Презентация на тему Гидратация портландцемента

алит – твердый раствор C3S с примесями MgO,

Al2O3
белит – твердый раствор на основе C2S
трехкальциевый алюминат С3А
четырехкальциевый алюмоферрит C4AF
двуводный гипс CaSO42H2O
свободные СаО и MgO
легко растворимые щелочи К2О и Na2O

3CaOSiO2 + xH2O  3CaOSiO2xH2O
2 этап:

3CaOSiO2xH2O  (0,8  1,5)CaOSiO2yH2O + (1,5 – 2,2)Ca(OH)2 + (x – y)H2O
3 этап: (0,8  1,5)CaOSiO2yH2O + (0 – 1,2) Ca(OH)2  (1,5  2,0)CaOSiO2zH2O

Плохо закристаллизованные ГСК в цементном камне:
(0,8  1,5)CaOSiO2yH2O – С-S-H(I)
(1,5  2,0)CaOSiO2zH2O – С-S-H(II)

ГСК – менее 1 – 2 мкм;
Sуд. кристаллов ГСК

– 300 – 350 м2/г

– 15 – 25 мкм;


Степень гидратации C3S:

1 сутки

– 25 – 35 %
28 суток – 75 – 85 %

геля ГСК
АСМ
HRTEM

ГСК приближается к искаженной кристаллической или стеклообразной, на более

дальних расстояниях она аморфна и включает пустоты, в которые могут обратимо входить молекулы воды

в гидротермальных условиях, различаются составом, структурой кремнекислородного аниона, формой

и размером кристаллов):


Ортосиликаты: афвиллит С3S2H3, хондродит – кристаллизуются в виде слоистых пластинок, кристаллов неопределенной формы
Диортосиликаты: гидрат трехкальциевого силиката – кристаллизуются в виде призм, волокон;
Полимерные: тоберморит C5S6Н5,5, ксонотлит C6S6H, фошагит C4S3H, гиллебрандит C2SH2 трускотит C6S10H3, гиролит C2S3H2, некоит C3S6H5 и окенит C3S6H6 – кристаллизуются в виде мелких чешуек, волокон, слоистых пластинок,;

Структура кремнекислородного
аниона

твердения C3S
Орто-
Диорто-
Полим.

+ (0,1 – 0,4)Ca(OH)2

Структура и морфология ГСК –

аналогично C3S

Степень гидратации C2S:

1 сутки – 5 – 10 %;
28 суток – 30 – 50 %

Sуд. кристаллов ГСК – 200 – 250 м2/г

4CaOAl2O319H2O + 2Al(OH)3 (C4AH19)
3CaOAl2O3 + 16H2O

 4CaOAl2O313H2O + 2Al(OH)3 (C4AH13)
3CaOAl2O3 + 9H2O  2CaOAl2O38H2O + Ca(OH)2 (C2AH8)
3CaOAl2O3 + 12H2O  CaOAl2O310H2O + 2Ca(OH)2 (CAH10)
3CaOAl2O3 + 6H2O  3CaOAl2O36H2O (C3AH6)
В присутствии CaSO42H2O

3CaOAl2O3 + 3(CaSO42H2O) + 32H2O  3CaOAl2O33CaSO432H2O
(C3ACŝ3H32) ТГСАК
3CaOAl2O3 + CaSO42H2O + 18H2O  3CaOAl2O3CaSO418H2O
(C3ACŝH18) МГСАК

[Ca2Al(OH)6]XnH2O





Фото – B.Moeser, F.A.Finger IBMS
Размер кристаллов ГАК –20

– 30 мкм;

AFm-фаза

X – OH-, SO42-, CO32-,
Al(OH)4-, Al(OH)63-,
Cl- и др.

X

формула:
[Ca2Al(OH)612H2O]2(SO4)32H2O


Фото – B.Moeser, F.A.Finger IBMS
Размер кристаллов эттрингита

–
– 20 – 50 мкм;

– OH-, SO42-, CO32-,
Al(OH)4-, Al(OH)63-,
Cl- и др.

– кубическая сингония

В цементе образуют гидрогранаты:
Ca3(Al,Fe)2O3xSiO2H2O6-2x

Фото – Кривобородов Ю.Р.
Размер

кристаллов гидрограната –
– до 20 – 60 мкм

Последовательность образования ГАК
при гидратации С3А:
С3A + Н2О  С4AH(13-19) + C2AH8  C3AH6
1 этап 2 этап

С3A + Н2О + CaSO42H2O  С3ACŝ3H32  С3ACŝH18
1 этап 2 этап

Степень гидратации C3A:

1 сутки – 30 – 50 %;
28 суток – 80 – 90 %

11H2O  3CaOAl2O3CaСO311H2O
3CaOAl2O3 + 3CaСO3 + 32H2O  3CaOAl2O33CaСO332H2O

(сомн.)
В присутствии CaСO3 и Са(ОН)2:
3CaOAl2O3 + 0,5CaСO3 + 0,5Ca(ОН)2 + 12H2O   3CaOAl2O30,5CaСO30,5Ca(ОН)212H2O
В присутствии CaCl2:
3CaOAl2O3 + CaCl22H2O + 12H2O  3CaOAl2O3CaCl212H2O
3CaOAl2O3 + 3CaCl22H2O + 32H2O  3CaOAl2O33CaCl232H2O (сомн.)

Степень гидратации C4AF:

1

сутки – 35 – 50 %;
28 суток – 85 – 95 %

портландит

MgO
MgО + Н2О  Mg(ОН)2 – брусит

К2О + CaSO42H2O

К2Ca(SO4)2H2O – сингенит

индукционный период;
III – период повторного ускорения реакции;
IV – период

постепенного замедления реакции.

вблизи исходных частиц C3S

Портландит (Са(ОН)2) кристаллизуется из раствора с

образованием крупных табличатых или гексагональных кристаллов

С течением времени происходит перекристаллизация ГСК с повышением их основности и растворением образовавшихся ранее кристаллов Са(ОН)2

Обратить внимание:

образуются на поверхности частиц C3А (в случае крупных частиц

C3А – более 50 – 60 мкм) или в объеме раствора (в случае мелких частиц C3А);

Первичные гексагональные частицы гидроалюминатов кальция представляют собой твердый раствор С4АН13-19 и С2АН8

С течением времени гексагональные гидроалюминаты кальция переходят в кубический гидроалюминат кальция С3АН6. При повышении температуры скорость процесса перехода увеличивается

Обратить внимание: