水泥基礎(chǔ)知識(shí)

1、 水泥加水拌合后成為既有可塑性又有流動(dòng)性的水泥漿，同時(shí)產(chǎn)生水化，隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，逐漸失去流動(dòng)能力到達(dá)“初凝”。待完全失去可塑性，開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時(shí)，即為“終凝”。隨著水化，凝結(jié)的繼續(xù)，漿體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度的堅(jiān)硬固體水泥石，即為硬化?？梢?，水化是水泥產(chǎn)生凝結(jié)硬化的前提，而凝結(jié)硬化則是水泥水化的結(jié)果。 水泥與水拌合后，其顆粒表面的熟料礦物立即與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，各組分開始溶解，形成水化物，放出一定熱量，固相體積逐漸增加。水泥是多礦物的集合體，各礦物的水化會(huì)互相影響。 水泥水化是指水泥與水所起的化合作用,即水泥從無(wú)水狀態(tài)轉(zhuǎn)變到含結(jié)合水狀態(tài)的反應(yīng)過程,包含水解和水合。 水泥水化過程，分為化學(xué)反

2、應(yīng)和物理化學(xué)反應(yīng)。水泥拌合水后，四種主要熟料礦物與水反應(yīng)。分述如下：硅酸三鈣水化硅酸三鈣在常溫下的水化反應(yīng)生成水化硅酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2C3S+HC-S-H+CH 硅酸二鈣的水化-C2S的水化與C3S相似，只不過水化速度慢而已。2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2C2S+HC-S-H+CH所形成的水化硅酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無(wú)大區(qū)別，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比

3、C3S的少，結(jié)晶卻粗大些。鋁酸三鈣的水化C3A +HC3AH6(水化鋁酸三鈣）鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化產(chǎn)物組成和結(jié)構(gòu)受液相CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩(wěn)狀態(tài)的水化鋁酸鈣，最終轉(zhuǎn)化為水石榴石（C3AH6）。在有石膏的情況下，C3A水化的最終產(chǎn)物與起石膏摻入量有關(guān)。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣，簡(jiǎn)稱鈣礬石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗盡，則鈣礬石與C3A作用轉(zhuǎn)化為單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。鐵相固溶體的水化C4AF+HC3AH6+CFH（水化鐵酸一鈣） 水泥熟料中鐵相固溶體可用C4AF作為代表。它的水化速率比C3A略慢，水化熱較低，即使單獨(dú)水化也不會(huì)引起快凝。其水

4、化反應(yīng)及其產(chǎn)物與C3A很相似?？偨Y(jié)：（1） 在四種熟料礦物中，C3A水化速率最快，C3S和C4AF水化也很快，而C2S最慢。（2） 硅酸三鈣或硅酸二鈣水化生成水化硅酸鈣（C-S-H）和氫氧化鈣（CH）。C-S-H不溶于水，并立即以膠體微粒析出，逐漸凝聚成為C-S-H凝膠。CH在溶液中的濃度很快達(dá)到過飽和，呈六方板狀晶體析出。（3） 水化鋁酸鈣為立方晶體，在氫氧化鈣飽和溶液中，其一部分還能與氫氧化鈣進(jìn)一步反應(yīng)，生成六方晶體的水化鋁酸四鈣。因水泥中滲有少量石膏，故生成的水化鋁酸鈣會(huì)與石膏反應(yīng)，生成高硫型水化硫鋁酸鈣（3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O）針狀

5、晶體，其礦物名稱為鈣礬石，簡(jiǎn)稱AFt。當(dāng)石膏完全消耗后，一部分將轉(zhuǎn)變?yōu)閱瘟蛐退蜾X酸鈣晶體，簡(jiǎn)稱AFm。通常，AFt在水泥加水后的24h內(nèi)大量生產(chǎn)，隨后逐漸轉(zhuǎn)變成AFm。（4） 如果忽略一些次要的和少量的成分，則硅酸鹽水泥與水作用后，生成的主要水化產(chǎn)物為：水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝膠，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥石中，水化硅酸鈣約占70%，氫氧化鈣約占20%，鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占7%。硅酸鹽水泥水化反應(yīng)為放熱反應(yīng)，其放出的熱量成為水化熱。將經(jīng)過 105干燥處理的粉末試樣用光電天平稱取 1g 左右（精確至 0.0001g），質(zhì)量記m105，裝入坩堝（容量 15mL，經(jīng) 900灼燒至恒定質(zhì)量，并記錄了質(zhì)量），放入馬弗爐中升溫至 900，恒溫 30min，然后取出放入干燥器中冷卻稱量；再放入馬弗爐中在 900下灼燒 15min隨即冷卻稱量；如此反復(fù)，每次恒溫灼燒 15min，直到前后兩次質(zhì)量差小于 0.0005g，測(cè)量結(jié)束。最后一次試樣的質(zhì)量記為 m900。每個(gè)試樣至少做兩次平行試驗(yàn)，燒失量取其算術(shù)平均值。本研究中燒失量的計(jì)算是基于質(zhì)量 m105的，即 LOI = (m105- m900)/ m105。由于原材料高溫灼燒時(shí)也有質(zhì)量損失，所以水化漿體的燒失量還要扣除原膠凝材料的燒失量，修正后的結(jié)果才是非