14、水化硫铝酸钙相显微结构有何特征
水化硫铝酸钙相显微结构有何特征
当水泥中有石膏作缓凝剂时，水化铝酸钙可与SO42-形成两种复盐。
第一种为高硫酸盐型的钙矾石，习惯上称为三硫型水化硫铝酸钙(即AFt)，结晶完好，属三方晶系，一轴晶，负光性，负延性，折射率N e=1.458，N o=1.464，呈六方针状、棒状或柱状，棱面清晰，尺寸和长径比虽有一定变化，但轴面发育完好，也无分枝现象(图8-3-7、图8-3-8、图8-3-9)。这与钙矾石溶解度小，结晶力强，生长速度快的特性有关。在快凝快硬水泥水化时，它是硬化水泥浆体强度的主要提供者。
第二种为低硫酸盐型的单硫型水化硫铝酸钙(即AFm)，属三方晶系，一轴晶负光性晶体，具层状结构者，延性为正。折射率N e=1.488，N o=1.504。常与C4(A·F)H13形成连续固溶体。图8-3-10为水泥经特殊处理和长期养护后得到的片状单硫型水化硫铝酸钙。
图8-3-7 钙矾石晶体（SEM）
图8-3-8 棒状钙矾石（SEM）
图8-3-9 超早强水泥加过量水生成的钙矾石（单偏光）
图8-3-10 花瓣状单硫型水化硫铝酸钙（SEM）
高贝利特硫铝酸盐水泥研究现状
同济大学 材料文献选读 论文 高贝利特硫铝酸盐水泥研究 专业：材料科学与工程 班级：建材一班 学生姓名：凌桥 指导教师：姚武 完成时间：2015年5月7日
高贝利特硫铝酸盐水泥研究现状 摘要：众所周知，水泥是一种高耗能，高污染行业，水泥生产要排放大量的CO 2。随着全球变暖和人们环保意识的增强，减少水泥行业的 CO 2排放已经成为目前迫切需要解决的问题。本文将介绍一种高贝利 特硫铝酸盐体系水泥（BCSAF ），并简单概述其制备与使用性能。 关键字：二氧化碳 贝利特 硫铝酸盐 1.引言 随着社会的不断发展，当今世界对于建筑材料的需求越来越大。而水泥作为建筑行业中最重要的一种人工制备原材料，其产量随需求增长而不断变大，已成为仅次于水的第二大人类消耗品，也是产量最大的工业产品。同时水泥生产又是一种高污染，高耗能的工业门类，其二氧化碳排放占到全世界二氧化碳排放总量的5%~8%左右。所以减少水泥行业的CO 2排放就显得格外重要。 自 1986 年以来，我国水泥年产量一直居于世界首位。2011 年水泥产量高达 20.67 亿 t ，约占世界水泥产量近 60%。随着经济的快速增长和社会的不断进步，在未来 100～200 年，全球对水泥高需求量趋势将持续增长，因此实现我国水泥工业的节能减排和低碳发展对全球可持续发展而言具有举足轻重的推动作用。 伴随着科技的进步以及生产工艺的逐步优化，普通硅酸盐水泥产业在节能减排目标上 也不断有新的突破[1，2]。从20世纪70年代至今，通过改进生料粉磨系统、选粉离心系统以 及挤压工艺，水泥工业电耗已降低约50%。同时随着收尘技术、尾气处理技术的进步，现在新型干法水泥厂粉尘、有害气体排放浓度已远低于国家标准。窑炉技术的进步使得燃料利用率大幅提高，新能源的不断发现也使得传统能源部分被替代，降低水泥了对传统能源的依赖。与此同时，随着水泥质量的稳定，可通过在水泥中掺入用特定种类的矿物掺合料替代部分水泥，降低水泥需求量，以实现水泥产业的减排目标。然而，经过长期的研究和探索，通过以上方法降低水泥产业的能耗和排放已几乎已达到了理论上限[3]，在接下来的生产中很难通过传统的节能减排手段再进一步降低水泥生产所带来的环境负荷。因此，通过对新型水泥的研发以进一步获得低碳、低能耗的混凝土材料已逐渐成为水泥产业的发展方向。 通常普通波特兰水泥，氧化钙含量约为 66%，在熟料中占 50%～70%的阿利特矿物﹙Alite ，即硅酸三钙，3CaO ?SiO 2)的形成温度约 1450℃，该矿物含氧化钙达 73.7%。在不考虑其它热损失的前提下，熟料的烧成热耗主要来自两个方面：一是熟料矿物(主要是阿利特矿物)的高温形成；二是生料中石灰石的分解。据估算，CaCO 3分解耗能占熟料理论热耗的 46%左右。显然，通用硅酸盐水泥熟料烧成的高能耗的根本原因在于其高钙矿物组成设计。早在 1978 年，Mehta [4]指出开发新型节能低排放水泥的关键在于在同等性能水平的基础上，采用低能耗、低温室气体排放组分替代高能耗高排放组分。 贝利特矿物(Belite ，即硅酸二钙，2CaO ?SiO 2，C 2S)，温度高于 1250℃即可快速形成，故可在较低的窑炉温度下形成。此外，贝利特含 CaO 为 65.1% (质量分数)，低于阿利特中73.7%的 CaO 含量，因此其所需石灰石量相对较少，由此而引起的能量消耗和碳排放也相应降低。因此，无论从制备过程的煤耗还是从其组成中的含钙量分析，形成贝利特所产生2的量均比阿利特少。无水硫铝酸钙(3CaO ?3SiO 2?CaSO 4，C 4A 3S ）组成中 CaO 含量低(36.8%)和形成温度低(1300℃左右)，与 C 2S 一样具有节能和低 CO 2排放的特点，且该矿物具有快硬早强的特点。综合目前国内外利用以上节能组分制备的节能减排水泥研究现状，高贝利特水泥和硫铝酸盐水泥为两种主要的节能水泥品种。低钙高性能硅酸盐水泥–高贝利特水泥，熟料体系为 C 2S –C 3S – C 3A –C 4AF ，矿物质量分数为 40%～70% C2S 、10%～40% C 3S 、2%～8% C 3A10%～25% C 4AF [5]。熟料烧成温度为 1 300～1 400 ℃，其水泥具有低水化热、高流动性、高耐久性和高后期强度等优点。与通用硅酸盐水泥相比，煅烧以贝利特为主导矿物的高贝利特水泥熟料可降低烧成温度 100～150 ℃，并显著降低烧成煤耗，减少 CO 、SO 2以及 NOx 的排放。高贝利特水泥 28d 强度与普通硅酸盐水泥强度相当，但是由于 C 2S 水化速度较慢，高贝利特水泥的早期强度(3、7d)偏低，使其应用范围受到限制；普通硫铝酸盐水泥，熟料体系主要矿物组成为[6]8%～37% C 2S 、55%75% C 4A 3S 、3%～10% C 4AF 。熟料的烧成温度为(1350±50) ℃，其水泥具有早强、高强、抗冻、抗渗、耐侵蚀和低碱度等优良特性。但是，由于其铝矾土的原料来源和生产成本较高、后期强度不高，凝结时间不易调节以及膨胀不稳定等因素，使其应用范围也受到一定限制。 所以基于无水硫铝酸钙矿物的早强和节能低碳等特点，利用 C 4A 3S 完全替代高钙含量的 C 3S ，与 C 2S 和 C 4AF 进行复合，利用铁相降低熟料烧成温度，C 4A 3S 提高水泥早期强度，贝利特保证水泥后期强度，制备一种高贝利特硫铝酸盐熟料矿物体系(BCSAF)C 2S –C 4A3S –C 4AF 。通过两者的优势互补而得到一种早期强度较高，而后期强度还能继续增长，同时又能有效减少碳排放的水泥。
快硬硫铝酸盐水泥标准-5页文档资料
快硬硫铝酸盐水泥标准 [标准编号]JC 714-1996 [代替编号]JC 714-87（1996） [实施日期]1997-01-01 1 范围 本标准规定了快硬硫铝酸盐水泥的定义、要求、试验方法、检验规则及包装标志、运输和贮存等。 本标准适用于快硬硫铝酸盐水泥的生产与检验。 2 引用标准 下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 177-85 水泥胶砂强度检验方法 GB/T 1346-89 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法 GB/T 2419-94 水泥胶砂流动度测定方法 GB/T 5483-96 石膏和硬石膏 GB/T 8074-87 水泥比表面积测定方法（勃氏法） GB 9774-96 水泥包装袋 GB12573-90 水泥取样方法 3 定义 以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿
物成分的熟料，加入适量石膏和0～10%的石灰石，磨细制成的早期强度高的水硬性胶凝材料，称为快硬硫铝酸盐水泥，代号R.SAC 。 其中石膏应符合GB/T 5483中A 类一级、G 类二级以上的要求，石灰石中Al 2O 3含量应不大于2.0%。 4 标号 以3天抗压强度表示，分为425、525、625、725四个标号。 5 要求 5.1 比表面积、凝结时间应符合表1规定。 6.1 比表面积 按GB/T 8074进行 6.2 凝结时间 按GB/T 1346进行 6.3 强度 按GB/T 177进行，但作如下补充和规定： a)用水量按0.42水灰比（227mL ）和胶砂流动度达到121～130mm 来确定。当按0.42水灰比制备的胶砂流动度超出规定的范围时应按0.01的整倍数增减水灰比使流动性度达到规定的范围。胶砂流动度测定按GB/T 2419进行。 b ）试体成型后，带模置于温度20℃±3℃、温度大于90%的养护箱中养护4h 后脱模（如脱模困难，可适当延长脱模时间），放入20℃±2℃的水中养护。 c ）1天和3天龄期的试体，应在规定龄期上1h 的时间内进行强度检
材料名词解释
土木工程材料 土木工程材料的基本性质 （1）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？ 答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比： P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比： 了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 （2）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？ 答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 （3）塑性材料和脆性材料在外力作用下，其变形性能有何改变？ 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 （4）材料的耐久性应包括哪些内容？ 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 （5）材料的抗渗性、抗冻性、耐水性的含义是什么？分别用什么指标表示？ 气硬性胶凝材料 （1）气硬性胶凝材料与水硬性有胶凝材料有何区别？ 答：无机胶凝材料按凝结硬化条件分为气硬性有差错凝材料和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只胡在空气中硬化，也只能在空气中保持或继续发展其强度；水硬性胶凝材料不仅能够在空气中，而且能更好地在水中硬化，保持并发展其强度。石膏、石灰、水玻璃和菱苦土都是建筑上常用的气硬性无机胶凝材料；水硬性胶凝材料则是各种水泥。 （2）石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两星期以上，为什么？ 答：石灰在煅烧过程中，由于火候的不均匀，生产过程中常出现欠火石灰和过火石灰。过火石灰的产生主要是窑温过高，石灰石中的二氧化硅、三氧化铝等杂质发生熔结，使石灰遇水表现出质硬难化，延缓了熟化速度，其过烧成分可能在石灰应用之后熟化，体积膨胀，引起已硬化的石灰隆起开裂，直接影响工程质量。为了消除过火石灰的危害，石灰熟化成石灰浆使用时，一般应在储灰坑中“陈伏”两个星期以上，陈伏期间，石灰浆表面保持一层水分，使之与空气隔绝，避免碳化。
硫铝酸盐水泥发展现状
硫铝酸盐水泥的发展现状 梁鸣 重庆科技学院 摘要：硫铝酸盐水泥作为特种水泥品种之一，具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好、液相碱度低、自由膨胀率低等优点，并且生产成本低，在目前具有广阔的市场前景。本文重点阐述了硫铝酸盐水泥的性能、用途、生产条件及状况。 关键词：硫铝酸盐水泥；特种水泥；性能；用途；生产条件；生产现状 The Current Situation Of Sulpho-aluminate LiangMing ChongQing Uinversity Of Science And Technology Abstract:Sulpho-aluminate, one of special cement varieties, has the advantages of higher strength in early period, shorter condensation time, better resistance to corrosion, better resistance to antifreeze, lower alkalinity in liquid phase, lower free expansive rate and so on. Moreover the production cost of sulpho-aluminate is low, so it has a large market foreground. In this article, we focus on the performance, application, production conditions and situations of sulpho-aluminate. Key words: sulpho-aluminate; special cement; performance; application; production conditions; production situation 随着现代工业的发展，到了20世纪初，仅仅有硅酸盐水泥、石灰、石膏等几种胶凝材料已远远不能满足重要工程建设的需要，因而一些专用水泥品种和特种水泥品种便应运而生。硫铝酸盐水泥是由矾土、石灰石、石膏按一定配比，经低温（1300℃~1350℃）煅烧而生产以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物相的熟料，再在该熟料中配加适量混合材（石灰石、石膏等）后，共同粉磨而制成的具有早期强度高强、凝结时间短、碱度低等一系列优异性能的水硬性胶凝材料[1]。硫铝酸盐水泥是1975年我国建筑材料科学研究院研制成功的，并于1982年获得国家发明二等奖[2]，随着研究的不断深入这种水硬性胶凝材料被开发成了一系列特种水泥，包括高强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等5个硫铝酸盐水泥品种[3]。硫铝酸盐水泥熟料的生产所需要的热耗低，且其易磨性好，因而是一种节能水泥。2005年，我国硫铝酸盐水泥产量达到了125.3万吨。目前，全国硫铝酸盐水泥产量基本稳定在125万吨左右。 1硫铝酸盐水泥的性能 1.1早期强度高 在目前企业所生产的各种快硬水泥中，硫铝酸盐水泥的早期强度性能要比硅酸盐水泥高3个标号，最高达725，其3d或7d的抗压强度指标也与普通硅酸盐水泥
水泥熟料中硫铝酸钙的定量分析
水泥熟料中硫铝酸钙的定量分析 摘要 通过选择性溶解方法，进行硫铝酸钙的定量分析，并结合XRD确定其定量结果的精度。同时也给出了这两种方法用于测试水泥熟料中硫铝酸钙的具体步骤与方法，为硫铝酸钙的定量分析提供方便。系统的比较选择性溶解和XRD定量计算得到的硫铝酸钙定量结果。结果表明：两种方法都能得到较好的定量结果；XRD法测定结果偏高，结果波动较大；而化学法测定结果偏低，数据更加稳定。 关键词：选择性溶解; 硫铝酸钙; XRD; Rietveld定量分析 Quantitative Analysis of Calcium Sulfoaluminate in Cement Clinker LI Xiaodong Abstract: Calcium sulfoaluminate (C4A3$) is the main phase in CSA cements. Herein, we address the quantification analysis of C4A3$ in cement clinkers by chemical extraction accompanied with XRD estimating its precision. Meanwhile we thoroughly document the determination procedure of both techniques, providing direction for the quantification analysis of C4A3$. Systematic comparison between two methods has been done and results show: both approaches could yield reasonable C4A3$ content; the data obtained by XRD method is higher with larger fluctuation while chemical method’s is lower and more stable. Key words: extraction; calcium sulfoaluminate; XRD; Rietveld quantitative analysis 硫铝酸盐水泥是目前水泥研究热点之一[1-3]。硫铝酸钙（C4A3$）用于膨胀水泥中补偿收缩的成分，因其与传统硅酸盐水泥相比，煅烧温度低、原料所需石灰
硫铝酸盐水泥的工艺制备
硫铝酸盐水泥的工艺制备 硫铝酸盐水泥又称第三系列水泥，是中国人发明的唯一的特种水泥品种系列，其根本特征是该系列水泥的熟料以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物。 特种水泥有几十个品种，之所以称硫铝酸盐水泥为第三系列水泥，是因为硫铝酸盐水泥熟料的矿物组成与传统的硅酸盐水泥和铝酸盐水泥有本质的不同。硅酸盐水泥熟料以硅酸三钙和硅酸二钙为主要矿物，发明于1824年，时间早且用途最广泛，称为第一系列。铝酸盐水泥以铝酸钙为主要矿物，发明于1908年，发明时间次之，称为第二系列。硫铝酸盐水泥发明于1975年，所以称为第三系列。其他众多品种的特种水泥，都是这三个系列水泥的衍生品种。 硫铝酸盐系列水泥主要包括快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥三个品种。 快硬硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐水泥熟料、5％~15％的硬石膏或二水石膏及不超过15％~35％的石灰石经粉磨制成。该品种水泥具有早强、快硬、耐化学腐蚀等特点，主要用于水泥制品和工业与民用建筑的混凝土工程。特别是在抢修、需要抗海水侵蚀和冬期施工工程中，更能体现该品种水泥的优越性。 低碱度硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐数你熟料，5％~20％的硬石膏及15％~35％的石灰石经粉磨制成。该品种水泥的特点是早强、快硬和低碱度（水化液PH值低于10.5），主要用于玻璃纤维增强水泥制品的生产。 自应力硫铝酸盐水泥由硫铝酸盐水泥熟料、30％~40％的二水石膏及不超过15％的石灰石经粉磨制成。该水泥的特点是水化硬化时会产生高膨胀，主要用于生产水泥压力管。 1．生产硫铝酸盐水泥熟料所用的原、燃料 生产硫铝酸盐水泥所用的基本原材料是石灰石、铝钒土和石膏，所用的燃料是烟煤。 （1）石灰石 石灰石作为钙质原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化钙成分。生产硫铝酸盐水泥熟料所用的石灰石的成分要求一般为：w（CaO）≥50％、w(SiO2) ≤5％、w(MgO) ≤3％.适当成分的碱渣和电石渣也可作为硫铝酸盐水泥的钙质原料使用。 （2）铝钒土 铝钒土作为铝质原料主要提供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的氧化铝成分。生产硫铝酸盐水泥熟料所用的生铝钒土的成分要求一般为：(Al2O3) ≥55％、w(SiO2) ≤15％，当铝钒土中的铁含量较高时，可适当降低对Al2O3含量的要求。碱对硫铝酸盐水泥的性能有不利影响，一般要求铝钒土中的碱（R2O）含量不超过0.5％。适当成分的含氯含铝工业废渣也可用作硫铝酸盐水泥熟料生产的铝质原料。 （3）石膏 石膏作为硫质原料主要供硫铝酸盐水泥熟料形成过程中所需要的三氧化硫成分。生产硫铝酸盐水泥熟料所用石膏的成分要求一般为：①硬石膏，w(SO3) ≥45％、w(SiO2) ≤3％：②二水石膏，w(SO3) ≥35％、w(SiO2) ≤3％。适当成分的的磷石膏、氟石膏及脱硫石膏等工业废渣也可作为硫铝酸盐水泥熟料的硫质原料使用。
水泥水化反应
就是水泥水化反应公式。 硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。分述如下： ①硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化 β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。 C3S——硅酸三钙 C3A——铝酸三钙 水泥混凝土水化过程的化学反应式： 3(CaO·SiO2)+ 6 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O (胶体) +3 Ca(OH)2(晶体) 2(2CaO·SiO2)+4 H2O = 3CaO·2SiO2·3H2O + Ca(OH)2(晶体) 3CaO·Al2O3 + 6 H2O = 3 CaO·Al2O3 ·6 H2O（晶体） 4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O = 3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O(胶体)
水泥水化
水泥水化 目录 强度 水泥水化热会产生什么影响？ 水泥水化反应公式 水泥水化过程,分为化学反应和物理化学反应. 编辑本段强度 初期强度取决于3CaO.SIO2后期强度为2CaO.SIO2,含量在75--82% 编辑本段水泥水化热会产生什么影响？ 对于一般建筑、小体积工程来说，可以不考虑水泥的水化热，甚至可以加快水泥的水化硬化！ 但是对于大体积工程来说，比如大坝，桥梁等，水化热来不及释放越积越多会造成膨胀开裂等毁灭性后果！所以有专用的大坝水泥、低水化热水泥！有的还要使用其他冷却方法！编辑本段水泥水化反应公式 硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。分述如下： ①硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化 β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H 凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。 在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。 水泥水化深度 熟料矿物或水泥的水化速率常以单位时间内的水化程度或水化深度来表示。水化程度是指在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值；而水化深度是指已水化层的厚度。水化速率必须在颗粒粗细、水灰比以及水化温度等条件基本一致的情况下才能加以比较。右图为一球形颗粒(平均直径dm)的水化深度示意图。其中阴影表示已经水化部分。根据上述水化程度的定义，并假定在水化过程中能始终保持球形．且密度不变，即可导出水化深度h和水化程度a之间的关系: ?? ??
膨胀硫铝酸盐水泥
膨胀硫铝酸盐水泥 JC/T 739—1987（1996） 本标准适用于膨胀硫铝酸盐水泥，该水泥主要用作配制节点、抗渗、补偿收缩混凝土。 1 定义、分类与标号 1.1 定义凡以适当成分的生料，经煅烧所得以无水硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物成 分的熟料，加入适量二水石膏磨细制成的具有可调膨胀性能的水硬性胶凝材料，称为膨胀硫铝酸盐水泥。 1.2 游离氧化钙以水泥自由膨胀率值划分，分为微膨胀硫铝酸盐水泥和膨胀硫铝酸盐 水泥两类。 1.3 标号两类膨胀硫铝酸盐水泥的标号均以28天抗压强度表示，定为525一个标号。 2 品质指标 2.1 游离氧化钙水泥中不允许出现游离氧化钙。 2.2 比表面积比表面积不得低于400m[2]/kg。 2.3 凝结时间初凝不得早于30min，终凝不得迟于3h。 2.4 强度各龄期强度不得低于下表数值： 2.5 水泥自由膨胀率微膨胀水泥净浆试体1天自由膨胀率不得小于0.05％，28天自由 膨胀率不得大于0.5％。膨胀水泥净浆试体1天自由膨胀率不得小于0.10％，28天不得大
于1.00％。 MPa(kg/cm[2]) ────┬────────────────┬────────────────│抗压强度│抗折强度 水泥分级├────┬──────┬────┼─────┬─────┬────│ 1天│ 3天│ 28天│ 1天│ 3天│ 28天 ────┼────┼──────┼────┼─────┼─────┼────微膨胀│ 31.4 │ 41.2 │ 51.5 │ 4.9 │ 5.9 │ 6.9 水泥│ (320) │ (420) │ (525) │ (50) │ (60) │ (70) ────┼────┼──────┼────┼─────┼─────┼────膨胀│ 27.5 │ 39.2 │ 51.5 │ 4.4 │ 5.4 │ 8.4 水泥│ (280) │ (400) │ (525) │ (45) │ (55) │ (65) ────┴────┴──────┴────┴─────┴─────┴──── 3 试验方法 4 检验规则 5 包装与标志（略）
名词解释
基本性质 1.密度、表观密度、堆积密度 密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量（材料在包含内部闭口孔隙体积在内的单位体积的质量）。 堆积密度：粉状或粒状材料在堆积状态下单位体积的质量。 密实度：材料体积内固体物质所充实的程度。 孔隙率：指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。 填充率：在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。 空隙率：在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。 2.亲水性材料、憎水性材料 润湿角：水滴表面切线与材料和水接触面的夹角。 亲水性材料：当润湿角θ≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的吸引力，此种材料称为亲水性材料。 憎水性材料：当润湿边θ<90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料表面分子之间的吸引力，此种材料称为憎水性材料。 3.吸水率、含水率 吸水性：材料与水接触吸收水分的性质，称为材料的吸水性。 吸水率：当材料吸水饱和时，材料中所含水的质量与干燥状态下的质量比称为吸水率。 含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下的质量之比，称为材料的含水率。 吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 4.耐水性、软化系数 耐水性：材料抵抗水的破坏作用的能力称为耐水性，用软化系数表示。 软化系数：材料在吸水饱和状态下的抗压强度与材料在干燥状态下的抗压强度之比。 5.抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用渗透系数或抗渗等级表示。 6.抗冻性：材料在水饱和状态下，经过多次冻融循环作用，能保持强度和外观完整性的能力。 7.强度等级、比强度 强度等级：指按材料强度值的大小划分的若干等级。 比强度：按材料单位质量计算的强度，其值等于材料的强度值与其体积密度之比。 8.弹性、塑性 弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，变形能完全消失的性质 塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质。 9.脆性、韧性 脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形的性质。 韧性：材料在冲击、振动荷载作用下，能过吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不被破坏的性质。 10.热容量、导热性 热容量：指材料受热时蓄存热量或冷却时放出热量的性能，其大小等于比热容与质量的乘积。导热性：反映材料传递热量的能力。其大小用导热系数表示。 11. 耐燃性、耐火性 耐燃性：指材料能够经受火焰和高温作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。根据耐燃性不同，可分为易燃材料、难燃材料和不燃材料三类。
硫铝酸盐水泥的性能与应用
硫铝酸盐水泥的性能与应用 王旭 白银中厦建材有限公司 摘要：硫铝酸盐水泥主要是以硫铝酸钙和硅酸二钙为主要矿物组成的新型水泥。它是中国建筑材料科学研究院研制成功的特种水泥之一，该水泥具有早期强度高、凝结时间短、抗腐蚀性好、抗冻融性好等优点，并且生产成本低，目前具有广阔的市场前景。 关键词：硫铝酸盐水泥，性能特点，用途 1引言 硫铝酸盐水泥是以适当成分的石灰石、矾土、石膏为原料，经低温（1300～1350℃）煅烧而生成以硅酸二钙（C2S）、硫铝酸钙（C4A3S）为主要矿物组成的熟料，掺加适量混合材(石灰石、石膏等)共同粉磨所制成的水硬性胶凝材料。自1975年我国建筑材料科学研究院研制成功硫铝酸盐水泥以来，这种水硬性胶凝材料先后被开发成了包括高强硫铝酸盐水泥、自应力硫铝酸盐水泥、快硬硫铝酸盐水泥、低碱度硫铝酸盐水泥、膨胀硫铝酸盐水泥等一系列的特种水泥品种。 2 硫铝酸盐水泥的性能 硫铝酸盐水泥的主要矿物组成特征是以其含有的大量硫铝酸钙(C4A3S)而区别于其它系列水泥，与传统的硅酸盐水泥混凝土相比，它具有早强、高强、抗冻融、抗渗、耐腐蚀等特点。 2.1早强、高强 硫铝酸盐水泥具有优异的早期强度，其3天的抗压强度指标相当
于普通硅酸盐水泥28天的强度；由于水泥熟料中含有大量硅酸二钙，因此水泥的后期强度会缓慢增长，不会出现后期强度倒缩的情况。 表1为甘肃寿鹿山水泥厂生产的425快硬硫铝酸盐水泥与白银银山水泥厂生产的425普硅水泥各龄期抗压强度的比较。可以看出，硫铝酸盐水泥的1天抗压强度高达30多MPa，而同标号的普硅水泥的1天强度仅为15.4MPa，硫铝酸盐水泥3天的抗压强度接近普硅水泥28天的强度值。 表1 不同品种水泥各龄期抗压强度对比 抗压强度（MPa） 水泥品种 1天3天28天白银银山P·O 42.5级水泥15.4 27.8 49.7 甘肃寿鹿山42.5级快硬硫铝酸盐水泥35.6 45.7 55.0 2.2凝结时间短 国家标准GB175-2007《通用硅酸盐水泥》规定：硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于390min；普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥初凝不小于45min，终凝不大于600min。而硫铝酸盐水泥国家标准规定,初凝不得小于25分钟、终凝不得大于3小时。可见其凝结时间比普通水泥快得多。 2.3抗冻性能好 普通硅酸盐水泥在早期受冻后温度恢复到常温的状态下，其强度损失大约为50%，而相同条件下的硫铝酸盐水泥其强度损失仅在9%
水泥水化反应公式
水泥水化反应公式 硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。分述如下： ①硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化 β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H 凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。 在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A 作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。
（1）单质与氧气的反应： 1. 镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃2MgO 2. 铁在氧气中燃烧：3Fe + 2O2 点燃Fe3O4 3. 铜在空气中受热：2Cu + O2 加热2CuO 4. 铝在空气中燃烧：4Al + 3O2 点燃2Al2O3 5. 氢气中空气中燃烧：2H2 + O2 点燃2H2O 6. 红磷在空气中燃烧：4P + 5O2 点燃2P2O5 7. 硫粉在空气中燃烧：S + O2 点燃SO2 8. 碳在氧气中充分燃烧：C + O2 点燃CO2 9. 碳在氧气中不充分燃烧：2C + O2 点燃2CO （2）化合物与氧气的反应： 10. 一氧化碳在氧气中燃烧：2CO + O2 点燃2CO2 11. 甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2 点燃CO2 + 2H2O 12. 酒精在空气中燃烧：C2H5OH + 3O2 点燃2CO2 + 3H2O 二．几个分解反应： 13. 水在直流电的作用下分解：2H2O 通电2H2↑+ O2 ↑ 14. 加热碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3 加热2CuO + H2O + CO2↑ 15. 加热氯酸钾（有少量的二氧化锰）：2KClO3 ==== 2KCl + 3O2 ↑ 16. 加热高锰酸钾：2KMnO4 加热K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 17. 碳酸不稳定而分解：H2CO3 === H2O + CO2↑ 18. 高温煅烧石灰石：CaCO3 高温CaO + CO2↑ 三．几个氧化还原反应： 19. 氢气还原氧化铜：H2 + CuO 加热Cu + H2O 20. 木炭还原氧化铜：C+ 2CuO 高温2Cu + CO2↑ 21. 焦炭还原氧化铁：3C+ 2Fe2O3 高温4Fe + 3CO2↑ 22. 焦炭还原四氧化三铁：2C+ Fe3O4 高温3Fe + 2CO2↑ 23. 一氧化碳还原氧化铜：CO+ CuO 加热Cu + CO2 24. 一氧化碳还原氧化铁：3CO+ Fe2O3 高温2Fe + 3CO2 25. 一氧化碳还原四氧化三铁：4CO+ Fe3O4 高温3Fe + 4CO2 =========================================================== ============= 四．单质、氧化物、酸、碱、盐的相互关系 （1）金属单质+ 酸-------- 盐+ 氢气（置换反应） 26. 锌和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 27. 铁和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
硫铝酸钙-二水石膏-氢氧化钙-水水化系统的热力学计算
第45卷第5期2017年5月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 5 May，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.360docs.net/doc/462592121.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.05.09 硫铝酸钙-二水石膏-氢氧化钙-水水化系统的热力学计算 张洋洋，常钧，赵九野 (大连理工大学土木工程学院，辽宁大连 116024) 摘要：硫铝酸钙(C4A3$)是硫铝酸盐水泥熟料中最重要的组成部分。既有研究表明，调整C4A3$、二水石膏(C$H2)和氢氧化钙(CH)的比例可以改变水化产物中钙矾石(AFt)和氢氧化铝(AH3)相的比例，但缺乏从热力学计算和实验方面的验证。使用Gibbs自由能变和焓变对水化反应进行计算，结果表明：水化反应在热力学上可自发进行；将实验室烧成的C4A3$复配一定比例的C$H2、CH，在水灰比为10的情况下水化28 d，使用X射线衍射和热重分析对水化产物进行定量分析，结果表明水化产物中只有AFt和AH3。虽然实验值与理论计算值不能完全吻合，但随着C$H2、CH掺量的增加，水化产物中AFt的含量逐渐增多，AH3相的含量逐渐减少。 关键词：钙矾石；氢氧化铝相；自由能；焓；定量分析 中图分类号：TQ172 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)05–0657–05 网络出版时间：2017–04–21 12:30:04 网络出版地址：https://www.360docs.net/doc/462592121.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20170421.1230.009.html Thermodynamic Calculation of Calcium Sulfoaluminate-Gypsum-Calcium Hydroxide-H2O System ZHANG Yangyang, CHANG Jun, ZHAO Jiuye (School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, Liaoning, China) Abstract: Calcium sulfoaluminate (C4A3$) is a dominant mineral in calcium sulfoaluminate cement. The previous studies indicated that the radio of C4A3$、gypsum (C$H2) and calcium hydroxide (CH) could determine the ettringite (AFt) to AH3 ratios in the final product. However, little work on the corresponding thermodynamic calculation and experimental validation has been reported. In this paper, the changes of the Gibbs free energy and enthalpy were used for the thermodynamic calculation of hydration reaction. The reaction can occur spontaneously in the thermodynamics. The synthesized C4A3$ is incorporated with the specific quantities of C$H2 and CH, hydrated for 28 d with distilled water at a water-cement ratio of 10. According to the quantitative phase analysis by X-ray diffraction and thermogravimetry, there exist only AFt and AH3 phases in the hydration products. Although the AFt and AH3 contents are not consistent with the theoretical values, the AFt content increases and AH3 content reduces with the increase of the C$H2 and CH contents. Keywords: ettringite; aluminum hydroxide; free energy; enthalpy; quantitative analysis 硫铝酸盐水泥作为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥以外的第三系列水泥，具有能耗小、CO2排放低、良好的胶凝性、耐腐蚀和膨胀性能可调的特点[1–2]。硫铝酸盐水泥熟料主要由硫铝酸钙(C4A3$：C=CaO；A=Al2O3；$=SO3)、硅酸二钙、铁相及其他相组成，其中C4A3$为其最重要的组成部分，水泥的性能与C4A3$直接相关[3]。C4A3$单矿物的水化及其复掺石膏(C$H2，H=H2O)和石灰(CH)后的水化已被广泛研究。其中复掺C$H2和CH的水化机理比较复杂，有一定规律性，在实际工程中用途广泛，具有重要研究意义。反应式(1)和(2)是C4A3$复掺不同摩尔比C$H2和CH时的水化反应，其水化产物以钙矾石(AFt)和铝凝胶(AH3)为主[4–5]。 C4A3$+8C$H2+6CH+74H → 3C6A$3H32 (1) 收稿日期：2016–07–01。修订日期：2017–02–18。基金项目：国家自然科学基金(51472041)资助项目。 第一作者：张洋洋(1991—)，男，博士研究生。 通信作者：常钧(1970—)，男，博士，教授。Received date:2016–07–01. Revised date: 2017–02–18. First author: ZHANG Yangyang (1991–), male, Doctoral candidate. Correspondent author: CHANG Jun (1970–), male, Ph.D., Professor. E-mail: mlchang@https://www.360docs.net/doc/462592121.html,
水泥水化反应公式
水泥水化反应公式 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
水泥水化反应公式硅酸盐水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。分述如下： ①硅酸三钙水化 硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。 3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化 β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。 2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H凝胶。但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。 ③铝酸三钙的水化 铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石 （C3AH6）。 在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。 ④铁相固溶体的水化 水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。其水化反应及其产物与C3A很相似。（1）单质与氧气的反应： 1. 镁在空气中燃烧：2Mg + O2 点燃 2MgO
2. 铁在氧气中燃烧：3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 3. 铜在空气中受热：2Cu + O2 加热 2CuO 4. 铝在空气中燃烧：4Al + 3O2 点燃 2Al2O3 5. 氢气中空气中燃烧：2H2 + O2 点燃 2H2O 6. 红磷在空气中燃烧：4P + 5O2 点燃 2P2O5 7. 硫粉在空气中燃烧： S + O2 点燃 SO2 8. 碳在氧气中充分燃烧：C + O2 点燃 CO2 9. 碳在氧气中不充分燃烧：2C + O2 点燃 2CO （2）化合物与氧气的反应： 10. 一氧化碳在氧气中燃烧：2CO + O2 点燃 2CO2 11. 甲烷在空气中燃烧：CH4 + 2O2 点燃 CO2 + 2H2O 12. 酒精在空气中燃烧：C2H5OH + 3O2 点燃 2CO2 + 3H2O 二．几个分解反应： 13. 水在直流电的作用下分解：2H2O 通电2H2↑+ O2 ↑ 14. 加热碱式碳酸铜：Cu2(OH)2CO3 加热2CuO + H2O + CO2↑ 15. 加热氯酸钾（有少量的二氧化锰）：2KClO3 ==== 2KCl + 3O2 ↑ 16. 加热高锰酸钾：2KMnO4 加热 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ 17. 碳酸不稳定而分解：H2CO3 === H2O + CO2↑ 18. 高温煅烧石灰石：CaCO3 高温CaO + CO2↑ 三．几个氧化还原反应： 19. 氢气还原氧化铜：H2 + CuO 加热 Cu + H2O 20. 木炭还原氧化铜：C+ 2CuO 高温2Cu + CO2↑