水泥硬化和硫化分別是怎麼反應的,水泥硬化的化學過程

2022-11-28 14:06:28 字數 4712 閱讀 1216

1樓:匿名使用者

矽酸鹽水泥效能主要有:強度、體積變化、凝結時間、水化熱、保水性與泌水性,下面我們一一講一下。

4.1強度:

水泥強度是評價水泥質量的主要指標之一。由於水泥的強度隨著齡期逐漸增長變化,

因此必須先說明一下養護齡期問題。

早期強度:通常將水泥28天以前的強度稱為早期強度;

後期強度:28天及其以後的強度稱為後期強度;

長期強度:也有將三個月、六個月或更長時間的強度稱為長期強度。

水泥強度的測定,必須按照國家標準規定進行。水泥強度與水泥的組成、水灰比、水化程度、環境溫度、溼度以及壓力等有關。

(1).強度與水泥組成

矽酸鹽水泥是由水泥熟料加適量石膏經磨細而成,因此水泥熟料的組成實際上決定了水泥水化速度、水化產物本身的強度、形態與尺寸,對水泥強度的增長起著重要作用。研究表明,矽酸鹽礦物含量是決定水泥強度的主要因素,水泥強度不是幾種熟料礦物強度的簡單加和。硬化水泥漿體28天強度基本上依賴於c3s含量。

c3s含量高的水泥,在28天已經能發揮出最高強度的絕大部分,以後強度增長不大。而c2s含量高的水泥,雖然其強度增長速度開始時很慢,但能持續發展,到180天時其強度與前者已經非常接近。c3a對水泥強度的影響,存在著不同看法。

從單礦物強度發展來看,c3a主要對極早期的強度有利,但也有人認為它對於28天強度仍有相當貢獻。c4af是矽酸鹽水泥熟料的幾個基本礦物組成中強度最差的一種,但有資料表明,c4af不僅對水泥的早期強度有相當貢獻,而且更有助於後期強度發展,其含量大小也是影響水泥各齡期強度的一個主要因素。

(2).強度與水灰比

水泥水化時,水灰比越大,產生的毛細孔隙越多。水泥漿體越不密實,硬化水泥漿體強度越低。因此,水灰比直接影響硬化水泥漿體的孔隙率,並且與水泥的強度密切相關。

硬化水泥漿體的密實程度也用膠空比來表示。

膠空比:是指凝膠固相在漿體總體積中所佔的比例,也就是凝膠體填充漿體內原有孔隙的程度。

隨著水泥水化程度的提高,凝膠體積不斷增加,毛細孔隙率相應減少,水泥漿體強度提高。因此,水泥漿體的強度與水泥水化程度之間也存在著相似的關係。當水灰比一定時,水泥水化程度越高,漿體孔隙率越低,水泥強度越高;當水泥的水化程度相同時,水灰比決定了漿體的孔隙率,水灰比越大,孔隙率越高,強度越低。

(3)、溫度和壓力的影響

提高養護溫度,水泥的水化加速,強度在初期能較快發展,但以後的強度發展可能有所降低,特別是抗折強度更為顯著。相反,在較低溫度時,雖然水化硬化速率變慢,但可能獲得較高的最終強度。提高養護溫度必須不使水泥漿體乾燥,否則水化作用可能停止,因此,一般宜用飽和蒸汽進行養護。

如果將養護溫度提高到100℃以上,就必須採用高壓飽和蒸汽。但是,在蒸壓條件下,高溫對強度的損傷比較嚴重,而且水化產物的化學組成和物理性質都會發生變化。

4.2 體積變化

體積安定性也是水泥的一項很重要效能指標。如果水泥在水化、硬化過程中產生劇烈而不均勻的體積變化,其安定性不良,該水泥就不得使用。另一方面,水泥水化、硬化前後,其體系的總體積縮小,而固相體積增大;環境的溫度和溼度變化以及大氣作用等各種原因,也會引起水泥漿體在水化、硬化前後的體積變化,如:

溼脹幹縮和碳化收縮等,這些體積變化都會不同程度影響到硬化水泥漿體的物理力學和耐久效能。特別要重視水泥漿體的體積變化均勻性,如果體積變化很不均勻,影響將更為嚴重。

硬化水泥漿體的體積隨含水量而變。乾燥使硬化水泥漿體產生體積收縮(簡稱「幹縮」),潮溼時則會發生體積膨脹(簡稱「溼脹」)。幹縮和溼脹大部分是可逆的,硬化水泥漿體在第一次乾燥收縮後,再在潮溼環境中,其體積收縮會部分得到恢復,因此乾溼迴圈可導致硬化水泥漿體反覆脹縮,但還遺留有部分不可逆收縮。

乾燥與失水有關,但兩者並不成線性關係。相對溼度不同,硬化水泥漿體的收縮也不同。目前對於乾燥引起收縮的確切原因有不同解釋,一般認為與毛細孔張力、表面張力以及層間水的變化等因素有關。

碳化收縮是引起硬化水泥漿體體積變化的主要方面。空氣中的二氧化碳,在有水汽存在條件下,可以與水泥漿體內所含氫氧化鈣作用,生成碳酸鈣和水,從而引起硬化水泥漿體體積減少,這種體積收縮稱為碳化收縮,是不可逆收縮。

硬化水泥漿體體積的變化,不論是收縮還是膨脹,最重要的是體積變化的均勻性,劇烈而不均勻的體積變化,是使漿體整體性變差,甚至開裂破壞的一個主要因素。

4.3 凝結時間

水泥漿體的凝結時間,對於工程施工具有重要意義。

水泥漿體結構的形成過程實際上就是水泥水化產物長大、增多到足以將各種顆粒初步聯接成網的過程。因此,凡是影響水泥水化速度的各種因素,基本上也同樣地影響著水泥的凝結時間,如礦物組成、細度、水灰比、溫度和外加劑等。從礦物組成來看,ga3a水化最為迅速,c3s水化快,數量也多,因而這兩種礦物與水泥的凝結、硬化速度關係最為密切。

一般如果是水泥熟料經磨細後遇水,會迅速發生凝結,因此常在水泥熟料中加入適量石膏,以調節凝結時間。

2樓:匿名使用者

水泥硬化包含複雜的化學變化和物理變化,具體方程式就不知道.硫化也有新物質生成,是化學變化.

水泥硬化的化學過程

3樓:紀念詷

水泥的凝結和硬化,是一個複雜的物理—化學過程,其根本原因在於構成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水後會發生水解或水化反應而變成水化物,由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯結形成水泥石的結構,導致產生強度。

普通矽酸鹽水泥熟料主要是由矽酸三鈣(3cao·sio2)、矽酸二鈣(β-2cao·sio2)、鋁酸三鈣(3cao·al2o3)和鐵鋁酸四鈣(4cao·al2o3·fe2o3)四種礦物組成的,它們的相對含量大致為:矽酸三鈣37~60%,矽酸二鈣15~37%,鋁酸三鈣7~15%,鐵鋁酸四鈣10~18%。這四種礦物遇水後均能起水化反應,但由於它們本身礦物結構上的差異以及相應水化產物性質的不同,各礦物的水化速率和強度,也有很大的差異。

按水化速率可排列成:鋁酸三鈣》鐵鋁酸四鈣》矽酸三鈣》矽酸二鈣。按最終強度可排列成:

矽酸二鈣》矽酸三鈣》鐵鋁酸四鈣》鋁酸三鈣。而水泥的凝結時間,早期強度主要取決於鋁酸三鈣和矽酸三鈣。

水泥的凝結和硬化:

首先,介紹鋁酸三鈣。它的水化反應可用下式表達。

3cao·al2o3+6h2o→3cao·al2o3·6h2o(水化鋁酸鈣,不穩定);

上述鋁酸三鈣的水化反應如果進行得很快,會導致水泥的凝結過快而無法使用,因此,一般在粉磨水泥時都摻有適量的二水石膏作為緩凝劑,摻石膏後鋁酸三鈣的水化反應如下式所示。

3cao·al2o3+3caso4·2 h2o+26h2o→3cao·al2o3·3caso4·32h2o(鈣礬石,三硫型水化鋁酸鈣)

由於這個反應就不會引起快凝。當水泥中的石膏完全作用完後,還有多餘3cao·al2o3時將發生下列反應。

3cao·al2o3·3caso4·32h2o+2〔3cao·al2o3〕+4 h2o→3〔3cao·al2o3·caso4·12h2o〕(單硫型水化鋁酸鈣)

如果還有過量3cao·al2o3時,就會生成4cao·al2o3·13h2o。在正常緩凝的矽酸鹽水泥中,石膏摻入量能保證在漿體結硬以前,不會發生後兩個反應。

其次,談一下矽酸三鈣。它的水化反應可表示如下:

3cao·sio2+h2o→cao·sio2·yh2o(凝膠)+ca(oh)2;

由於cao0.8~1.5sio2·h2o0.25與天然的託勃莫來石很相似,因而稱它為託勃莫來石,通常用csh(b)來表示。

鐵鋁酸四鈣水化反應和鋁酸三鈣相似,反應可表示如下:

4cao·al2o3·fe2o3+7h2o→3cao·al2o3·6h2o+cao·fe2o3·h2o 現分別簡述它們的水化反應。

而矽酸二鈣水化反應和矽酸三鈣相似,反應可表示如下:

2cao·sio2+h2o→cao·sio2·yh2o(凝膠)+ca(oh)2;

矽酸鹽水泥礦物的水化

矽酸鹽水泥拌合水後,四種主要熟料礦物與水反應。分述如下: ①矽酸三鈣水化 矽酸三鈣在常溫下的水化反應生成水化矽酸鈣(c-s-h凝膠)和氫氧化鈣。

3cao·sio2+nh2o=xcao·sio2·yh2o+(3-x)ca(oh)2 ②矽酸二鈣的水化 β-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)2 所形成的水化矽酸鈣在c/s和形貌方面與c3s水化生成的都無大區別,故也稱為c-s-h凝膠。但ch生成量比c3s的少,結晶卻粗大些。

③鋁酸三鈣的水化 鋁酸三鈣的水化迅速,放熱快,其水化產物組成和結構受液相cao濃度和溫度的影響很大,先生成介穩狀態的水化鋁酸鈣,最終轉化為水石榴石(c3ah6)。 在有石膏的情況下,c3a水化的最終產物與起石膏摻入量有關。最初形成的三硫型水化硫鋁酸鈣,簡稱鈣礬石,常用aft表示。

若石膏在c3a完全水化前耗盡,則鈣礬石與c3a作用轉化為單硫型水化硫鋁酸鈣(afm)。 ④鐵相固溶體的水化 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,即使單獨水化也不會引起快凝。

其水化反應及其產物與c3a很相似。

怎樣使硬化了的水泥,與什麼反應後便可軟化?

4樓:俱懷逸興壯思飛欲上青天攬明月

無法使硬化了的水泥軟化。因為水泥硬化,是水泥中的成分,經過長時間與水和空氣接觸,形成了類似於碳酸鈣等堅硬物,想要重回原來的粉末狀,是不可能的,即使能也要花費巨大的代價,得不償失了。平時剩餘的水泥,儘量放在乾燥通風的地方,否則接觸水後就會逐漸硬化,失去作用。

水泥:粉狀水硬性無機膠凝材料。加水攪拌後成漿體,能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化,並能把砂、石等材料牢固地膠結在一起。

早期石灰與火山灰的混合物與現代的石灰火山灰水泥很相似,用它膠結碎石製成的混凝土,硬化後不但強度較高,而且還能抵抗淡水或含鹽水的侵蝕。長期以來,它作為一種重要的膠凝材料,廣泛應用於土木建築、水利、國防等工程。

廠房內水泥地面硬化,材料成本是多少??請老師指點。謝謝

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