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1、试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）沈业青沈业青材料化学教研室材料化学教研室College of Chemistry and Materials ScienceAnhui Normal University2007-4-1试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）一、理论讲解一、理论讲解二、试验演示二、试验演示三、试验结果与分析三、试验结果与分析试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）一、理论讲解一、理论讲解1、硅酸盐水泥组成、硅酸盐水泥组成2、硅酸盐水泥水化、硬化、硅酸盐水泥水化、硬化3、硅酸盐水泥技术指标、硅酸盐水泥技术指标试验
2、试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）一、理论讲解一、理论讲解 1、硅酸盐水泥组成、硅酸盐水泥组成 高温煅烧的熟料是水泥成分的主要部分，硅酸盐高温煅烧的熟料是水泥成分的主要部分，硅酸盐 水泥熟料主要成分为水泥熟料主要成分为C3S，C2S，C3A和和C4AF。2、硅酸盐水泥水化、硬化、硅酸盐水泥水化、硬化1）水泥水化）水泥水化 经过高温煅烧形成的熟料矿相处于高能经过高温煅烧形成的熟料矿相处于高能态，结构不稳定，在水分子（极性分子）的态，结构不稳定，在水分子（极性分子）的作用下，简洁发生一系列困难的物理化学反作用下，简洁发生一系列困难的物理化学反应，即水化反应，简称水化。应，即水
3、化反应，简称水化。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）水化过程：水化过程：水泥加水后，水泥加水后，C3S、C3A、C4AF均很快水化，同时石均很快水化，同时石膏膏快速溶解，形成快速溶解，形成 Ca(OH)2与与 CaSO4 的饱和溶液，水化产物的饱和溶液，水化产物首先出现六方板状的首先出现六方板状的Ca(OH)2与针状的钙矾石相以及无定与针状的钙矾石相以及无定形的形的C-S-H。由于不断生成钙矾石，。由于不断生成钙矾石，SO42-不断削减，继而不断削减，继而形成形成AFm相及相及C-A-H晶体。晶体。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）C2S 的
4、水化速度最慢，水化过程近似于的水化速度最慢，水化过程近似于C3S水化。随水化。随着水化龄期增加，各种水化产物持续增多，水化反应速度着水化龄期增加，各种水化产物持续增多，水化反应速度减慢，但反应会始终持续下去，几十年后都有可能检测到减慢，但反应会始终持续下去，几十年后都有可能检测到反应的发生。反应的发生。硅酸盐水泥主要水化产物为硅酸盐水泥主要水化产物为C-S-H凝胶、凝胶、AFt相和相和AFm相、氢氧化钙、水化硫铁铝酸钙凝胶等。相、氢氧化钙、水化硫铁铝酸钙凝胶等。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）2）水泥硬化）水泥硬化 水泥加水水泥加水水化溶胶水化溶胶Ca(OH)2等产
5、物（表现等产物（表现出流淌性和可塑性）出流淌性和可塑性）渐渐失去流淌性，而渐渐失去流淌性，而具有可塑性具有可塑性失去可塑性（凝胶）即为凝合失去可塑性（凝胶）即为凝合产生确定的机械强度并渐渐上升，即为硬产生确定的机械强度并渐渐上升，即为硬化。化。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）水化是凝合硬化的前提，而凝合硬化则是水化是凝合硬化的前提，而凝合硬化则是水化的结果。从整体上看，凝合与硬化只是同水化的结果。从整体上看，凝合与硬化只是同一过程的不同阶段，其区分只是凝合标记着浆一过程的不同阶段，其区分只是凝合标记着浆体失去流淌性，而具有确定的塑性强度，硬化体失去流淌性，而具有确定
6、的塑性强度，硬化则表示浆体固化后产生确定的机械工业强度。则表示浆体固化后产生确定的机械工业强度。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）凝合硬化过程中体系结构的变更：凝合硬化过程中体系结构的变更：第一阶段：初凝时间内，晶体太小，不能连接成网状结构，第一阶段：初凝时间内，晶体太小，不能连接成网状结构，水泥浆成塑性状态，孔隙率大。水泥浆成塑性状态，孔隙率大。其次阶段：大约从初凝到其次阶段：大约从初凝到24小时为止，水化起先加速，连小时为止，水化起先加速，连接成网状结构，随着水化物的接着增多，孔隙率明显削接成网状结构，随着水化物的接着增多，孔隙率明显削减，网状结构不断致密，强度不
7、断增长。减，网状结构不断致密，强度不断增长。第三阶段：第三阶段：24小时后到水化结束，孔隙率不断减小，结构小时后到水化结束，孔隙率不断减小，结构致密，强度增加。致密，强度增加。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）3）水泥水化硬化浆体组成与结构）水泥水化硬化浆体组成与结构 组成组成 C-S-H：70%Ca(OH)2：20%AFm、AFt：7%未水化残留物和其它微量组份：未水化残留物和其它微量组份：3%试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）w水化硬化浆体由两部分构成：水化硬化浆体由两部分构成：w 水化产物胶粒网状结构及胶孔内的水；水化产物胶粒网状结构及
8、胶孔内的水；w 较大的毛细孔及孔中水分。较大的毛细孔及孔中水分。w水化硬化浆体组成、结构水化硬化浆体组成、结构w 由水化产物、残存熟料、孔隙及孔隙中的水和空由水化产物、残存熟料、孔隙及孔隙中的水和空气组成，外观类似于自然石材，称为水泥石。气组成，外观类似于自然石材，称为水泥石。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）4）影响硅酸盐水泥水化硬化主要因素）影响硅酸盐水泥水化硬化主要因素 熟料矿物组成与结构的影响熟料矿物组成与结构的影响 细度的影响细度的影响 养护龄期养护龄期 养护温湿度的影响等。养护温湿度的影响等。试验
9、试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）3 硅酸盐水泥的主要技术性质硅酸盐水泥的主要技术性质 1）细度）细度 2）凝合时间）凝合时间3）体积安定性）体积安定性4）标准稠度需水量）标准稠度需水量5）强度及其等级）强度及其等级6）水化热等）水化热等二、试验演示二、试验演示 比照试验设备在试验现场完成。比照试验设备在试验现场完成。三、试验结果与分析三、试验结果与分析 对上次制备的水泥，结合本试验内容接受对上次制备的水泥，结合本试验内容接受ISO法表征水泥力法表征水泥力学性能，依据要求对试验数据进行取舍，联系设学性能，依据要求对试验数据进行取舍，联系设计的熟料组成、计的熟料组成、结构与制备工艺基本原理对数据结果进行析与探结构与制备工艺基本原理对数据结果进行析与探讨。讨。有爱好的同学可以课外自己完成制备的水泥有爱好的同学可以课外自己完成制备的水泥其他性能分析测试。其他性能分析测试。试验试验 水泥胶砂强度检验（水泥胶砂强度检验（ISO法）法）