水泥水化反应公式
水泥水化反应公式
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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
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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↑
28. 镁和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
29. 铝和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑
30. 锌和稀盐酸Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
31. 铁和稀盐酸Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
32. 镁和稀盐酸Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑
33. 铝和稀盐酸2A l + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑
（2）金属单质 + 盐（溶液） ------- 另一种金属 + 另一种盐
34. 铁和硫酸铜溶液反应：Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
35. 锌和硫酸铜溶液反应：Zn + CuSO4 === ZnSO4 + Cu
36. 铜和硝酸汞溶液反应：Cu + Hg(NO3)2 === Cu(NO3)2 + Hg
（3）碱性氧化物 +酸 -------- 盐 + 水
37. 氧化铁和稀盐酸反应：Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O
38. 氧化铁和稀硫酸反应：Fe2O3 + 3H2SO4 === Fe2(SO4)3 + 3H2O
39. 氧化铜和稀盐酸反应：CuO + 2HCl ==== CuCl2 + H2O
40. 氧化铜和稀硫酸反应：CuO + H2SO4 ==== CuSO4 + H2O
41. 氧化镁和稀硫酸反应：MgO + H2SO4 ==== MgSO4 + H2O
42. 氧化钙和稀盐酸反应：CaO + 2HCl ==== CaCl2 + H2O
（4）酸性氧化物 +碱 -------- 盐 + 水
43．苛性钠暴露在空气中变质：2NaOH + CO2 ==== Na2CO3 + H2O 44．苛性钠吸收二氧化硫气体：2NaOH + SO2 ==== Na2SO3 + H2O 45．苛性钠吸收三氧化硫气体：2NaOH + SO3 ==== Na2SO4 + H2O 46．消石灰放在空气中变质：Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O 47. 消石灰吸收二氧化硫：Ca(OH)2 + SO2 ==== CaSO3 ↓+ H2O （5）酸 + 碱 -------- 盐 + 水
48．盐酸和烧碱起反应：HCl + NaOH ==== NaCl +H2O
49. 盐酸和氢氧化钾反应：HCl + KOH ==== KCl +H2O
50．盐酸和氢氧化铜反应：2HCl + Cu(OH)2 ==== CuCl2 + 2H2O
51. 盐酸和氢氧化钙反应：2HCl + Ca(OH)2 ==== CaCl2 + 2H2O
52. 盐酸和氢氧化铁反应：3HCl + Fe(OH)3 ==== FeCl3 + 3H2O
53.氢氧化铝药物治疗胃酸过多：3HCl + Al(OH)3 ==== AlCl3 + 3H2O
54.硫酸和烧碱反应：H2SO4 + 2NaOH ==== Na2SO4 + 2H2O
55.硫酸和氢氧化钾反应：H2SO4 + 2KOH ==== K2SO4 + 2H2O
56.硫酸和氢氧化铜反应：H2SO4 + Cu(OH)2 ==== CuSO4 + 2H2O
57. 硫酸和氢氧化铁反应：3H2SO4 + 2Fe(OH)3==== Fe2(SO4)3 + 6H2O
58. 硝酸和烧碱反应：HNO3+ NaOH ==== NaNO3 +H2O
（6）酸 + 盐 -------- 另一种酸 + 另一种盐
59．大理石与稀盐酸反应：CaCO3 + 2HCl === CaCl2 + H2O + CO2↑ 60．碳酸钠与稀盐酸反应: Na2CO3 + 2HCl === 2NaCl + H2O + CO2↑ 61．碳酸镁与稀盐酸反应: MgCO3 + 2HCl === MgCl2 + H2O + CO2↑ 62．盐酸和硝酸银溶液反应：HCl + AgNO3 === AgCl↓ + HNO3
63.硫酸和碳酸钠反应：Na2CO3 + H2SO4 === Na2SO4 + H2O + CO2↑
64.硫酸和氯化钡溶液反应：H2SO4 + BaCl2 ==== BaSO4 ↓+ 2HCl （7）碱 + 盐 -------- 另一种碱 + 另一种盐
65．氢氧化钠与硫酸铜：2NaOH + CuSO4 ==== Cu(OH)2↓ + Na2SO4 66．氢氧化钠与氯化铁：3NaOH + FeCl3 ==== Fe(OH)3↓ + 3NaCl 67．氢氧化钠与氯化镁：2NaOH + MgCl2 ==== Mg(OH)2↓ + 2NaCl
68. 氢氧化钠与氯化铜：2NaOH + CuCl2 ==== Cu(OH)2↓ + 2NaCl
69. 氢氧化钙与碳酸钠：Ca(OH)2 + Na2CO3 === CaCO3↓+ 2NaOH （8）盐 + 盐 ----- 两种新盐
70．氯化钠溶液和硝酸银溶液：NaCl + AgNO3 ==== AgCl↓ + NaNO3 71．硫酸钠和氯化钡：Na2SO4 + BaCl2 ==== BaSO4↓ + 2NaCl
五．其它反应：
72．二氧化碳溶解于水：CO2 + H2O === H2CO3
73．生石灰溶于水：CaO + H2O === Ca(OH)2
74．氧化钠溶于水：Na2O + H2O ==== 2NaOH
75．三氧化硫溶于水：SO3 + H2O ==== H2SO4
76．硫酸铜晶体受热分解：CuSO45H2O 加热 CuSO4 + 5H2O
77．无水硫酸铜作干燥剂：CuSO4 + 5H2O ==== CuSO4。5H2O
元素符号有来由，拉丁名称取字头；第一个字母要大写，附加字母小写后。对比碳C，铜Cu，N氮、P磷、S硫；
Si硅、氧是O，铝A1、铅Pb；
Ba钡、钨W， Ag是银、Zn锌；
I碘、K钾、Br溴， H是氢、U是铀；
Fe铁、Na钠， Mg镁、Ca钙；
Hg汞、金Au，Sn锡、Sb锑；
氯Cl、钻Co，元素符号要熟记。
化学元素符号歌（二）（外文按英语字母发音读）
碳是C，磷是P，铅的符号是Pb。
Cu铜，Ca钙，钨的符号W。
H氢，S硫，硅的符号Si。
金Au，银Ag，镁的符号Mg。
钠Na，氖Ne，汞的符号Hg。
硼是B，钡Ba，铁的符号Fe。
锌Zn，锰Mn，锡的符号Sn。
钾是K，碘是I，氟的符号是F。
氧是O，氮是N，溴的符号是Br。
Al铝，Cl氯，锑的符号Sb。
常见元素符号名称歌（可边写边读）（写）C H O N Cl S P，（读）碳氢氧氮氯硫磷。 BR>（写）K Ca Na Mg Al FeZn，（读）钾钙钠镁铝铁锌。（写）Br I Mn Ba Cu Hg Ag，（读）溴碘锰钡铜汞银。（写）Sb Si Sn Pb W和Au，（读）锑硅锡铅钨和金
普通硅酸盐水泥技术要求
普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、6％~15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥（简称普通水泥），代号P.O。 掺活性混合材料时，最大掺量不得超过15％，其中允许用不超过水泥质量5％的窑灰或不超过水泥质量10％的非活性混合材料来代替。 掺非活性混合材料时，最大掺量不得超过水泥质量10％。 P.C 42.5R水泥 P.C：复合硅酸盐水泥； 42.5：28天抗压强度≥42.5MPa； R ：早强型，3天强度较同强度等级水泥高。 如果速凝剂是合格的，以掺加4%为宜，多掺会影响强度 II级粉煤灰，细度小于25%，烧失量小于8%，需水量比小于105% 高效减水剂 高效减水剂对水泥有强烈分散作用，能大大提高水泥拌合物流动性和混凝土坍落度，同时大幅度降低用水量，显著改善混凝土工作性。但有的高效减水剂会加速混凝土坍落度损失，掺量过大则泌水。高效减水剂基本不改变混凝土凝结时间，掺量大时（超剂量掺入）稍有缓凝作用，但并不延缓硬化混凝土早期强度的增长。 能大幅度降低用水量从而显著提高混凝土各龄期强度。在保持强度恒定时，则能节约水泥10%或更多。
氯离子含量微少，对钢筋不产生锈蚀作用。能增强混凝土的抗渗、抗冻融及耐腐蚀性，提高了混凝土的耐久性。 聚羧酸 1、掺量低、减水率高：减水率可高达35%，可用于配制高强以及高性能混凝土。 2、坍落度轻时损失小：预拌混凝土2h坍落度损失小于15%，对于商品混凝土的长距离运输及泵送施工极为有利。 3、混凝土工作性好：用PC聚羧酸系高性能减水剂配制的混凝土即使在高坍落度情况下，也不会有明显的离析、泌水现象，混凝土外观颜色均一。对于配制高流动性混凝土、自流平混凝土、自密实混凝土、清水饰面混凝土极为有利。用于配制高标号混凝土时，混凝土工作性好、粘聚性好，混凝土易于搅拌。 4、与不同品种水泥和掺合料相容性好：与不同品种水泥和掺合料具有很好的相容性，解决了采用其它类减水剂与胶凝材料相容性问题。 5、混凝土收缩小：可明显降低混凝土收缩，显著提高混凝土体积稳定性及耐久性。 6、碱含量极低：碱含量≤0.2%。 7、产品稳定性好：低温时无沉淀析出。 8、产品绿色环保：产品无毒无害，是绿色环保产品，有利于可持续发展。 9、经济效益好：工程综合造价低于使用其它类型产品
水泥水化机理
4.1水泥的水化机理 从化学角度来看,水泥的水化反应是一个复杂的溶解沉淀过程,在这一过程中,与单一成分的水化反应不同,各组分以不同的反应速度同时进行水化反应,而且不同的矿物组分彼此之间存在着互相影响。水泥中最多的熟料矿物是硅酸盐化合物，是制约水泥水化性质及相关性能的关键组分。水泥中的硅酸盐熟料矿物的主要成分为硅酸三钙和硅酸二钙。 （1）硅酸三钙（C3S）的水化 硅酸三钙是水泥熟料中的含量最多的组分，通常占材料总量的50%左右，有时高达60 %。硅酸钙的水化产物的化学组成成分不稳定，常随着水相中钙离子的浓度、温度、使用的添加剂、养护程度而发生变化，而且形态不固定，通常称为“C-S-H”凝胶。 C3S在常温下发生水化反应，可大致用下列方程式表述： 硅酸三钙的水化速率很快，其水化过程根据水化放热速率随时间的变化，可以将C3S的水化过程划分为五个阶段，各阶段的化学过程和动力学行为如表1.1所示。 表1.1 C3S水化各阶段的化学过程和动力学行为时期早期中期后期 反应阶段诱导前期诱导期加速期减速期稳定期 化学过程初始水解， 离子进入溶 液 继续溶解， 早期C-S-H 稳定水化产 物开始生长 水化产物继 续生长，微 结构发展 微结构组件 密实 动力学行为反应很快反应慢反应快反应变慢反应很慢（2）硅酸二钙的水化 C2S也是水泥主要熟料矿物组分之一，水化过程与C3S相似，也有诱导期、加速期，但是水化速率特别慢。C2S的水化反应可大致用下列方程表述：
（3）铝酸三钙的水化 C3A是水泥熟料矿物的重要组分之一,其水化产物的组成与结构受溶液中的氧化铝、氧化钙浓度的影响很大，它对水泥的早期水化和浆体的流变性能起着重要的作用。纯水中C3A的水化：大量的研究结果表明，C3A遇水后能够立即在表面形成一种具有六边形特征的初始胶凝物质粒子，开始时其结晶度很差也很薄，呈不规则卷层物，随着水化时间的推移，这些卷层物生长成结晶度较好的，成分为C4AH19和C2AH8济的六边形板状物。这种六边形水化物是亚稳的，并能转化成立方形稳定的晶体颗粒。常温下C3A在纯水中的水化反应可用下式表示： 有石膏存在时C3A的水化：在水泥浆体中，熟料中的C3A实际上是在和有石膏存在的环境中水化的，C3A在Ca(OH)2饱和溶液中的水化反应可以表述为C3A+CH+12H=C3AH13。当处于水泥浆体的碱性介质中时，C3AH13在室温下能稳定存在，其数量增长也很快，这是水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一。（4）铁铝酸四钙的水化 铁铝酸四钙的水化与铝酸三钙的水化过程相似，只是反应速率很慢，而且产物是含铁和铝的共同产物。
水工程施工期末考试复习资料
名词解释： 1.土是由岩石风化生成的松散沉积物，是由颗粒（固相）、水（液相）、气（气相）所组成的三相体系。 2.粒组: 天然土是由无数大小不同的土粒所组成，通常是把大小相近的土粒合并为一组，称为粒组。 3.土的颗粒级配： 土中某粒组的土粒含量为该粒组中土粒质量与干土总质量之比，常以百分数表示。而土中各粒组相对含量百分比称为颗粒级配。 4.质量密度： 单位体积土的质量。 重力密度： 单位体积土所受的重力。 土粒相对密度（比重）： 土粒质量密度与4℃时纯水密度的体积。 土的水含量： 土中水的质量与土粒重量之比。 土的干密度： 单位体积土中土粒的质量。 土的饱和重度： 土中空隙完全被水充满时土的重度。 土的孔隙比：
土中孔隙体积与土粒体积之比。 土的孔隙率： 土中孔隙体积与总体积之比。 土的饱和度： 土中水的体积与孔隙体积之比。 5.界限含水量： 黏性土由一种状态转到另一种状态的分界含水量，称为界限含水量。 6.最优含水量： 在一定的压实能量下使土最容易密实，并能达到最大密实度是的含水量。 7.支撑： 防止沟槽土壁坍塌的一种临时性挡土结构，由木材或钢材构成。 8.钢筋混凝土： 有混凝土和钢筋（或钢丝）两部分材料组成，具有抗压、抗拉强度高的特点，适用于作为构筑物中的承力部分。 9.混凝土： 是以胶凝材料、细骨料、粗骨料和水，按适当比例配合，经均匀拌制、密实成型及养护硬化而成的人造石材。 10.和易性： 混凝土拌和物能够保持其各种成分的均匀，不离析及易于操作的性能。（流动性、粘聚性、保水性）。和易性指标： 利用坍落筒及捣棒而测得。 11.四合一施工法：
小口径管道在土质较好条件下，可将混凝土平基、稳管、管座与接口和在一起施工称为“四合一施工法”.优点减少养护时间避免混凝土浇筑的施工缝。 12.工程项目管理： 工程建设者运用系统工程的观点理论和方法，对工程建设进行全过程和全方位的管理，实现生产要素在工程项目上的优化配置，为用户提供优质产品。 13.水泥细度： 指水泥颗粒的粗细程度。 14.水热化： 水泥在水的作用下放热，在水泥硬化过程中，不断放出热量。 15.体积xx： 指水泥在硬化过程中体积变化的均匀性能。 16.土的渗透性： 是指土体被水透过的性能，它与土的密度程度有关，土的孔隙比越大，则土的渗透系数越大。 17.流沙： 在沟槽、基坑开挖低于地下水位，且采用坑（槽）内抽水时，有时发生坑底及侧壁的土形成流动状态，随地下水涌进坑内而产生流沙 18.一次灌浆就是使用灌浆料把预留孔与地脚螺栓浇注在一起，使地脚螺栓固定的过程。 19.二次灌浆： 施工基础时，预留好水泵机组的底角螺丝空洞，然后浇筑基础混凝土。 20.换土垫层：
硅酸盐水泥和普通水泥的区别
硅酸盐水泥和普通水泥的区别 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥（简称普通水泥） 共同特点： 早期强度较高；凝结硬化速度快（前者比后者还要快） 2、水化热较大(前者比后者还要大得多) 3、耐冻性差 4、耐热性较差 5、耐腐蚀及耐水性较差 适用范围：前者适用于快硬早强的工程、高强度等级砼。不适用于大体积砼工程（发热量比普通水泥大得多，不用）、受化学侵蚀、压力水（软水）作用及海水侵蚀的工程。后者适用于地上、地下及水中的大部分砼结构工程。不适用于大体积砼（实际施工时一般视这个大体积到底有多大以及它的重要性，或者采取控温措施后还是经常用的，至少西南地区是这样）、受化学侵蚀、压力水（软水）作用及海水侵蚀的工程。 复合硅酸盐水泥主要特征：早期强度低，耐热性好，抗酸性差。采用粉煤灰和煤矸石做为混合材，系绿色建材产品，享受国家税收优惠，早期和后期强度稳定,水化热低，适用于一般工业与民用建筑，是一种经济型水泥。 普通硅酸盐水泥主要特征：早期强度高，水化热高，耐冻性好，耐热性差，耐腐蚀性差，干缩性较小。适用范围：制造地上、地下及水中的混凝土，钢筋混凝土及预应力混凝土结构，受循环冻融的结构及早期强度要求较高的工程，配制建筑砂浆。不适用于大体积混凝土工程和受化学及海水侵蚀的工程。 凡由硅酸盐水泥熟料、6%-15%的混合材料及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为普通硅酸盐水泥，简称普通水泥。国家标准对普通硅酸盐水泥的技术要求有：（1）细度筛孔尺寸为80μm的方孔筛的筛余不得超过10%，否则为不合格。（2）凝结时间初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于10小时。（3）标号根据抗压和抗折强度，将硅酸盐水泥划分为325、425、525、625四个标号。 普通硅酸盐水泥由于混合材料掺量较少，其性质与硅酸盐水泥基本相同，略有差异，主要表现为：（1）早期强度略低（2）耐腐蚀性稍好（3）水化热略低（4）抗冻性和抗渗性好（5）抗炭化性略差（6）耐磨性略差 复合硅酸盐水泥凡由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为复合硅酸盐水泥（简称复合水泥）。水泥中混合材料总掺加量按质量百分比应大于15％，不超过50％。水泥中允许用不超过8％的窑灰代替部分混合材料；掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。 水泥一般分普通硅酸盐水泥、掺混合材料的硅酸盐水泥和特殊水泥。普通硅酸盐水泥：由石灰石、粘土、铁矿粉按比例磨细混合，这时候的混合物叫生料。然后进行煅烧，一般温度在1450度左右，煅烧后的产物叫熟料。然后将熟料和石膏一起磨细，按比例混合，才称之为水泥。 掺混合材料的硅酸盐水泥是在普通硅酸盐水泥里按比例和一定的加工程序加入其他物质以达到特殊效果，如矿渣水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥等等。这些水泥的原料就比原来的普通硅酸盐水泥要多一些活性混合材料或非活性混合材料。特殊水泥在材料阶段和制作工艺上有些不同，如高铝水泥(铝酸盐水泥)的材料是铝矾土、石灰石经过煅烧得到熟料，然后磨细成为铝酸盐水泥的。其他有一些特性水泥用途较小，如白色水泥，主要用于装饰工程，材料是纯高岭土、纯石英砂、纯石灰石，在合适的温度煅
水泥水化反应
水泥原料无水 C3S——硅酸三钙3(CaO·SiO2) C2S——硅酸二钙2(2CaO·SiO2) C3A——铝酸三钙3CaO·Al2O3 C4AF——铁相固溶体4CaO·Al2O3·Fe2O3 水化作用后产物 C-S-H——水化硅酸钙3CaO·2SiO2·3H2O (胶体) CH ——氢氧化钙Ca(OH)2(晶体) C3AH6——水石榴石 3 CaO·Al2O3 ·6 H2O（晶体） AFt ——三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石Ca6Al2(SO4)3(OH)12·26 H2O AFm——单硫型水化硫铝酸钙Ca4Al2(OH)12 SO4 ·6H2O 水泥在干态时主要由硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙以及少量的硫酸化物（钾盐、钠盐）、石膏（二水硫酸钙）组成。在水泥水化过程中，C3A C3S和C2S与水泥中其它组分发生复杂的水化反应，生成钙矾石即三硫型水化硫酸铝钙型AFt，单硫型水化硫酸铝钙AFm，氢氧化钙CH和硅酸钙C－S－H凝胶。 硅酸盐水泥的水化是一个非常复杂的、非均质的多相化学反应过程。自加水开始，水泥的水化反应就会一直进行，水泥基材料的结构会随着水泥水化反应逐渐演变，由流动状态逐渐变为塑性状态，最后到凝结硬化状态。 通过水泥的水化反应，使得松散的水泥粉体颗粒变成了具有胶结性的水泥浆体，进而粘结各种不同粒径的粗细骨料，形成了混凝土这种水泥基体材料。 水泥的水化作用就是它们之间的复杂化学反应，生成结晶性较好的水化晶体：AFt AFm CH 还有结晶性不好的无定形C—S－H AFt AFm CH 呈针状、棒状、无序态，这是造成水泥脆性的根本原因 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) 硅酸盐水泥4种熟料矿物成分中，主要的强度贡献者是C3S和C2S，它们在水泥中含量最多，占水泥重量的75%，因此它们的水化进程对水化物组成以及水泥石结构产生决定性影响，它们生成的水化产物主要是：水化硅酸钙和氢氧化钙（游离的对强度有害）。 氢氧化钙CH是一种六方板状晶体，其强度很低，稳定性极差，在侵蚀条件下是首先遭到侵蚀的组成，而且它们多在水泥石和集料的界面处富集，并组晶成粗大晶粒，因此界面的黏结力下降，成为水泥基材料中的最薄弱环节。因此，CH是水泥耐久性差的主要根源，也是水泥裂缝的发源地。（CH是对水泥强度有害的）
石灰石对水泥水化过程的影响
石灰石对水泥水化过程的影响-中国水泥技术网 2010-4-1 作者: 摘要：EN标准(EN 197)规定波特兰水泥中石灰石粉(主要为方解石)的掺加量最多可达5％，而全世界范围内，在特种水泥中石灰石的掺加量都要高得多。然而人们关注着富含石灰石的水泥的性能问题。由于尚未充分了解石灰石粉添加剂的作用：石灰石粉到底是一种活性添加剂还是惰性填充材料，或者是二者共存，所以目前还不能对此做些什么。本文展示如何辅以有针对性的试验进行计算来说明具有活性低含量方解石的作用。本文提供的发现显示了现代热动力学作为研究水泥浆体矿物学的一种有效方法的功能。 1 引言和基本原则 水泥生产商在生产具有较高早期强度和优良耐久性的优质水泥的同时，承受着降低成本和减少排放的压力。在这种情况下，常采用石灰石粉部分地替代水泥，并且经证明含量至少达到5％时是无害的：石灰石粉是EN 197标准允许的一种添加剂。由于按照该标准，所用石灰石中碳酸钙的含量不能低于70％(许多商用石灰石超过了此限值)，因此，采用方解石进行模拟分析是合理的。 石灰石通常与熟料共同粉磨，由于其硬度比熟料小，所以粉磨之后的石灰石粒径的分布范围较广，但是其平均粒径明显比熟料的更细。由此产生的石灰石细粉无疑能改善固体颗粒与水混合后的固结性。然而物理堆积的优化过程相当复杂，不仅取决于石灰石粉的掺加量，还取决于所使用的粉磨设备类型以及熟料、石灰石的相对易磨性，由于这些都是变量，因此需要不同工厂各自进行评估。 Ingram和Daugherty对石灰石粉的物理作用作了评述。随后，Livesey等和Vuk等报道了石灰石水泥的强度发展。Tsivilis等人报道了加入石灰石粉后的混合物的渗透性，并将其与混合物基体的碳化速度和钢筋的潜在腐蚀性联系起来进行了分析。Uchikawa 等人在检查混凝土时发现由于石灰石粉的加入会使孔结构细化，并声称石灰石粉不具有火山灰活性，因此，对氢氧钙石含量也没有影响另一面，Catinaud等人指出，由于碳铝酸盐的形成，石灰石粉会阻止AFt(钙矾石)向AFm(单硫型硫铝酸盐)转化。这正与Sawicz、Henig和Kuzel等人的结果相一致，他们认为石灰石粉阻止了钙矾石向单硫酸盐转变，取而代之的则是单碳铝酸盐和半碳铝酸盐的形成。由以上文献可以看出，对于石灰石粉在波特兰水泥混合物中的活性还没有达成统一认识。 借助于选择的几种矿物活性实验以及热力学计算，我们再次对石灰石粉的活性进行检测，实
水泥化学--混凝土科学答案
混凝土科学 1、 试述在结构形成过程中有哪些主要的收缩变形及行之有效的减小和抑制措施？ 答：主要的收缩变形有凝缩、塑性收缩、干燥收缩、化学收缩、自生收缩、温度收缩、碳化收缩等。 减小和抑制措施： 凝缩：混凝土凝固时,一些水与水泥颗粒结合,使体积减少,称为凝缩。 塑性收缩：一般由于水泥水化热高，同时在春夏季节，室外温度高而湿度较低，新浇筑的混凝土表面泌水很快被蒸发，随着混凝土表面水分的蒸发，内部的水分逐步向外迁移，这样就造成了混凝土在塑性阶段的体积收缩。 干燥收缩：加强潮湿养护，增强混凝土中粗骨料的用量。 自生收缩：加入内养护材料，如饱水的轻骨料，吸水性高分子等。 温度收缩：减小结构的内外温差，采用膨胀系数低的骨料，大掺量的粉煤灰，低热水泥，降 低水泥用量，冷却骨料，冰水搅拌。 碳化收缩：化学涂层能有效降低碳化收缩。 2、 试给出f V =0%，f V =2%，f V =10%的普通混凝土（PC ）、钢纤维混凝土（SFRC ）、渍浆纤维混凝土(SIFCON)的荷载-挠度全曲线示意图并分析比较各曲线的特征点、特征阶段的异同之处？（这道题几乎每年都考） 答：特征点：A:初裂荷载，B ：极限荷载。 PA 3> PA 2> PA 1，PB 3> PB 2> PB 1，（PA 3-PB 3）>（PA 2-PB 2）>（PA 1-PB 1）。
钢纤维的掺入，推迟了初裂点的出现，对混凝土的增强阻裂效应不仅表现在裂后阶段，裂前的作用也十分明显，随着f V 的增高，位-荷曲线下的面积也相应的增大。 SIFCON 除具有上述特征外，还多了一个多点开裂的阶段，它对提高SIFCON 的抗拉、抗弯强度，吸收动能的能力，增进韧性有很大影响。 3、 试分析聚丙烯纤维、钢纤维、碳纤维对改善混凝土性能的贡献（主要是增强、 增韧与阻裂）有何异同之处？（重点） 答：聚丙烯纤维：高强度，低弹性模量，掺量较低，一般0.93 m kg ，主要用于抑制混凝土的早期塑性收缩。 钢纤维：高强度，高弹性模量，具有增强，增韧，阻裂的效果。 碳纤维：高强度，高弹性模量，与钢纤维一样具有增强，增韧，阻裂的效果，但其脆性大，价格高，性价比低 4、 如何结束无坝不裂的历史？ 混凝土坝开裂的主要原因是坝体混凝土方量大，内部水化热不易散发，施工现场环境比较恶劣，风速较大，另外，基础基岩的强约束也是产生裂缝的一个主要原因，同时AAR 也是开裂的原因。 减小坝体开裂的主要途径有： 1、采用低热或中热的水泥，降低水泥的水化热； 2、在满足性能的情况下，尽可能降低水泥的用量，掺入掺合料；
矿大版煤化学-课后习题复习过程
矿大版煤化学-课后习 题
煤化学课后习题 1.什么是腐植煤和腐泥煤？ 答:由高等植物形成的煤称为腐植煤；由低等植物(以藻类为主)和浮游生物经过部分腐解而形成的煤称为腐泥煤，有藻煤，胶泥煤，油页岩等。 2.由高等植物形成煤，要经历哪些过程和变化？ 答：由高等植物形成煤，要经历泥炭化作用和煤化作用两个过程。泥炭化作用过程：高等植物→泥炭;煤化作用过程又分为成岩作用和变质作用两个阶段。成岩作用阶段：泥炭→褐煤；变质作用阶段：褐煤→无烟煤。 3.影响煤变质作用的因素 答：影响煤变质作用的因素主要有：温度、时间和压力。温度是影响煤变质作用的主要因素。转变为不同煤化阶段所需的温度大致为：褐煤：40～50 ℃，长焰煤：<100 ℃，典型烟煤：<200 ℃，无烟煤：<350 ℃。时间是影响煤的重要因素。温度、压力相同，时间越长，变质程度越高；温度不同，短时间较高温度与长时间较低温度可达到相同的变质程度。压力也是煤变质不可缺少的条件。在压力作用下，煤的形态发生变化，主要是压紧、失水、孔隙率降低，并使煤岩组分沿垂直压力的方向呈定向排列。 4.各显微组分元素含量的特点，及在透射光、反射光下的特征及其随煤化程度的变化规律。 答：透射光：镜质组，橙红色、棕红色、棕黑色、黑色；壳质组，从低级烟煤到中级烟煤，呈透明到半透明，轮廓清晰，外形特殊;惰质组，棕黑色到黑色，微透明或不透明。反射光：镜，灰黑至浅灰，随煤级增高，反射色变浅；壳，
呈灰黑色，大多数有突起；惰，白色至亮白色，具有较高凸起和较高反射率。元素含量：镜含氧量最高，壳含氢量最高，惰含碳量最高。 5.煤的工业分析将煤分为哪几个组分？各代表煤的什么特性？ 答：煤的工业分析是指煤的水分、灰分、挥发分和固定碳四种组分。水分：煤炭质量的重要指标。煤的水分直接影响煤的使用、运输和储存。灰分：是指煤完全燃烧后剩下的残渣。挥发分：煤的挥发分，即煤在一定温度下隔绝空气加热，逸出物质（气体或液体）中减掉水分后的含量。剩下的残渣叫做焦渣。固定碳：煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的指标。 6. 反映煤分子结构的参数有哪些？P36 答：煤的结构参数有芳碳率、芳氢率和芳环数。 芳碳率是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的碳原子数与总碳原子数之比。芳氢率是指煤的基本结构单元中属于芳香族结构的氢原子数与总氢原子数之比。芳环数是指煤的基本结构单元中芳香环数的平均数量。 7.煤的挥发分受哪些因素的影响？ 答：测定条件：如加热温度、时间、速度，加热炉的大小、形状等；煤化程度：煤的挥发分随煤化程度的提高而下降；成因类型和煤岩组分，腐植煤的挥发分大于腐泥煤，煤岩组分中各类挥发分壳质组>镜质组>惰质组；矿物质，8. 煤分子结构理论的主要观点有哪些？P46 答：⑴煤是三维空间高度交联的非晶质的高分子缩聚物⑵煤分子基本结构单元的规则部分⑶煤分子基本结构单元的不规则部分⑷连接基本结构单元的桥键⑸氧、硫和氮的存在形式⑹低分子化合物⑺煤化程度对煤结构的影响
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)
水泥的化学成分与水化原理
二. 水泥的化学成分与水化原理 2.1 硅酸盐水泥的定义： 把适当成分的“生料”如：石灰石、白玺、粘土等，在窑里煅烧至部分熔融，得以硅酸盐为主要成分的水泥“熟料”；再掺入一定比例的石膏与矿渣或火山灰、粉煤灰等混合料一起磨成细粉，即成硅酸盐水泥。随着原料种类的不同和各成分比例不同及混合料的不同种类掺入，就形成不同品种的硅酸盐水泥。在国外就叫“波特蓝”水泥。 2.2硅酸盐水泥熟料的化学成分与性能： 2.2.1 硅酸盐水泥熟料中的几种主要化学成分： 硅酸盐水泥熟料的典型化学成分含量见如下附表《1》：% CaO(一氧化钙) SiO 2(二氧化硅) AI 2 O 3 (三氧化二铝) Fe 2O 3 (三氧化二铁) MgO(氧化镁) SO 3 （氧化硫） Na 2O（氧化钠） K 2 O（氧化钾） TiO 2 （氧化钛） Mn 2 O 3 （氧化锰） P 2 O 5 （氧化磷） 另外也可能含有极少量的其他杂质。水泥熟料中各氧化物的含量对水泥的性质有很大影响： 2.2.1.1 CaO(一氧化钙)：是水泥熟料中最主要的成分。在水泥熟料煅烧过程中 与其他酸性氧化物(如：SiO 2、AI 2 O 3 、Fe 2 O 3 等)化合反应生成C 3 S、C 2 S、C 3 A、C 4 AF(见 下面第2.3条)等矿物复盐活性化合物。经煅烧未被化合的CaO称为“游离钙”。在水泥中单独存在的“游离钙”,其水化反应不能在水泥硬化过程中完成，而是
在水泥硬化后才能与水化合生成Ca(HO) 2 并在水化过程中发生体积膨胀，降低混凝土的内应力甚至破坏混凝土结构。其含量多、少是影响水泥安定性的重要原因之一。因此国家标准中要求水泥熟料内CaO含量不得超过1%。 2.2.1.2 SiO 2(二氧化硅)：也是水泥熟料所含主要成分之一。SiO 2 经过煅烧可 与CaO进行化合反应，生成C 3S和C 2 S矿物，是影响水泥强度的主要成分之一。 如果SiO 2含量低，水泥熟料中硅酸盐矿物成分少，水泥强度就低；但SiO 2 含量 高时，虽然水泥后期强度有显著提高并使其抗硫酸盐侵蚀性能增强，但水泥凝结速度和早期强度增进率都会变慢。SiO 2 含量不仅影响水泥性能，同时对水泥熟料的煅烧也有影响。其含量少时，熟料煅烧会结大块，影响操作；但其含量大时，会使熟料烧成困难，易于“粉化”。 2.2.1.3 AI 2O 3 (三氧化二铝)：在水泥熟料的煅烧过程中，它与CaO和Fe 2 O 3 可化 合生成C 3A或C 4 FA。当其含量高时可使水泥的凝结及硬化速度变快，但后期强度 增长缓慢，并使水泥的抗硫酸盐性能降低。原因是C 3 A与硫酸盐化合反应生成硫 铝酸盐(钟乳石)，易溶于水而造成水泥石的破坏。同时C 3 A含量高的水泥水化热高，放热速度也快，不适用于大体积混凝土和抗硫酸盐混凝土。 2.2.1.4 Fe 2O 3 (三氧化二铁)：经煅烧可与CaO和AI 2 O 3 化合生成C 4 AF。在水泥生 料中增加氧化铁含量，能降低水泥熟料的煅烧温度。但含量高时会使水泥的凝结过程和硬化过程变慢(缓凝)，后期强度仍能长期增长，并能增强水泥的抗硫酸盐侵蚀性能。 2.2.1.5 MgO(氧化镁)：是水泥原料中的不良杂质(后述)。 2.2.1.6 SO 3(硫酐)：水泥中的SO 3 仅少部分来自水泥熟料，大部分是在水泥熟 料磨细时掺入的石膏(CaSO 4 )。适量的石膏，可有利于调节水泥凝结时间；但含量过多时，会破坏水泥的体积安定性。 2.2.1.7 K 2O、Na 2 O (碱分)：即氧化钾、氧化钠，在水泥中是有害成分，能导 致水泥凝结时间变换不定；也能引起水泥石的表面风化(起霜)。若混凝土骨料内含有碱分时，混凝土将出现“碱骨料反应”。若水泥中含有碱分，即使骨料内不含碱分，水泥中的碱分也会与骨料中的酸性物质反应，在混凝土内部引起膨胀(碱集料反应)。 2.2.1.8 TiO 2(氧化钛)：一般含量很少，不超过0.3%。少量TiO 2 可促进熟料的 很好结晶。 2.2.1.9 Mn 2O 3 (氧化锰)：一般含量很少，也未发现其对水泥有何不良影响。 2.2.1.10 P 2O 5 (磷酐)：在水泥中含量极微小，若含量能达到1～2%时，能起到 显著的缓凝作用。 2.3 水泥熟料中的矿物成分：
水泥水化反应公式
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
【揭秘混凝土】第25篇：水化反应究竟需要多少水
【揭秘混凝土】第25篇：水化反应究竟需要多少水 水泥必须与水发生水化反应才能产生强度。如果水少了，水化反应无法充分进行，水泥石中会有大量没有水化或水化不充分的矿物颗粒，影响强度。但如果水多了，对水泥石的强度和耐久性都会产生负面影响。随着水化反应的进行，拌合物中最初被水占据的空间逐步会被水化生成物填充。但如果用水量超过水泥用量的35%（重量比）（水灰比为35%）时，水化生成物就不能将拌合水所占据的空间全部填充，而会留下一些孔隙。 如图1所示，这两个试件中的水泥用量完全相同，但水灰比不同。当将可蒸发的水全部蒸发后，两个试件的重量完全相同。从图中可见，尽管两个试件的重量相同，但体积相差很大。原因就是在水化过程中相同重量的水泥结合的水量是相同的，因此水灰比越大，剩余水就越多，这些剩余水被蒸发掉之后，留下的孔隙就越多，试件的体积也就越大。 在水泥石中，水基本上是以自由水和结合水的形式存在。自由水是指那些没有参与水化反应的拌合水。结合水是指与水泥基材料发生水化反应而成为固体水化物一部分的化学结合水和那些被吸附在固体颗粒表面的物理吸附水。化学结合水和物理吸附水是很难被明确区分开的，因此有科学家用“可蒸发水”和“不可蒸发水”来区分水泥石中的水。 “可蒸发水”是指将水泥石加热到105摄氏度时，能够从中蒸发出来的水。“不可蒸发水”是指在这个温度下仍然存留在水泥石中的水。其实，一部分结合水在这样的温度下也是可能被蒸发出
来的。因此，“可蒸发水”既包括全部的自由水，也包括部分结合水。换句话说，“不可蒸发水”都是结合水，而结合水不一定都是“不可蒸发水”。 普通硅酸盐水泥材料中不同组分充分完成水化反应后，其生成物中“不可蒸发水”的含量是不同的。或者说，不同组分进行充分水化反应的需水量是不同的。详见表1： 从表1中可以看出，普通硅酸盐水泥组分中，铝酸三钙和铁铝酸四钙充分完成水化反应需水量最大，水灰比接近40%。考虑到普通硅酸盐水泥中的硅酸三钙和硅酸二钙的含量占到绝大部分，因此充分完成水化反应所需的水灰比要远小于40%，一般仅为22%--25%。
硅酸盐水泥的水化和硬化
第七章硅酸盐水泥的水化和硬化 第一节硅酸盐水泥熟料的形成 一、硅酸盐水泥熟料的形成 水泥熟料矿物为什么能与水发生反应？主要原因是： 1. 硅酸盐水泥熟料矿物结构的不稳定性，可以通过与水反应，形成水化产物而 达到稳定性。造成熟料矿物结构不稳定的原因是：<1) 熟料烧成后的快速冷却，使其保留了介稳状态的高温型晶体结构；<2) 工业熟料中的矿物不是纯的C,S,CZS 等，而是Alite 和Belite 等有限固溶体；(3) 微量元素的掺杂使晶格排列的规律性受到某种程度的影响。 2. 熟料矿物中钙离子的氧离子配位不规则，晶体结构有“空洞”，因而易于起 水化反应。例如,C,S 的结构中钙离子的配位数为 6 ，但配位不规则，有 5 个氧离子集中在一侧而另一侧只有 1 个氧离子，在氧离子少的一侧形成“空 洞”，使水容易进入与它反应。户CZS 中钙离子的配位数有一半是 6 ，一半是8 ，其中每个氧离子与钙离子的距离不等，配位不规则，因而也不稳定，可以水化，但速度较慢。 C 3A 的晶体结构中，铝的配位数为 4 与6, 而钙离子的配位数为 6 与9 ，配位数为9 的钙离子周围的氧离子排列极不规则，距离不等，结构有巨大的“空洞”，故水化很快。C,AF 中钙的配位数为10 与 6 ，结构也有“空洞”，故也易水化。有些矿物如Y-CZS 和CZ AS 几乎是惰 性的，主要是钙离子的配位有规则的缘故．例如： Y-CZS 中钙离子的氧配位为 6 ， 6 个氧离子等距离地排列在钙离子的周围，形成八面体，结构没有“空洞”，因此不易与水反应。这里要特别指出，水化作用快的矿物，其最终强度不一定高。例如,C,A 水化快，但强度绝对值并不高，而户CZS 虽然水化慢，但最终强度却很高，因为水化速度只与矿物水化快慢有关，而强度则与浆体结构形成有关。 二、熟料单矿物的水化 （一）硅酸三钙的水化 硅酸三钙在水泥熟料中的含量约占50 ％，有时高达60 ％，因此它的水化作用、产物及其所形成的结构对硬化水泥浆体的性能有很重要的影响硅酸三钙在常温下的水化反应，大体上可用下面的方程式表示： 3Ca0 。SiOz ＋nHzO ＝xCaO ．SiOz ．yHzO ＋（3-x ）Ca (OH ）z 简写为： C 3 S ＋nH=C-S-H ＋（ 3 一 x)CH 上式表明，其水化产物为C-S-H 凝胶和氢氧化钙，C-S-H 有时也被笼统地称之为水化硅酸钙，它的组成不定（其字母之间的横线就表示组成不定），其Ca0/Si0 ：分子比（简写成C/S) 和H20/SiO2 分子比（简写为H/S ）都在较大范围内变动。C-S-H 凝胶的组成与它所处的液相的Ca (OH) ：浓度有关，如图1-7-1 所示。当溶液的CaO 浓度小于lmmol/L(0. 06g /L) 时，生成氢氧化钙和硅酸凝胶。当溶液的CaO 浓度小于 1 一2mmo1/L (0. 06 一 0. 112g /L ）时，生成水化硅酸钙和硅酸凝胶。当溶液的CaO 浓度为2-20mmo1/L (0. 112-1-12 g/L) 时，生成C/S 比为0. 8 一 1 ． 5 的水化硅酸钙，其
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↑
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: ?? ??
硅酸盐水泥的技术要求
硅酸盐水泥的技术要求 1、细度：水泥颗粒越细，比表面积越大，水化反应越快越充分，早期和后期强度都较高。国家规定：比表面积应大于300平方米/千克，否则为不合格。 2、凝结时间：为保证在施工时有充足的时间来完成搅拌、运输、成型等各种工艺，水泥的初凝时间不宜太短；施工完毕后，希望水泥能尽快硬化，产生强度，所以终凝时间不宜太长。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于390分钟。 3、体积安定性：水泥浆体在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性称为体积安定性。如果体积变化不均匀即体积安定性不良，容易产生翘曲和开裂，降低工程质量甚至出现事故。引起体积安定性不良的原因有：（1）水泥石中含有过多的游离氧化钙和游离氧化镁。它们属于过火的氧化钙和氧化镁，熟化很慢，在水泥凝结硬化后才逐渐熟化，熟化时体积膨胀，使已硬化的水泥产生开裂和翘曲。（2）石膏掺量过多，在硬化的水泥石中，石膏继续与水化铝酸钙作用，产生很大的膨胀性，引起水泥石开裂。 4、强度与标号：硅酸盐水泥的强度主要取决于水泥熟料矿物的比例和水泥的细度。根据3天和28天的抗折强度和抗压强度将硅酸盐水泥分为42 5、525、625、725等四个标号。 2、凝结时间：为保证在施工时有充足的时间来完成搅拌、运输、成型等各种工艺，水泥的初凝时间不宜太短；施工完毕后，希望水泥能尽快硬化，产生强度，所以终凝时间不宜太长。硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45分钟，终凝时间不得迟于390分钟。 3、体积安定性：水泥浆体在凝结硬化过程中，体积变化的均匀性称为体积安定性。如果体积变化不均匀即体积安定性不良，容易产生翘曲和开裂，降低工程质量甚至出现事故。 硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥有哪些强度等级 水泥强度等级是按规定龄期(3d、28d)的水泥标准试块的抗压强度和抗折强度划分的。 水泥强度等级值是水泥标准试块28d抗压强度(MPa)的数值，例如：水泥标准试块28d抗压强度值为42.5MPa，则其强度等级为42.5。某一强度等级水泥同时要达到规定抗压强度与抗折强度。如果其中一项小于规定值，则水泥应降低一级使用，例如：普通水泥52.5强度等级，3d抗压强度达不到22MPa，则应降为42.5强度等级使用。 硅酸盐水泥分42.5R、52.5、52.5R、62.5、六个强度等级，各强度等级水泥各龄期强度列表硅酸盐水泥各龄期强度列表1-1。 硅酸盐水泥各龄期强度值表1—1 水泥强度等级抗压强度（MPa）抗折强度(MPa) 3d 28d 3d 28d