水泥水化及硬化機(jī)理

1、 第第八八章章 硅酸鹽水泥的水化與硬化硅酸鹽水泥的水化與硬化補(bǔ)充：補(bǔ)充： 熟料礦物水化的原因熟料礦物水化的原因熟料礦物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定熟料礦物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。 造成熟料礦物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的原因是：造成熟料礦物結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的原因是： 熟料燒成后快速冷卻，使其保留了介穩(wěn)狀態(tài)的高溫型晶熟料燒成后快速冷卻，使其保留了介穩(wěn)狀態(tài)的高溫型晶體結(jié)構(gòu)；體結(jié)構(gòu)； 熟料中的礦物不是純的熟料中的礦物不是純的C C3 3S S和和C C2 2S S ，而是，而是Alite 和和Belite等有等有限固溶體；限固溶體； 微量元素的摻雜使晶格排列的規(guī)律性受到某種程度的影響。微量元素的摻雜使晶格排列的規(guī)律性受到某種程度的影響。熟料礦物中鈣離

2、子的氧離子配位不規(guī)則。熟料礦物中鈣離子的氧離子配位不規(guī)則。水泥的水化、凝結(jié)、硬化水泥的水化、凝結(jié)、硬化 水化水化物質(zhì)由無(wú)水狀態(tài)變?yōu)橛兴疇顟B(tài)，由低含水變物質(zhì)由無(wú)水狀態(tài)變?yōu)橛兴疇顟B(tài)，由低含水變?yōu)楦吆?，統(tǒng)稱為水化。為高含水，統(tǒng)稱為水化。 凝結(jié)凝結(jié)水泥加水拌和初期形成具有可塑性的漿體，水泥加水拌和初期形成具有可塑性的漿體，然后逐漸變稠并失去可塑性的過(guò)程稱為凝結(jié)。然后逐漸變稠并失去可塑性的過(guò)程稱為凝結(jié)。 硬化硬化此后，漿體的強(qiáng)度逐漸提高并變成堅(jiān)硬的石此后，漿體的強(qiáng)度逐漸提高并變成堅(jiān)硬的石狀固體（水泥石），這一過(guò)程稱為硬化。狀固體（水泥石），這一過(guò)程稱為硬化。 7.1 7.1 熟料礦物的水化熟料礦物的水

3、化 一一.C.C3 3S S的水化的水化1 1、常溫下的、常溫下的水化反應(yīng)水化反應(yīng) 3CaO.SiO2+nH2O=xCaO.SiO2.yH2O+(3-x)Ca(OH)2 簡(jiǎn)寫為：簡(jiǎn)寫為：C3S + nH = C-S-H + (3-x)CH 水化產(chǎn)物：水化產(chǎn)物：水化硅酸鈣水化硅酸鈣（也稱（也稱C-S-HC-S-H凝膠）和凝膠）和氫氧化鈣氫氧化鈣。 水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物C-S-HC-S-H的組成是不定的，其的組成是不定的，其CaO/SiO2 比比與所處的溶液的與所處的溶液的Ca(OH)2濃度有關(guān)：濃度有關(guān)：CaO1 m mol/l ， Ca(OH)2 硅酸凝膠硅酸凝膠CaO1-2 m mol/l ，

4、C-S-H C-S-H 硅酸凝膠硅酸凝膠CaO2-20 m mol/l ， C/S比為（比為（0.8-1.5）C-S-HC-S-H ， 稱為稱為C-S-HC-S-H（） CaO達(dá)飽和達(dá)飽和20 m mol/l ， C/S比為（比為（1.5-2.0）C-S-HC-S-H ，稱為稱為C-S-HC-S-H（）2 2 . .C C3 3S S水化過(guò)程水化過(guò)程 ：誘導(dǎo)前期（時(shí)間：誘導(dǎo)前期（時(shí)間：1515分鐘分鐘 ） 反應(yīng)：激烈反應(yīng)：激烈第一個(gè)放熱峰，鈣離子濃度迅速提高第一個(gè)放熱峰，鈣離子濃度迅速提高 漿體狀態(tài)：是具有流動(dòng)性（漿體狀態(tài)：是具有流動(dòng)性（Ca(OH)2沒(méi)有飽和）沒(méi)有飽和） ：誘導(dǎo)期又稱靜止期：

5、誘導(dǎo)期又稱靜止期（時(shí)間：（時(shí)間：24小時(shí)小時(shí) ） 反應(yīng)：極慢反應(yīng)：極慢放熱底谷：鈣離子濃度增高慢放熱底谷：鈣離子濃度增高慢 漿體狀態(tài)：漿體狀態(tài)：Ca(OH)Ca(OH)2達(dá)飽和：此間：具有流動(dòng)性達(dá)飽和：此間：具有流動(dòng)性 ，結(jié)束：失去流動(dòng)性，達(dá)初凝，結(jié)束：失去流動(dòng)性，達(dá)初凝 ：加速期：加速期（時(shí)間：（時(shí)間：48小時(shí)）小時(shí)） 反應(yīng)：又加快反應(yīng)：又加快第二放熱高峰第二放熱高峰 漿體狀態(tài)：漿體狀態(tài)： Ca(OH)Ca(OH)2過(guò)飽和最高：生成過(guò)飽和最高：生成Ca(OH)Ca(OH)2 、填充空隙、填充空隙、 中期：失去可塑性、中期：失去可塑性、 達(dá)終凝，后期：開(kāi)始硬化達(dá)終凝，后期：開(kāi)始硬化 ：減速期（

6、時(shí)間：減速期（時(shí)間：1224小時(shí)小時(shí) ） 反應(yīng)：隨時(shí)間的增長(zhǎng)而下降反應(yīng)：隨時(shí)間的增長(zhǎng)而下降 原因：原因： 在在C3S表面包裹產(chǎn)物表面包裹產(chǎn)物阻礙水化。阻礙水化。 :穩(wěn)定期穩(wěn)定期 反應(yīng)：很慢反應(yīng)：很慢基本穩(wěn)定（只到水化結(jié)束）基本穩(wěn)定（只到水化結(jié)束） 原因：產(chǎn)物層厚：水很少原因：產(chǎn)物層厚：水很少產(chǎn)物擴(kuò)散產(chǎn)物擴(kuò)散困難。困難。誘導(dǎo)期的本質(zhì)誘導(dǎo)期的本質(zhì) 保護(hù)膜理論保護(hù)膜理論 晶核形成延緩理論晶核形成延緩理論 晶格缺陷的類別和數(shù)量是決定誘導(dǎo)期長(zhǎng)晶格缺陷的類別和數(shù)量是決定誘導(dǎo)期長(zhǎng)短的主要因素短的主要因素二二. .C2S水化水化 C2S的水化過(guò)程與的水化過(guò)程與C3S相似，也有靜止期，加相似，也有靜止期，加速期

7、等速期等 ，但水化速率很慢約為，但水化速率很慢約為 C3S的的1/20 水化反應(yīng)：水化反應(yīng)： C2S + mH C-S-H + （2-X）CH 水化產(chǎn)物：水化產(chǎn)物： 生成生成C-S-H和和Ca(OH)Ca(OH)2三三.C3A水化：水化： 水化迅速，其水化產(chǎn)物的組成與結(jié)構(gòu)受溶液中水化迅速，其水化產(chǎn)物的組成與結(jié)構(gòu)受溶液中CaO、Al2O3 離子濃度和溫度的影響很大。離子濃度和溫度的影響很大。1、 C3A單獨(dú)水化單獨(dú)水化 常溫：常溫： C3A + 27H C4AH19+C2AH8 相對(duì)濕度相對(duì)濕度85時(shí)時(shí) C4AH19 C4AH13 + 6H C4AH13 + C2AH8 C3AH6+9H2O T

8、35： C3A+ 6H2O C3AH6特點(diǎn)：水化速度快特點(diǎn)：水化速度快水化熱多水化熱多T升高升高反應(yīng)速度極反應(yīng)速度極快快急凝急凝很快失去流動(dòng)性很快失去流動(dòng)性2.C2.C3 3A A在液相在液相CaOCaO濃度達(dá)飽和時(shí)濃度達(dá)飽和時(shí) C3A + CH + 12H C4AH13 瞬凝原因：瞬凝原因：水泥顆粒表面形成大量水泥顆粒表面形成大量C4AH13 ，其數(shù)量迅速增多，足以阻礙粒子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其數(shù)量迅速增多，足以阻礙粒子的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。3.3.在石膏存在條件下的水化在石膏存在條件下的水化石膏（充足）、石膏（充足）、CaOCaO同時(shí)存在時(shí)同時(shí)存在時(shí) C3A+CH+12HC4AH13 C4AH13+3CSH

9、2+14H C3A3CSH32 + CH （三硫型水化硫鋁酸鈣（三硫型水化硫鋁酸鈣AftAft，又稱鈣礬石），又稱鈣礬石） C C3 3A A未完全水化而石膏已經(jīng)耗盡時(shí)未完全水化而石膏已經(jīng)耗盡時(shí) 2C 2C4 4AHAH1313+ + C3A3CSH32 3 3 C C3 3A ACSCSH H1212 + CH + 20 H+ CH + 20 H ( (單硫型水化硫鋁酸鈣單硫型水化硫鋁酸鈣Afm)Afm)石膏摻量極少，所有的石膏摻量極少，所有的AftAft都轉(zhuǎn)化為都轉(zhuǎn)化為AfmAfm還有還有C C3 3A A剩余剩余 C C3 3A ACSCSH H12 12 + + C3A+CH+12H

10、2C C3 3A A（CS CHCH）H H1212四四. .鐵相固溶體的水化鐵相固溶體的水化 比比C C3 3A A水化慢，單獨(dú)水化，也不會(huì)急凝，其水化水化慢，單獨(dú)水化，也不會(huì)急凝，其水化反應(yīng)和產(chǎn)物與反應(yīng)和產(chǎn)物與C C3 3A A相似。相似。1. 無(wú)石膏時(shí)，在無(wú)石膏時(shí)，在Ca(OH)Ca(OH)2環(huán)境水化環(huán)境水化 常溫：常溫：C4AF + 4CH + 22 H 2C4（AF）H13 T50 ：C4AF + 6H C3（A F）H6 2. 有石膏存在時(shí)有石膏存在時(shí) C4AF + 2CH + 6CSH2 + 50 H 2 C3(AF)3CSH323. 石膏不足時(shí)石膏不足時(shí) 2C4 (AF) H1

11、3 + C3(AF)3CSH32 3C3(AF)CSH12 +2CH + 20 H 7.2 7.2 硅酸鹽水泥的水化硅酸鹽水泥的水化一一. .水化反應(yīng)體系的特點(diǎn)水化反應(yīng)體系的特點(diǎn) 水泥的水化基本上是在水泥的水化基本上是在Ca(OH)Ca(OH)2 2 和石膏的飽和溶液和石膏的飽和溶液或過(guò)飽和溶液中進(jìn)行的，并且還會(huì)有或過(guò)飽和溶液中進(jìn)行的，并且還會(huì)有K K+ +、NaNa+ +等離子。等離子。 熟料首先在此種溶液中解體，分散，懸浮在液相中，熟料首先在此種溶液中解體，分散，懸浮在液相中，各單體礦物進(jìn)行水化，水化產(chǎn)物彼此間又化合，之各單體礦物進(jìn)行水化，水化產(chǎn)物彼此間又化合，之后水化產(chǎn)物凝結(jié)、硬化，發(fā)揮

12、強(qiáng)度，因此后水化產(chǎn)物凝結(jié)、硬化，發(fā)揮強(qiáng)度，因此 ，水化過(guò)，水化過(guò)程實(shí)際上就是熟料解體程實(shí)際上就是熟料解體水化水化水化產(chǎn)物凝水化產(chǎn)物凝聚聚水泥石。開(kāi)始是解體、水化占主導(dǎo)作用，以水泥石。開(kāi)始是解體、水化占主導(dǎo)作用，以后是凝聚占主導(dǎo)作用。后是凝聚占主導(dǎo)作用。二二. .水化反應(yīng)及水化產(chǎn)物水化反應(yīng)及水化產(chǎn)物1.1.水化反應(yīng)簡(jiǎn)圖如下：水化反應(yīng)簡(jiǎn)圖如下： 綜上所述，水泥的水化反應(yīng)過(guò)程如下：綜上所述，水泥的水化反應(yīng)過(guò)程如下： 水泥加水后，水泥加水后， C C3 3S S 、C C3 3A A 、C C4 4AFAF均很快水化，均很快水化，同時(shí)石膏迅速溶解，形成同時(shí)石膏迅速溶解，形成 Ca(OH)Ca(OH)2

13、 2與與 CaSOCaSO4 4 的飽和的飽和溶液，水化產(chǎn)物首先出現(xiàn)六方板狀的溶液，水化產(chǎn)物首先出現(xiàn)六方板狀的Ca(OH)Ca(OH)2 2 與針與針狀的狀的AFtAFt相以及無(wú)定形的相以及無(wú)定形的C-S-HC-S-H。之后，由于不斷生。之后，由于不斷生成成AFtAFt相，相，SOSO4 42- 2- 不斷減少，繼而形成不斷減少，繼而形成AFmAFm相及相及C-A-HC-A-H晶體和晶體和C4C4（AFAF）H H13晶體。晶體。 2.2.水化產(chǎn)物水化產(chǎn)物 常溫下的主要水化產(chǎn)物：常溫下的主要水化產(chǎn)物： 常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)（常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)（100）時(shí)的水化產(chǎn)物：）時(shí)的水化產(chǎn)物：水化硅酸鈣水化硅酸鈣Ca(

14、OH)2水化硫鋁（鐵）酸鈣固溶體：水化硫鋁（鐵）酸鈣固溶體：水化鋁（鐵）酸鈣及其固溶體：水化鋁（鐵）酸鈣及其固溶體：一般生成物一般生成物C4（AF）H13最終生成物最終生成物C3AH6 -C3FH6固溶體，溶解度小，抗硫固溶體，溶解度小，抗硫酸鹽能力強(qiáng)酸鹽能力強(qiáng)三硫型的針狀三硫型的針狀單硫型的六方片狀：最終單硫型的六方片狀：最終C-S-H（）C4A C4F 不穩(wěn)定，易轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定，易轉(zhuǎn)變?yōu)镃3AH6 、C3（AF）H6 AFt相分解為相分解為Afm相和相和CaSO4 三三. .水泥水化過(guò)程水泥水化過(guò)程鈣礬石形成期：鈣礬石形成期：C3A率先水化率先水化第一放熱第一放熱峰峰 C3S水化期：水化期：

15、 C3S水化水化第二放熱峰第二放熱峰結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展期結(jié)構(gòu)形成和發(fā)展期: : 7.3 7.3 水化速率水化速率一一. .水化速率的表示方法水化速率的表示方法 水化速率的意義：水化速率的意義：水化速率影響水化速率影響水泥強(qiáng)度的發(fā)揮水泥強(qiáng)度的發(fā)揮和和安定性安定性 表示方法：表示方法： 水化速率：水化速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)的水化程度或水化深度單位時(shí)間內(nèi)的水化程度或水化深度 水化程度：水化程度：在一定的時(shí)間內(nèi)水泥發(fā)生水化作用的量在一定的時(shí)間內(nèi)水泥發(fā)生水化作用的量和完全水化量的比值，以百分率表示。和完全水化量的比值，以百分率表示。 水化深度：水化深度：水泥顆粒已水化層的厚度，以微米表示。水泥顆粒已水化層的厚度，

16、以微米表示。 3(11)2mdha測(cè)定方法：測(cè)定方法：直接法直接法: :定量地測(cè)定定量地測(cè)定已水化和未水化部分的已水化和未水化部分的數(shù)量。如巖相分析、數(shù)量。如巖相分析、x射線分析、熱分析等射線分析、熱分析等間接法：間接法：測(cè)定結(jié)合水、水化熱或測(cè)定結(jié)合水、水化熱或Ca(OH)2 生成量等方法。生成量等方法。水化深度水化深度h與水化程度與水化程度a的關(guān)系：的關(guān)系：二二. .礦物水化速度礦物水化速度 2828天前：天前：C C3 3A AC C4 4AFAFC C3 3S SC C2 2S S 36 36月：月：C C3 3S SC C3 3A A C C4 4AF AF C C2 2S S 三三.

17、 .影響水化速率的因素影響水化速率的因素 1.1.熟料的礦物組成熟料的礦物組成 28 28天內(nèi)各礦物的水化速度為天內(nèi)各礦物的水化速度為C3A C3S C4AFC2S或或C3AC4AFC3SC2S 。 各熟料礦物的水化活性主要與礦物的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。各熟料礦物的水化活性主要與礦物的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)。（與不規(guī)則配位、高配位造成的晶體結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān)）（與不規(guī)則配位、高配位造成的晶體結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān)）2. 2. 水泥細(xì)度：水泥細(xì)度： 細(xì)度越細(xì)，反應(yīng)物的表面積越大，反應(yīng)速度越快；細(xì)度越細(xì)，反應(yīng)物的表面積越大，反應(yīng)速度越快； 磨細(xì)的過(guò)程中，使晶格扭曲程度增大，晶格缺陷增磨細(xì)的過(guò)程中，使晶格扭曲程度增大，晶格缺陷增加，

18、加，反應(yīng)活性高反應(yīng)活性高，使水化反應(yīng)易于進(jìn)行。使水化反應(yīng)易于進(jìn)行。 細(xì)度增加使早期水化反應(yīng)和強(qiáng)度提高，對(duì)后期強(qiáng)度細(xì)度增加使早期水化反應(yīng)和強(qiáng)度提高，對(duì)后期強(qiáng)度沒(méi)有很多益處。沒(méi)有很多益處。 3.3.水灰比水灰比 水灰比在水灰比在0.250.251.01.0之間，對(duì)早期水化速率并無(wú)明顯影響，之間，對(duì)早期水化速率并無(wú)明顯影響，但但水灰比過(guò)小，會(huì)使后期的水化反應(yīng)延緩。為了達(dá)到充分水化水灰比過(guò)小，會(huì)使后期的水化反應(yīng)延緩。為了達(dá)到充分水化的目的，的目的，拌和水量應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)所需水量的一倍左右拌和水量應(yīng)為化學(xué)反應(yīng)所需水量的一倍左右。水灰比水灰比宜在宜在0.40.4以上。以上。影響水化速度；影響水化速度；影響水

19、泥漿的結(jié)構(gòu)和孔隙率；影響水泥漿的結(jié)構(gòu)和孔隙率；影響強(qiáng)度。影響強(qiáng)度。4.4.養(yǎng)護(hù)溫度養(yǎng)護(hù)溫度 溫度越高，速度越快。溫度對(duì)水化速度的影響主溫度越高，速度越快。溫度對(duì)水化速度的影響主要在早期，對(duì)后期影響不大。；溫度低于要在早期，對(duì)后期影響不大。；溫度低于-10-10水泥水泥基本不發(fā)生水化?；静话l(fā)生水化。 5.5.外加劑：施工時(shí)外加劑：施工時(shí)“加入少量能調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間的物質(zhì)加入少量能調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間的物質(zhì) 絕大多數(shù)無(wú)機(jī)電解質(zhì)都有促進(jìn)水泥水化的作用，如絕大多數(shù)無(wú)機(jī)電解質(zhì)都有促進(jìn)水泥水化的作用，如CaCl2 ; 多數(shù)有機(jī)外加劑對(duì)水化有延緩作用，常用各種木質(zhì)素磺酸鈉。多數(shù)有機(jī)外加劑對(duì)水化有延緩作用，常用各種木質(zhì)

20、素磺酸鈉。 促凝劑：促凝劑：CaClCaCl2：液相鈣離子濃度高、加快：液相鈣離子濃度高、加快Ca(OH)Ca(OH)2的的結(jié)晶，縮短誘導(dǎo)期。結(jié)晶，縮短誘導(dǎo)期。 緩凝劑：緩凝劑：葡萄糖酸葡萄糖酸阻礙阻礙C-S-HC-S-H成核成核 木質(zhì)素磺酸鹽木質(zhì)素磺酸鹽推遲推遲Ca(OH)Ca(OH)2結(jié)晶結(jié)晶 早強(qiáng)劑：早強(qiáng)劑：三乙醇胺：對(duì)三乙醇胺：對(duì)C C3S CS C2S S有催化：砼有催化：砼2828天強(qiáng)度天強(qiáng)度高高40%40%以上以上7.4 7.4 硬化水泥漿體硬化水泥漿體一、凝結(jié)硬化過(guò)程及概念一、凝結(jié)硬化過(guò)程及概念 水泥的凝結(jié)和硬化：水泥的凝結(jié)和硬化：水泥加水拌成的漿體，起初水泥加水拌成的漿體，起

21、初具有流動(dòng)性和可塑性。隨著水化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，具有流動(dòng)性和可塑性。隨著水化反應(yīng)的不斷進(jìn)行，漿體逐漸失去流動(dòng)性，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度的固漿體逐漸失去流動(dòng)性，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤?qiáng)度的固體，即為體，即為水泥的凝結(jié)和硬化水泥的凝結(jié)和硬化。 凝結(jié)：凝結(jié)：漿體失去流動(dòng)性和部分可塑性具有塑性強(qiáng)漿體失去流動(dòng)性和部分可塑性具有塑性強(qiáng)度度 硬化：硬化：完全失去可塑性，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度完全失去可塑性，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度 水化是凝結(jié)硬化的前提，而凝結(jié)硬化則是水化是凝結(jié)硬化的前提，而凝結(jié)硬化則是水化的結(jié)果水化的結(jié)果。從整體上看，凝結(jié)與硬化是。從整體上看，凝結(jié)與硬化是同一過(guò)程的不同階段，凝結(jié)標(biāo)志著漿體失同一過(guò)程的不同階段，凝

22、結(jié)標(biāo)志著漿體失去流動(dòng)性，而具有一定的塑性強(qiáng)度，硬化去流動(dòng)性，而具有一定的塑性強(qiáng)度，硬化則表示漿體固化后產(chǎn)生一定的機(jī)械強(qiáng)度。則表示漿體固化后產(chǎn)生一定的機(jī)械強(qiáng)度。二二. .漿體結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展（凝結(jié)硬化機(jī)理）漿體結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展（凝結(jié)硬化機(jī)理）補(bǔ)充：補(bǔ)充：物質(zhì)凝聚的幾種形式物質(zhì)凝聚的幾種形式1.1.物質(zhì)從過(guò)飽和溶液中結(jié)晶出來(lái)物質(zhì)從過(guò)飽和溶液中結(jié)晶出來(lái)，形成晶體相互交織，形成晶體相互交織的產(chǎn)物。的產(chǎn)物。 如半水石膏如半水石膏- -通過(guò)結(jié)晶使?jié){體獲得強(qiáng)度通過(guò)結(jié)晶使?jié){體獲得強(qiáng)度2.2.形成半固體的凝膠形成半固體的凝膠 如石灰漿的結(jié)硬如石灰漿的結(jié)硬- -通過(guò)凝聚而獲得強(qiáng)度通過(guò)凝聚而獲得強(qiáng)度 凝結(jié)硬化過(guò)程機(jī)

23、理凝結(jié)硬化過(guò)程機(jī)理（參考普硅（參考普硅P P7474) )雷霞特利的結(jié)晶理論雷霞特利的結(jié)晶理論米哈艾利斯的膠體理論米哈艾利斯的膠體理論 溶解期溶解期拜依柯夫理論拜依柯夫理論 膠化期膠化期 結(jié)晶期結(jié)晶期洛赫爾理論洛赫爾理論 洛赫爾等人將凝結(jié)硬化過(guò)程中體系結(jié)構(gòu)的洛赫爾等人將凝結(jié)硬化過(guò)程中體系結(jié)構(gòu)的變化分為三個(gè)階段：變化分為三個(gè)階段： 第一階段：初凝時(shí)間內(nèi)，晶體太小，不能連接成網(wǎng)第一階段：初凝時(shí)間內(nèi)，晶體太小，不能連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿成塑性狀態(tài)，孔隙率沒(méi)顯著下降。狀結(jié)構(gòu)，水泥漿成塑性狀態(tài)，孔隙率沒(méi)顯著下降。 第二階段：大約從初凝到第二階段：大約從初凝到2424小時(shí)為止，水化開(kāi)始加小時(shí)為止，水化開(kāi)始

24、加速，連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨著水化物的繼續(xù)增多，孔速，連接成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，隨著水化物的繼續(xù)增多，孔隙率明顯減少，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷致密，強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)。隙率明顯減少，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)不斷致密，強(qiáng)度不斷增長(zhǎng)。 第三階段：第三階段：2424小時(shí)后到水化結(jié)束，孔隙率不斷減小，小時(shí)后到水化結(jié)束，孔隙率不斷減小，結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度增加。結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度增加。統(tǒng)一觀點(diǎn)：統(tǒng)一觀點(diǎn)：P P190190 水泥的水化反應(yīng)開(kāi)始為化學(xué)反應(yīng)所控制，隨著水水泥的水化反應(yīng)開(kāi)始為化學(xué)反應(yīng)所控制，隨著水化產(chǎn)物層的增厚，擴(kuò)散速率成為決定性因素。化產(chǎn)物層的增厚，擴(kuò)散速率成為決定性因素。 各種水化產(chǎn)物通過(guò)晶體互相搭接、交叉攀附使水各種水化產(chǎn)物通過(guò)晶體互相搭接、交

25、叉攀附使水泥顆粒與水化產(chǎn)物連接，構(gòu)成一個(gè)三度空間牢固泥顆粒與水化產(chǎn)物連接，構(gòu)成一個(gè)三度空間牢固結(jié)合、密實(shí)的整體。結(jié)合、密實(shí)的整體。 三三. .硬化水泥漿體的組成與結(jié)構(gòu)硬化水泥漿體的組成與結(jié)構(gòu) 硬化水泥漿體硬化水泥漿體是一非均質(zhì)的多相體系，由是一非均質(zhì)的多相體系，由各種水化產(chǎn)物各種水化產(chǎn)物和和殘存熟料殘存熟料所構(gòu)成的固相以及存所構(gòu)成的固相以及存在于在于孔隙孔隙中的中的水和空氣水和空氣所組成，是固所組成，是固- -液液- -氣三氣三相多空體。它具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和孔隙率，相多空體。它具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和孔隙率，外觀和其他性能又與天然石材相似，故又稱為外觀和其他性能又與天然石材相似，故又稱為水泥石。

26、水泥石。 水泥石的組成水泥石的組成: 結(jié)晶程度較差的凝膠結(jié)晶程度較差的凝膠 C-S-H：70% 結(jié)晶程度較好的結(jié)晶程度較好的Ca(OH)2： 20% 固相固相 結(jié)晶程度較好的結(jié)晶程度較好的Afm、 Aft： 7% 及水化鋁酸鈣等晶體及水化鋁酸鈣等晶體 未水化殘留熟料和其它微量組份：未水化殘留熟料和其它微量組份：3%3% 毛細(xì)孔：未被外部水化產(chǎn)物填充 孔隙孔隙 凝膠孔：凝膠微孔 水：100%孔內(nèi)全為水硬化水泥漿體主要水化產(chǎn)物的基本特征硬化水泥漿體主要水化產(chǎn)物的基本特征 硬化水泥漿體的硬化水泥漿體的結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 水泥石由水泥石由水泥凝膠水泥凝膠、吸附在凝膠、吸附在凝膠孔內(nèi)的凝膠水、孔內(nèi)的凝膠水、

27、Ca(OH)Ca(OH)2 2等結(jié)晶相、等結(jié)晶相、未水化的水泥顆粒、毛細(xì)孔及毛細(xì)孔未水化的水泥顆粒、毛細(xì)孔及毛細(xì)孔水所組成。水所組成。三、孔的結(jié)構(gòu)特征三、孔的結(jié)構(gòu)特征1 1、孔的產(chǎn)生：、孔的產(chǎn)生： 礦物完全水化：理論礦物完全水化：理論W/C=0.2-0.6 W/C=0.2-0.6 實(shí)際砂漿：實(shí)際砂漿：W/C=0.5W/C=0.5（國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)）（國(guó)標(biāo)實(shí)驗(yàn)） 所以：理論加水遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際加水：多余水所以：理論加水遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際加水：多余水變成固相體積孔隙變成固相體積孔隙 2 2、孔的形成及影響、孔的形成及影響 2424小時(shí)后：小時(shí)后：70-80%70-80%孔小于孔小于100nm 100nm 孔直徑大于孔直徑大于100nm100nm（大毛細(xì)孔）：強(qiáng)度降低（大毛細(xì)孔）：強(qiáng)度降低 凝膠孔小于凝膠孔小于100nm100nm越多：強(qiáng)度越高越多：強(qiáng)度越高3 3、孔的分類孔的分類 （見(jiàn)（見(jiàn) P P199 表表