C3S：硅酸三鈣(50~70%)C2S：硅酸二鈣(18~30%)C3A：鋁酸三鈣(5~12%)C4AF：鐵鋁酸四鈣(5~8%)其中：硅酸鈣占70%以上另外還有石膏相（CaSO4）和游離氧化鈣（f-CaO）和堿相（K2O＋Na2O）等。硅酸鹽水泥熟料的礦物組成《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!1、C3S和C2S一、C3S、C2S和C3A的水化產(chǎn)物及特性(1)化學反應C-S-H凝膠屬無定形體，不能用固定式表示?！禖S水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!(2)C3S和C2S的水化產(chǎn)物《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!C-S-H凝膠的分類：無確定組成，無定形的材料，產(chǎn)物的生成形態(tài)多變(4種)。微觀結構名稱形貌名稱形成時間未名物開始幾天Ⅰ型C-S-H(針狀)擴散控制階段外部(產(chǎn)物)基體質早期產(chǎn)物Ⅱ型C-S-H(網(wǎng)狀)誘導期期間內部(產(chǎn)物)顯粒子Ⅲ型C-S-H(等大或扁平)中間階段，開始2-3周后期產(chǎn)物Ⅳ型C-S-H(球狀)后階段，幾周-幾個月《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!水泥水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的pH臨界值C-S-HC-A-HAFt、AFmCH鋼筋鈍化膜10.411.410.712.2311.5A、CH的作用是水泥石的主要組成，是維持水泥石堿度的重要組成，是其他水泥水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的重要前提。《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!石膏存在：C3A＋3CSH2(石膏)＋26H＝C6AS3H32

鈣礬石(AFt)

石膏不足：C6AS3H32＋2C3A＋4H＝3C4ASH12

單硫型硫鋁酸鹽(AFm)2、C3A(1)化學反應《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!需要掌握的知識1、C3S、C2S與C3A的水化產(chǎn)物及特性；

2、C3S、C2S與C3A水化特性的區(qū)別；3、C3S的水化過程。AFm：六方薄板狀或不規(guī)則花瓣狀AFm√

AFmAFm《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!2、

放熱量C3A＞C3S＞C4AF＞C2S(特別是早期)思考題：如何設計低水化熱硅酸鹽水泥？？？？？大體積混凝土冰《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!4、

耐化學侵蝕性C4AF＞C2S＞C3S＞C3A5、

體積收縮C3A＞C3S＞C4AF＞C2S需要掌握的知識1、C3S、C2S與C3A的水化產(chǎn)物及特性；

2、C3S、C2S與C3A水化特性的區(qū)別；3、C3S的水化過程?！?/p>

《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!利用量熱計來測量C3S加水后的水化放熱反應用分析化學方法測定C3S漿體中液相內的[Ca2+]的濃度和pH值用電子顯微鏡觀察水化產(chǎn)物的生成形態(tài)三、C3S的水化過程1、研究方法《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!硬化漿體的性能與水化早期漿體結構形成密切相關，誘導期的終止時間與漿體的初凝時間相關，而終凝大致發(fā)生在加速期的終止階段。人們對于C3S早期水化進行的大量研究，主要是圍繞著形成誘導期的本質這個關鍵問題進行的。3、C3S的水化誘導期產(chǎn)生機理《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!但20世紀80年代，人們用電子光學能譜儀觀察，發(fā)現(xiàn)C3S整個表面受水侵蝕的情況并不是均勻的，需要經(jīng)過一段時間才發(fā)育出可以觀察到的水化產(chǎn)物，致使保護膜理論受到懷疑。《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!

但由于C3S仍在緩慢水化而使溶液中CH濃度繼續(xù)增高，當達到一定的過飽和度時，CH析晶，雙電層作用減弱和消失，因而促進了C3S的溶解，這時誘導期結束，加速期開始?！禖S水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!H.F.W.Taylor教授認為：后期水化不是通過離子在溶液中擴散，而是通過離子在固體中的移動和重排來實現(xiàn)。

H+由液相進入內C-S-H，遷移至界面區(qū)，直至未水化的C3S表面，使硅酸鹽離子質子化；界面區(qū)的Ca2+和Si4+向外遷移進入液相，參與沉淀反應，外產(chǎn)物繼續(xù)形成。界面區(qū)獲得H+，失去Ca2+和Si4＋，原子重新排列后形成C-S-H凝膠，界面不斷內移?！禖S水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!占水泥水化產(chǎn)物的70%；結晶度很差，是各維度上都非常細小的，屬于膠體尺寸范圍(小于1微米)的粒子組成。其是水泥基材料強度的來源和耐久性的保障。C-S-H凝膠《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!Ca(OH)2/CH鈣氧占漿體固體體積的20%~25%。層狀結構、結構層內為離子鍵，結構層之間為氫鍵，片狀晶體。由于CH的結構和形狀，決定了它對水泥石的強度貢獻很少。其層間較弱的聯(lián)結，可能是水泥石受力時裂縫的發(fā)源地和侵蝕離子的快速通道。《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!屬于層狀結構，易于產(chǎn)生層狀解理，大量存在于集料與水泥石的界面，影響混凝土的強度和耐侵蝕性能(抗鋼筋銹蝕性能、抗碳化性能、抗溶蝕性能、體積變形性能等密切相關)，被視為混凝土中的“薄弱環(huán)節(jié)”。B、CH的不利影響《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!AFtAFt：針棒狀晶體(2)C3A的水化產(chǎn)物AFt的形成常常伴隨著明顯的體積膨脹，水化期間，控制AFt的形成，由此產(chǎn)生的膨脹是補償收縮水泥的基本原理C-S-HAFtCH《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!1、

水化速度C3A＞C4AF＞C3S＞C2S

(24h：大約有65%的C3A水化，C3S水化50%左右)二、C3S、C2S與C3A水化的比較《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!3、

抗壓強度C3S＞C2S＞C3A＞C4AF在水泥混凝土中作用：C3S早期強度來源；C2S后期強度來源?！禖S水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!硅酸鹽水泥的礦物組成中，C3S的質量分數(shù)占50-70%，是水泥的主要礦物，研究C3S的水化，可以模擬或指導水泥的水化。這也是科學研究中常用的研究方法（層析法）。水泥化學家把C3S水化模型作為水泥水化的模型?！禖S水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!2、C3S的水化過程誘導前期：加水后立即發(fā)生急劇化學反應，但持續(xù)時間較短，在15min.內結束。誘導期：反應速率極其緩慢，持續(xù)2~4h（水泥漿體保持塑性）。初凝時間基本相當于誘導期的結束。加速期：反應重新加快，反應速率隨時間而增大，出現(xiàn)第二個放熱峰。在達到峰頂時本階段即告結束（4~8h），此時終凝時間已過，水泥石開始硬化。減速期：水化衰減期，反應速率隨時間下降的階段（12~24h），水化作用逐漸受擴散速率控制。穩(wěn)定期：反應速率很低，反應過程基本趨于穩(wěn)定，水化完全受擴散速率控制。《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!C3S在水化初期形成的水化物的Ca/Si高，逐漸在未水化的C3S周圍形成一個致密的保護膜層，從而阻礙了C3S的進一步水化，使放熱速率變慢，Ca2+向液相中溶出的速率降低，并導致誘導期開始。當初始水化物由于相變等原因轉化為滲透性較好的二次水化物時，致使保護層區(qū)的滲透率提高，因而水及溶出離子又逐漸通過膜層而使水化速率加快，導致誘導期結束而進入加速期。（1）保護膜假說（H.N.Stein等）《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!（2）富硅雙電層和Zeta電位理論(Skalny&Young)當C3S與水接觸后在C3S表面有晶格缺陷的部位即發(fā)生水解，使Ca2+和OH-進入溶液，溶液中的Ca2+被該表面吸附而形成雙電層，它導致C3S溶解受阻而出現(xiàn)誘導期。在C3S粒子表面形成一個缺鈣的富硅層《CS水化特性》課件共26頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!C3S的中期水化