礦物材料的理論基礎-資料下載頁
2025-05-09 01:32本頁面
【正文】 aO+CO2↑ C、 800 ℃ 以上，生成 CaOAl2O 2CaOFe2O3， 2CaOSiO2開始形成 D、 800 ～ 900 ℃ ， 12CaO7Al2O3開始形成 E、 900 ～ 1000 ℃ ， 2CaOAl2O3SiO2形成，隨后又重新分解， 3CaOAl2O3與 4CaOAl2O3Fe2O3開始形成，所有CaCO3分解完畢，游離 CaO達最大值 F、 1100 ～ 1200 ℃ ，大量生成 3CaOAl2O3，4CaOAl2O3Fe2O3和 2CaOSiO2生成量達最大 G、 1260 ～ 1300 ℃ ，水泥生料開始熔融，出現(xiàn)液相，生料中的 MgO一部分以方鎂石小晶體析出，一部分分散于液相中 H、 1300 ～ 1450 ℃ ， 3CaOAl2O3和 4CaOAl2O3Fe2O3熔融，液相中 2CaOSiO2吸收 CaO形成 3CaOSiO2 I、煅燒冷卻后 →水泥熟料 水泥熟料主要成分： 3CaOSiO2， β2CaOSiO2， 3CaOAl2O3和 4CaOAl2O3Fe2O3，還有少量游離的 MgO、CaO和玻璃相。 水化反應 礦物材料 +水 →水化反應 →凝結硬化 →膠結散粒材料 →形成堅硬的人造石 1）石灰的水化反應 CaO+H2O →Ca(OH)2+ （熟石灰、消石灰） 石灰漿（膠體體系） →繼續(xù)水化反應 →膠粒增多，膠粒間距減少 →水化膜變薄 →粒子間范德華力 →觸變性凝聚結構 →細膠粒溶解、大膠粒長大 →結晶結構 →水分蒸發(fā) →結晶量增大 →強度升高 硬化石灰漿吸收空氣中的 CO2 →碳化反應 Ca(OH)2+CO2+nH2O →CaCO3+(n+1)H2O CaCO3結晶與 Ca(OH)2結晶相互交織 →獲最終強度 2）建筑石膏的水化反應 CaSO41/2H2O+3/2H2O → CaSO42H2O+半水石膏溶解 →半水石膏飽和溶液 →二水石膏（溶解度比半水石膏小） →二水石膏析出 →上式平衡打破，反應向右進行（即不停溶解，不停析晶，直到半水石膏全部溶解） 溶解后 →溶液中形成二水石膏凝聚結構 →晶體長大→形成結晶結構網(wǎng) →達到較高強度 石灰和石膏均為氣硬性膠凝材料（空氣中硬化后不再溶解）。 3）硅酸鹽水泥的水化反應比較復雜，主要有如下幾種： A、硅酸鹽礦物的水化反應：水化反應的產(chǎn)物統(tǒng)稱為水化硅酸鈣凝膠，可用 CSH表示 3CaOSiO2(硅酸三鈣 )+nH2O →xCaOSiO2yH2O+(3x)Ca(OH)2 2CaOSiO2(β硅酸二鈣 )+mH2O →xCaOSiO2yH2O+(2x)Ca(OH)2 B、鋁酸鈣礦物的水化反應 2(3CaOAl2O3+21H2O →4CaOAl2O313H2O+2CaOAl2O38H2O →2(3CaOAl2O36H2O)+8H2O 3CaOAl2O36H2O+Ca(OH)2+6H2O →4CaOAl2O313H2O C、鐵鋁酸四鈣礦物的水化反應，一般生成水化鋁酸鈣的含鐵固溶體和水化鐵酸鈣凝膠體 4CaOAl2O3Fe2O3+H2O →3CaO(Al,Fe)2O3nH2O+CaOFe2O3mH2O D、石膏的作用：在水泥中起緩凝作用 3CaOAl2O36H2O+3(CaSO42H2O)+19H2O →3CaOAl2O33CaSO431H2O 4CaOAl2O312H2O+3(CaSO42H2O)+13H2O →4CaOAl2O33CaSO431H2O 水泥的水化先從表面進行，由表到里。 水泥水化產(chǎn)物粒度在膠體范圍內(nèi)。水泥顆粒存在裂縫 →水化產(chǎn)生大量小顆粒 →水化產(chǎn)物膨脹 →使水泥顆粒變?yōu)槟z體顆粒 →顆粒在溶液中布朗運動 →分子間力 →凝膠體 →失去流動性和可逆性 →析出微晶粒（有觸變性） →結晶成網(wǎng)狀結構 →獲得固體強度 水熱合成反應 工藝：將鈣質(zhì)原料（石灰）與硅質(zhì)原料 →水熱合成→水化硅酸鹽 如：灰砂磚、加氣混凝土、各種硅酸鹽砌塊、墻板、硅酸鈣材料等。 工藝分兩種： 1）蒸壓工藝 2）蒸養(yǎng)工藝 硅質(zhì)原料為結晶態(tài)，一般用蒸壓，如河砂、山砂原礦等；硅質(zhì)原料為無定形二氧化硅，一般用蒸養(yǎng)，如頁巖、粉煤灰等。但蒸壓更好。 A、硅酸鈣材料：是以硅酸鈣水化物為主的材料，多制成板材 產(chǎn)物取決于：原料的種類、細度、雜質(zhì)、 CaO/SiO2比、反應溫度及時間等 反應產(chǎn)物可能有：雪硅鈣石凝膠 [() CaOSiO2nH2O， CSH(Ⅱ )(CaO/SiO2 ≈2)； CSH(Ⅰ )(CaO/SiO2 =) 即托勃莫來石；雪硅鈣石（ 5CaO6SiO25H2O）；硬硅鈣石（ 6CaO6SiO25H2O）。 其中 CaO/SiO2為 是最希望得到的，它們的強度高，耐火度高。 B、灰砂硅酸鹽磚：主要反應產(chǎn)物為 2CaOSiO2H 2O、 2CaOSiO22H2O等 高強加筋的灰砂磚制品，主要為 CaOSiO2H 2O(B)或托勃莫來石；加氣灰砂硅酸鹽制品，主要為托勃莫來石和硬硅鈣石。 C、廢渣硅酸鹽混凝土：產(chǎn)物取決于廢渣種類、成分、激發(fā)劑種類、硬化條件等 廢渣中 Al2O3量大時，產(chǎn)物有兩種： 1）含鋁礦物，如水石榴石 3CaOAl2O3nSiO2(62n)H2O、水化鈣鋁長石 2CaOAl2O3SiO28H2O等； 2）水化硅酸鈣 CaOSiO2H 2O(B)逐漸過度到托勃莫來石等。 廢渣 Al2O3量不足時，主要產(chǎn)物：CaOSiO2H 2O(A)、 2CaOSiO22H2O、CaOSiO2H 2O、托勃莫來石、鋁代托勃莫來石等
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