脫出。第四階段，結晶水和 Ca（ OH） 2及水化鋁酸鹽等水化物中所含的結構水的脫出。 2 為什么干燥碳化收縮與濕度關系 － 在 當相對適度在 55%時 ，水泥石收縮最大？ 引起水泥石的收縮的原因，一般認為是由于空氣中的二氧化碳與水泥石中的水化物，特別是與氫氧化鈣的的不斷作用，引起水泥石結構的解體所致。由于二氧化碳與水化物的置換反應，會釋放出水分子，而只有這些水分子失去時，才能造成水泥石體積的變化。雖然水分的失去是隨相對適度的下降而增大。但另一方面，二氧化碳與水化物的互相作用又必須在一定的 濕度下才能進行，如相對濕度25%,CO2與水化物之間的反應幾乎停止。故由于上述兩個方面的互相牽制的原因，在相對適度 55%時，水泥石的收縮最大。 42 簡述影響水泥石抗凍性的結構因素 水灰比是決定混凝