水泥磨细过程--贵阳市防水材料购买
通用硅酸盐水泥(eornmorl Portland eemen[)是以硅酸盐水泥熟料和适量石膏及规定的混合材制成的水硬性胶凝材料,包括硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥,.她表2.5。通用硅酸盐水泥是土木T程I I z应用最广泛的水硬性胶结材料。
硅酸盐水泥熟料由主要包含Ca0,Si0:,Al,0、,Fe:0,的原料,按适当的比例磨成细粉烧至部分熔融所得,其rl l硅酸钙矿物含量不小于66%,Ca0/Si0,不小于2.0。通用硅酸盐水泥的
生产过程可概括为两磨一烧,即生料(1+aw meal)的配制与磨细_生料高温煅烧使之熔融、分解、化合而形成熟料(clinker)一熟料与适量石膏(需要时加入一定量的混合材)共同磨细成为通用硅酸盐水泥。
经高温煅烧生成的硅酸盐水泥熟料,其矿物是南两种或两种以上的氧化物反应生成的多种矿物的集合体,熟料一It主要有以下矿物:
硅酸三钙:3Ca0·Si0,,简写为C、S;
硅酸二钙:2Ca0·Si0,,简写为C,S;
铝酸三钙:3Ca0·Al,0、,简写为C、A;
铁相l古|溶体:通常以铁铝酸闪钙4CaO-A1:0,-Fe:0,作为其代表式,简写为C。AF。
此外,硅酸盐熟料一I t还有少量的游离氧化钙(f-CaO)、方镁石(f-MgO)、碱性氧化物(Na,0,K,0)及玻璃体等。表2.6是硅酸盐水泥熟料的化学成分和矿物组成的大致范围。
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硅酸盐水泥矿物与水发生的化学反应称为水化(hydration)反应,水化反应过程-『r放m的热量称为水化热(heat of hydration)。
1)硅酸三钙(C,S)
硅酸三钙也称为阿里特(Mite),A矿。硅酸三钙的水化产物为水化硅酸钙(C—S—H)和氢氧化钙(CH)。水化硅酸钙(c—s—H)是一组变化的非品相,其C/S比值与体系-『r石灰的浓度和反应温度有关。在与Ca(OH):饱和溶液接触时,C。SH√It的戈=1.7,凡=4;水灰比为0.42,可以完全水化;若加入的水更多,生成的ca(OH):不足以使溶液饱和,会导致C,SH√『r戈值减小;若水灰比较小,水泥不会完全水化,C。SH√I-n值会小于4。
C3S+(3一戈+凡)H—C。SH。+(3一戈)CH (2.5)
C,S是水泥熟料-I z最主要的矿物组成,其水化反应速度快,水化放热高,强度(特别是早期强度)高。
2)硅酸二钙(C,S)
硅酸二钙也称为贝利特(Belile),B矿。硅酸二钙和硅酸三钙的水化产物基本相同,也为水化硅酸钙(C—S—H)和氢氧化钙(CH)。
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改变水泥熟料一I t各组成矿物的相对比例,可以生产满足不同T程要求的水泥。如对于早期强度较高的早强型水泥,可以增加C,S和c,A含量,适当降低c,s含量;用于大体积混凝土用的水泥,要求具有较低的水化热,则应增加C,S含量,降低c,s含量,限制C,A含量;用于道路的水泥则应提高C。A上1含量。
应该沣意的是,水泥的水化是水泥熟料组分、石膏、水之间一系列化学反应的叠加,由于单矿物以不同的速率同时进行水化,并对相互问的水化产生复杂的影响,所以水泥的水化远比单矿物水化复杂。水泥熟料的水化反应均伴随着水化热的放出,水泥的水化速率与放热…线有紧密的关系,可以用水化放热㈣线准确、直观地描述水泥的水化过程,如冈2.4所示。
水泥磨细过程一I T力Ⅱ人的石膏一般是二水石膏或无水石膏(硬石膏),加入的目的是延缓水泥的凝结时间。石膏的缓凝作用主要是控制C,A的水化反应速度。水泥-I z的C、A水化速度极快,在很短的时间内生成大量水化铝酸钙,使水泥浆发生瞬时凝结。加入石膏后,石膏与C,A生成难溶于水的钙矾石,凝聚在水泥颗粒表面形成覆盖层,阻滞水分子及离子的扩散,从而延缓水泥颗粒,特别是c,A的水化,起到延缓凝结的作用。石膏的掺量必须适量,过少不能有效地起到缓凝作用,过多会导致钙矾石在硬化后期继续生成,体积膨胀而引起水泥安定性不良。水泥-I z石膏的掺量与水泥熟料矿物组成,特别是水泥熟料-『r c,A的含量有关。
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①初始期:当水泥与水接触后即迅速发生一系列的水化反应,由于水泥的比表面积较大,在最初的极短时间内迅速生成水化产物,并卅现一个放热峰。
②诱导期:短时间生成的水化产物在水泥颗粒表面形成覆盖层,阻碍了水与水泥颗粒的接触,使得水泥矿物颗粒的溶解速度变缓,表现为较低的水化放热。一般认为,诱导期与水泥一水体系凝结时间有_芙,诱导期越艮则初凝时间越K。
③加速期:随着水化产物向充水空间的扩散并日.产生稳定相的成核,水泥颗粒表面的水化产物覆盖层被消耗,水化反应重新加速进行,水化放热速率加快,生成的水化产物在空间开始形成相互交织的网状结构。随着水化产物的不断增加,空间网状结构开始形成并日.致密度逐渐提高,水化产物问的作用力南最初的范德华力向南水化产物粒子间交叉和晶核连生的化学键力和次化学键力转化,孔隙减少,浆体的流动性开始失去并向刚性状态转变,也即开始初凝和终凝。
④后加速期:加速期以后,水泥矿物的水化南以前的化学控制转为南扩散控制,水化产物逐渐填充于各种孑L隙r I-并日一可能会包裹术水化水泥颗粒,放热速率降低。在有水供给时水化会持续较长的时间,因而水泥浆自身强度及在混凝土I I z对集料的黏结强度会持续增加,水泥石及混凝土的强度也随着水泥水化的进行而逐渐形成并增K。
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南上可见,水化是水泥产生凝结、硬化的前提,而凝结、硬化则是水泥水化的必然结果。水泥的水化过程也就是水泥浆凝结、硬化的过程。硬化后的水泥浆称为水泥石,其内部结构包括水化产物、毛细孔以及可能存在的未水化水泥颗粒。
从水泥的水化过程来看,随着时间的延续,未水化水泥颗粒将继续水化,水泥石的结构应不断完善,性能应越来越好,以水泥为胶结材料的混凝土性能也应随时间的延续而更加良好。但在实际T程-I z,却存在着因水泥石性能的劣化而导致混凝土性能劣化现象,这就是水泥石的腐蚀问题。
1)腐蚀的类型
(1)软水侵蚀 不含或仅含少量重碳酸盐(含HC0。’。的盐)的水称为软水,如雨水、蒸馏水、冷凝水、自来水及部分江水、湖水等。当水泥石K期与大量或流动软水接触时,水化产物将接其稳定存在所必需的平衡氢氧化钙(Ca2+)浓度的大小,依次逐渐溶解或分解,从而造成水泥石的破坏,这就是软水侵蚀,也称为溶卅性侵蚀、溶析性侵蚀或淡水侵蚀。
在各种水化产物rl l,Ca(OH),的溶解度,因此白_先溶m,这样不仅增加了水泥石的孔隙率,使水更容易渗入,而日.南于Ca(OH),浓度降低,还会使水化产物依i欠发生分解,如高碱性的水化硅酸钙、水化铝酸钙等分解成为低碱性的水化产物,并最终变成硅酸凝胶(Si0:·nH:0)、氢氧化铝等胶凝能力差的物质。在少量水、静水及无压力水的情况下,周围的软水易被溶m的氢氧化钙所饱和,使溶m作用停止,对水泥石的影响有限;但在大量水、流动水、压力水的作用下,水化产物的溶m将会不断地进行下去,水泥石结构的破坏将由表及里不断进行.
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