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水泥理论知识大全

发布时间:2024-04-04 作者:admin 来源:讲座

2024年4月4日发(作者:)

水泥理论知识大全

1.孔隙学:研究孔结构和孔特征的理论。

2.天然矿物材料:指可供作为材料直接使用的,由自然地质作用所形成的单矿物材料、单种矿物集合体材料、多种矿物集合体所构成的岩石材料。

3.固相反应:在生产煅烧过程中,碳酸钙分解的组分与粘土分解的组分通过质点的相互扩散而进行的反应。

4.石灰饱和系数:熟料中全部SiO2生成C3S和C2S所需的CaO含量与全部SiO2生成C3S所需CaO最大含量的比值。

5.耐火材料:用于热工设备中能够抵抗高温作用的结构部件和高温容器的无机非金属材料和制品,也包括天然矿物和岩石。

6.镁质胶凝材料:由磨细的苛性苦土(MgO)和苛性白云石(MgO和CaCO3)为主要组成的一种气硬性胶凝材料。

7.镁水泥:用MgCl2溶液调制成的镁质胶凝材料即为氯氧镁水泥,简称镁水泥。

8.风化:岩石在大气、水、介质等共同联合作用下发生破坏和化学分解等现象。

9.激发剂:能促使矿渣自身呈现其胶凝能力的外加物称为激发剂。

10.碳酸钙分解温度:550℃时开始分解,800-850℃时分解加快,到898℃时分解压力达到0.1MPa通常就把这个温度作为碳酸钙的分解温度。

11.硅率:表示熟料中SiO2含量与Al2O3与Fe2O3含量之和的质量比值。SM=SiO2/Al2O3+Fe2O3。

12.铝率:表示熟料中Al2O3与Fe2O3含量的质量比。IM= Al2O3/Fe2O3。

13.形态学:研究材料组成相的几何形状及其变化,进一步研究他们与生产工艺及材料性能间关系的科学。

14.触变性:指某些胶体体系在外力作用下,流动性暂时增加,外力除去后,具有缓慢的可逆复原的性能。

15.水化速率:单位时间内水泥的水化程度和水化深度。

16.宾汉姆体:在研究弹-塑-粘性物体变形过程中,当所施加的外力较小,它所产生的剪应力小于极限剪应力或屈服应力时,物体将保持原状不发生流动,而当剪应力超过屈服应力时,物体就产生流动,这类物体叫宾汉姆体。

17.网络形成剂:单键强度>335kJ/mol的氧化物能单独形成玻璃。

18.网络调整剂:单键强度<250kJ/mol的氧化物不能单独形成玻璃,但能改变网络结构,处在网络之外,称网络调整剂。

19.耐火度:表示材料抵抗高温作用而不熔化的性能。

20.化学收缩:水泥浆体在水化过程中,水泥水体系的总体积发生缩小的现象。

21.自收缩:自由干燥引起的物理收缩由于化学收缩而引起的自干燥进而引起的物理收缩。

22.水化程度:指某一时刻水泥发生水化作用的量和完全水化的量的比值。

23.胶空比:水化水泥在水泥石体积中对孔隙填充的程度。

24.最可几孔径:水泥石中出现几率最大的孔径。

25.流变学:研究物体中的质点因相对运动而产生流动和变形的科学。

26.假凝:指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。

27.荷重软化温度:表示制品对高温和荷重的共同作用的抵抗能力。

28.玻晶比:玻璃相含量和结晶相含量的比值。

29.火山灰质混合材:凡是天然的或人工的以氧化铝、氧化硅为主要成分的矿物质材料,本身磨细加水拌和并不硬化,但与气硬性石灰混合后再加水拌和,则不但能在空气中硬化,而且能在水中继续硬化者称为火山灰质混合材。

30.阿利特(A矿):水泥中的硅酸三钙一般不是以纯C3S形势存在,而是含有氧化镁和氧化铝的C3S固溶体。

贝利特(B矿):在水泥熟料烧成过程中形成硅酸二钙,常常含有少量杂质如氧化铁、氧化钛等的C2S固溶体。

才利特(C矿):C4AF铁铝酸四钙的固溶体。

31.石膏的相组成有哪些?石膏工艺理论基础是什么?

相组成:在CaSO4-2H2O系统中一般公认的石膏相有五种形态、七个变种。它们是:二水石膏(CaSO4·2H2O); α型与β型半水石膏(α-、β-CaSO4·1/2H2O);α与βⅢ型硬石膏(α、β-CaSO4Ⅲ);Ⅱ型硬石膏;Ⅰ型硬石膏。

理论基础:将二水石膏加热使之部分或全部脱去水分,以制备不同的脱水石膏相;将

脱水石膏再水化,使之再生成二水石膏并形成所需的硬化体。

32.什么是岩石的风化?风化的破坏过程是怎样的?防风化的措施有哪些?

岩石的风化是指岩石在大气、水和生物等外来介质的长期联合作用下发生破坏或化学分解等现象。

风化过程:存积的雨水接触岩石通过毛细孔作用在岩石内上升到人高度,并将溶解成分带走,溶解成分在水分蒸发时结晶在外表示上形成外结皮,同时在表面内部形成內结皮;在內结皮的后面形成受损区,其与无损区形成一个界面区,在受损区胶结物质被破坏,石英颗粒间的结合变得疏松了,当结皮剥落后,受损区会掉砂。接着开始下一个蒸发—结皮循环。

措施:①磨光表面以免表面积水②用有机硅喷涂表面③用氟硅酸镁溶液处理表面,以免侵蚀性介质渗入。

33.石灰的水化特点有哪些?石灰水化体积膨胀的原因是什么?

特点:①水化热高②需水量大③体积膨胀

原因:①水化过程中物质的转移②孔隙体积增量

34.影响石灰碳酸化速率的因素有哪些?如何影响?

①CO2浓度:碳酸化反应,只是在有水的存在下才能进行,当使用干燥CO2作用于完全干燥的石灰水化物粉末时,碳酸化作用几乎不进行

②溶解石灰的浓度:向石灰掺入能提高石灰溶解度的外加剂,可加速碳酸化反应

③液-气界面的大小:使材料具有最适宜的湿度,可以增大液-气界面,从而加速碳酸化过程。

35.水泥石碳化收缩的原因是什么?影响碳酸化速率的因素有哪些?如何影响?

原因:①由于空气中的CO2与水泥石中的水化物,特别是与Ca(OH)2的不断作用,引

起水泥石结构的解体所致。②CO2与水化物的互相作用又必须在一定温度下才能进行

影响因素:①湿度②CO2的浓度③Ca(OH)2含量④孔径分布⑤温度的影响

如何影响:①湿度下降,碳化收缩值增大,湿度为50~55%时,碳化收缩值达到最大,之后碳化收缩值又减小,当相对湿度大约低于25%时,碳化收缩停止②CO2浓度越高,碳化收缩越大③Ca(OH)2含量越大,碳化越厉害。

36.膨胀水泥最常用的膨胀源是什么?膨胀机理是什么?

常用膨胀源:钙矾石

机理:①钙矾石形成的孔,孔径在0.2~0.8um间,典型的钙矾石形成孔径的孔的数量明显增多②结晶水经附水的量增加从而引起膨胀

37.C3S的水化过程分为哪几个阶段,其中诱导期的形成和结束的原因是什么?

阶段:Ⅰ诱导前期. Ⅱ诱导期. Ⅲ加速期. Ⅳ减速期. Ⅴ稳定期

原因:C3S在水化期形成的水化物逐渐在未水化的C3S周围形成一个较密实的保护膜层,从而阻碍了C3S的进一步水化,使放出速率变慢,以及Ca2+向液相中溶出的速率降低,并导致诱导期开始,当初始水化物由于相变等原因致使保护层区的渗透率提高,因而水及溶出离子又逐渐通过膜层而使水化率加快,致使诱导期结束。

38.水泥熟料矿物具有胶凝性的本质与条件是什么?熟料水化矿物水化的实质是什么?

条件:①酸盐水泥熟料矿物的水化反应活性,取决于其结构的不稳定性和结构中存在活性阴离子;②其能否形成足够数量的稳定的水化物,以及这些水化物能否彼此连生并形成网状结构;③胶凝材料硬化并形成人造石的另一个先决条件是能否形成数量稳定的水化物,以及这些水化物能否彼此连生并形成网络结构,这一点主要决定液相的过饱和度以及其延续时间。

实质:活性阳离子在水介质的作用下与极性离子OHˉ或极性水分子互相作用进入溶

液使熟料矿物溶解和解体。

39.水介质对水泥石侵蚀作用可分为哪几类?其中淡水侵蚀和硫酸盐侵蚀的破坏机理各是什么

第一类:淡水侵蚀 机理:在流水的作用下,水泥石中的氢氧化钙会逐渐被溶出,液相中的石灰浓度降低,引起水化硅酸盐及铝酸盐分解,最后导致水泥石的破坏。

第二类:离子交换侵蚀

第三类:硫酸盐侵蚀 机理:侵蚀性介质与水泥石互相作用并在混凝土的内部气孔和毛细管内形成难溶的盐类时,如果这些盐类结晶逐渐积聚长大,体积增加,使混凝土内部产生又还应力,可以导致水泥石与混凝土结构的破坏。

40.形成水泥熟料的物化过程分为哪几个阶段?窑外分解技术的主要特点?

阶段:①生料的干燥与脱水 ②CaCO3分解 ③固相反应 ④液相的形成与熟料的烧结

⑤熟料的冷却

特点:把大量吸热的CaCO3分解反应从窑内传热速率较低的区域移到悬浮预热器与回转窑之间的分解炉中进行,不仅热耗大大降低,而且产量也成倍的增加。

41.中低热水泥的矿物组成要求和水化热影响因素有哪些?

组成要求:对于中热水泥,熟料中C3A含量不得超过6%,C3S含量不得超过55%对于低热矿渣水泥则限制C3A含量不超过8%,熟料中MgO含量不得超过5%,SO3含量不得超过8%

水化热影响因素:矿物组成、颗粒细度、混合材的掺入

42.简述铝率(SM)的含义及其对熟料烧成和矿物组成的影响?

含义:IM=Al2O3/Fe2O3 表示熟料中SiO2含量与Al2O3、Fe2O3含量之和的质量比值。

影响:铝率高,熟料中C3A多,但C4AF就较少,则液相粘度大,物料难烧;铝率低,虽然液相粘度较小,液相中质点较易扩散,对C3S形成有利,但烧结范围变窄,窑内易结大块,不利于窑的超控。

43.矿渣结构可以分为哪几个层次?各层次的结构参数与矿渣活性有什么关系?

第一结构层次:将矿渣视为一个整体,并将其结构粗略地视为由玻璃相和结晶相组成结构参数为玻晶比,玻晶比越大,矿渣的水硬活性越高

第二结构层次:矿渣中玻璃相的结构,结构参数为网络调整剂和网络形成剂的比值,该比值提高,矿渣玻璃相的水硬活性增加

第三结构层次:玻璃相的网络结构,结构参数为玻璃网络结构的聚合物,网络结构中的平均桥氧数越小,则[SiO4]4-,[AlO4]5-链的聚合度愈低,矿渣的水硬活性增加

44.粉煤灰的矿物相主要是什么?其颗粒形态大体可分为哪几类?粉煤灰需水量比的含意是什么?

矿物相组成主要是:铝硅玻璃体

分类:球状颗粒、不规则多孔颗粒、不规则颗粒

粉煤灰需水量:是测定试验样品,和对比样品达到同一流动度125~135mm范围的加水量之比,该比值越大表明粉煤灰中的颗粒及不规则颗粒或炭粒较多其活性降低。

45.水泥中掺石量石膏的作用有哪些?石膏的缓凝机理是什么?石膏掺量过多对水泥凝结性和安定性有什么影响?

作用:①可调节凝结时间 ②提高早期强度,降低干缩变形 ③改善耐蚀性、抗冻性、抗渗性等一系列性能。

机理:在C3A粒子表面形成AFt包裹层,石膏含量过多导致水泥速凝。

影响:①超过一定掺量时,略有增加就会使凝结时间变化很大②掺入量增加过多时,

不但对缓凝作用帮助不大,而且还会在后期,继续形成钙矾石产生膨胀应力,从而使浆体强度削弱发展严重的还会造成安全性不良结果。

46.根据罕特尔方程说明毛细孔压力受哪些因素影响?如何影响?

Cantor方程:P=2RcosØ/r ①表面张力r增加P降低②湿润角Ø升高P降低③空半径r升高P降低

47.什么是孔隙学和孔结构?孔结构对材料性能和作用有哪些影响?

孔隙学即研究孔特征和孔结构的理论;

孔结构包括孔隙学、孔径分布和孔几何学。

影响①渗透吸水②吸声保湿③强度④抗冻性⑤碳化⑥化学腐蚀⑦收缩

48.水泥石中的孔可以分为哪几类?影响水泥石孔分布的因素有哪些?水泥石颗粒组成对水泥石孔径分布如何影响?

分类:胶凝孔、过渡孔、毛细孔、大孔

因素:水化龄期、水灰比、水泥的矿物组成,养护制度,外加剂及成型方法,颗粒组成

影响:水泥颗粒组成中,小于5um的细粉越多,微毛细孔数量越多,大毛细孔数量越少

49.影响水泥浆体中硅酸根聚合度的因素有哪些?如何影响?

答: ①水化龄期的影响:随着水化龄期增长,单聚硅酸根迅速减少,多聚硅酸根迅速增加②水化温度的影响:温度升高,多聚物增加,低聚物减少③C–S–H组成的影响:当C–S–H中(H+C)/S升高时,多聚物减少,当C–S–H中存在Al3+、Fe3+、SO42-等掺杂离子时,硅酸根聚合度也会降低。

50.提高水泥石抗冻性的技术途径有哪些?原理是什么?

途径:1、加引气剂:提高储备孔,降低饱和度;

2、改善密实度:提高超微孔,增加储蓄孔

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