【正文】 漿體凝結(jié)硬化的原因 5．泰勒早、中、后三時期： 總之，過程復(fù)雜，不同階段機理不同，但現(xiàn)在比較統(tǒng)一的意見： 演講完畢，謝謝觀看！ 。 ②．從初凝到 24h止 產(chǎn)生較多的 CH、鈣礬石，同時鈣礬石尺寸長大，并形成大量纖維狀 CSH → 產(chǎn)生強 (結(jié)晶的 )、弱 (凝聚的 )不等的接觸點，將各顆粒初步聯(lián)接成網(wǎng) → 水泥凝結(jié)，隨著接觸點數(shù)目增多 → 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷加強 → 強度增加。 4．洛赫爾三階段學(xué)說 ①．從拌水到初凝為止。 漿體凝結(jié)硬化的原因 現(xiàn)代對膠體、晶體定義觀點：水化產(chǎn)物是膠體尺寸的晶體。 上述三過程交錯進行。即凝結(jié)硬化是膠體成剛性凝膠的過程。 漿體凝結(jié)硬化的原因 2．膠體理論： 1892年，米哈艾利斯 不需經(jīng)熟料礦物溶于水，固相礦物直接與水反應(yīng)生成水化產(chǎn)物 (原地化學(xué)反應(yīng) )，這些水化產(chǎn)物為膠體物質(zhì)，附在水泥顆粒周圍，然后干燥或未水化的水泥顆粒繼續(xù)水化產(chǎn)生“內(nèi)吸作用”而使膠體物質(zhì)脫水，從而使膠體凝聚變硬。 3 水化速率 1．熟料礦物組成與晶體結(jié)構(gòu) 2．水灰比的影響 3．細度的影響 4．溫度的影響 5．外加劑的影響 影響水化速度的外加劑有：促凝劑 (無機 )、早強劑、緩凝劑 (有機 )。 3 水化速率 1．熟料礦物組成與晶體結(jié)構(gòu) 2．水灰比的影響 3．細度的影響 4．溫度的影響 ①．遵循化學(xué)反應(yīng)規(guī)律：溫度越高，反應(yīng)越快； ②．對不同礦物影響不一樣。 ①．越細，比表面積越大，與水接觸面越大，水化越快； ②．磨細，水泥礦物晶格扭曲，缺陷多，有利于反應(yīng)； ③．早期快，但對后期無多大益處 (早期快，迅速水化的產(chǎn)物阻礙水化 )。所以后期慢。 3 水化速率 1．熟料礦物組成與晶體結(jié)構(gòu) 2．水灰比的影響 ①．水灰比大，水泥顆粒高度分散，水與水泥接觸面積大，水化速率快； ②．水灰比大，使水化產(chǎn)物有足夠的擴散空間，有利于水泥顆粒繼續(xù)與水接觸而起反應(yīng)； ③．水灰比過大，導(dǎo)致凝結(jié)慢，孔隙多，強度下降； ④．一般認為水灰比在 ，對早期水化影響不大，但過小的后期慢。 所以水硬活性是多種因素的綜合，較難對某一作用進行明確的比較，有時甚至?xí)贸鼋厝徊煌慕Y(jié)論。原因：認為其它離子填充在空腔中，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)密實，降低水化活性。 ③．外來離子：一般認為純＞含雜，且雜質(zhì)不同，水化速度不同。為 9的鈣離子周圍的 O2離子排列極不規(guī)則，距離不等，因此也形成很大空腔； 鋁的配位數(shù)為 4與 6，配位數(shù)為 4的鋁由于價鍵未曾飽和，易于接受兩個水分子或氫氧離子，以變成更為穩(wěn)定的配位，從而使能夠很快和水發(fā)生劇烈的水化作用。 3 水化速率 1．熟料礦物組成與晶體結(jié)構(gòu) 不同原因： 取決于各單相的內(nèi)在性質(zhì)，依次受晶體結(jié)構(gòu)、晶型、外來離子、晶體缺陷等因素支配。 β C2S： Ca2+有 14個 O2配位，一邊 6個，一邊 8個，空腔小于C3S的，所以水化較慢。 3 水化速率 1．熟料礦物組成與晶體結(jié)構(gòu) 不同原因： 取決于各單相的內(nèi)在性質(zhì)，依次受晶體結(jié)構(gòu)、晶型、外來離子、晶體缺陷等因素支配。 水化速率的影響因素 1．熟料礦物組成與晶體結(jié)構(gòu) 一般認為： 純的單礦物： C3A ＞ C4AF ＞ C3S ＞ β C2S 硅酸鹽水泥中 (相互影響 )： C3A ＞ C3S ＞ C4AF ＞ β C2S 但對 C4AF說法不一，有的認為早期快于 C3S，后期比 C3S慢。 化學(xué)結(jié)合水的 測定依據(jù) ：硬化水泥的結(jié)合水在高溫灼燒下完全脫去。 但高溫灼燒下失去的重量有： ①．化學(xué)結(jié)合水 ②．非化學(xué)結(jié)合水：干冰干燥法 ③．水泥燒失量：實驗測得，即新鮮水泥灼燒 9501000℃至恒重。 結(jié)合水測水化速率方法及原理 2．水化速率的測定方法 （ 3）．實驗室中常用測定結(jié)合水法 原理及方法 在一定溫度、濕度條件下，化學(xué)結(jié)合水量隨水化物增多而增多，即隨水化程度提高而增加。 所以可通過硬化水泥與完全水化水泥的化學(xué)結(jié)合水量算出硬化水泥的水化程度。且較大水泥顆粒的中心往往會完全停止水化，以后溫度、濕度條件適當時，再重新繼續(xù)緩慢水化。 水化過程中各礦物間的相互作用 5．漿體中拌水量不多，且水化過程中不斷減少，水化是在濃度不斷變化的情況下進行的，且水化放熱使水化體系溫度非恒定，因此水化過程與溶液中的一般化學(xué)反應(yīng)有所不同，特別是離子的遷移較為困難，根本不可能在極短的時間內(nèi)就能反應(yīng)完結(jié)。 水化過程中各礦物間的相互作用 3．堿的影響 ①． NaOH濃度低時，在 NaOH溶液中 Ca2+溶解度降低，延緩C3A的早期水化； ②． NaOH濃度增大 (＞ )時， OH濃度高，使 C3A中 AlO鍵破壞，加速 C3A的水化。 2． C3S對 C2S的水化有一定的促進作用。非均勻的水化產(chǎn)物就不會形成上述的保護層，從而提出 晶格缺陷的類別和數(shù)量 是決定誘導(dǎo)期長短的主要因素。 最近一些研究，誘導(dǎo)期更可能是由于 CSH的成核和生長受到延緩的緣故。然后， Ca2+吸附到這一表面，使其帶上正電，形成雙電層，且由于界面上Ca2+濃度高，因而 C3S溶出 Ca2+速度減慢，產(chǎn)生誘導(dǎo)期。 誘導(dǎo)期產(chǎn)生和結(jié)束的假說 (2) 延遲成核理論： 認為誘導(dǎo)期是由于 CH或 CSH的晶核的形成和生長都需要一定的時間，從而使水化延緩所致。 誘導(dǎo)期開始：早期水化產(chǎn)物形成了保護膜層。 C3S水化過程的五個階段 一、硅酸三鈣 4．水化過程 ①．誘導(dǎo)前期 ②．誘導(dǎo)期 ③．加速期 ④．減速期 ⑤．穩(wěn)定期：反應(yīng)速率很低，基本穩(wěn)定階段，水化作用完全受擴散作用控制。 ④．減速期：反應(yīng)速率隨時間下降，持續(xù) 12～ 24h。 C3S水化過程的五個階段 一、硅酸三鈣 4．水化過程 ①．誘導(dǎo)前期 ②．誘導(dǎo)期 ③．加速期：反應(yīng)重新加快，速率隨時間而增長，出現(xiàn)第二個放熱峰，達峰頂時本階段結(jié)束 (4～ 8h)，此時終凝已過，開始硬化。初凝時間基本相當于誘導(dǎo)期的結(jié)束。 ②．誘導(dǎo)期：這一階段反應(yīng)速率極其緩慢，又稱靜止期。 硬化前 未水化水泥顆粒 水 CSH 鈣礬石 氫氧化鈣 硬化后 水灰比 C3S水化過程的五個階段 一、硅酸三鈣 4．水化過程 根據(jù)水化放熱速率 時間曲線，可分為五個階段。 4 硬化水泥漿體 ? 水泥石的組成： 未水化水泥顆粒 水化產(chǎn)物－晶體、膠體 毛細孔、毛細孔水 凝膠孔 ? 毛細孔 －未被水化產(chǎn)物所填充的原充水空間 ? 凝膠孔 － CSH內(nèi)部的結(jié)構(gòu)孔 ? 水泥石是多相（固、液、氣）多孔體系，水泥石的工程性質(zhì)取決于水泥石的結(jié)構(gòu)組成，即決定于水化物的類型和相對含量、內(nèi)部孔的大小、形狀和分布狀態(tài)。 測得的蒸發(fā)水中可能會包含有一些結(jié)合不牢的結(jié)晶水，所以非蒸發(fā)水并不一定是真正的結(jié)晶水，為近似值。 D干燥法 非蒸發(fā)水：基準條件下不能除去的水。 4 硬化水泥漿體 二、水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與形貌 (六 )、水及其存在形式 上述不同形式水很難定量測定。數(shù)量取決于毛細孔的數(shù)量。所以脫水溫度有較大范圍。 4 硬化水泥漿體 二、水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與形貌 (六 )、水及其存在形式 在硬化水泥漿體中，水有不同存在形式，按其與固相組成的作用情況分： 1．結(jié)晶水 2．吸附水 ：以中性 H2O分子存在，不參與組成水化物的晶體結(jié)構(gòu)，由吸附效應(yīng)或毛細管力作用下被機械地吸附于固相粒子表面或孔隙之中。 水化漿體與未水化相比，其比表面積可比未水化高 3個數(shù)量極，為 210m2/g(水蒸氣吸附法 )。 測量方法：常用水蒸氣吸附法、氮氣吸附法，不同方法結(jié)果相差很大，如用氮氣作為吸附氣體時，為水蒸氣的 1/51/3。如 W/C＝ ，用水、氦、甲醇作介質(zhì)，測得總孔隙率為%、 %、 %。對強度影響大。 4 硬化水泥漿體 二、水化產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)與形貌 (五 )、孔結(jié)構(gòu)和內(nèi)表面積 1．孔徑分布 隨著水化發(fā)展，凝膠孔隨水化產(chǎn)物 ↑ 而 ↑ ，毛細孔逐漸被填充