水泥水化是一个复杂的化学过程,可以理解为水泥中的矿物质化合物与水发生的化学反应,形成新的化合物,即水化产物。以下是关于水泥水化的详细解释:
1. 定义与过程:
水化是指物质与水所起的化合作用,即物质从无水状态转变到含结合水状态的反应过程。在水泥中,这一过程主要涉及熟料中的四大组成(硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁相固溶体)与水反应生成新的产物。
水泥粉末遇水后,其化学成分会与水分子反应,形成如水化硅酸钙(C-S-H凝胶)、氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙等水化产物。
2. 主要水化产物:
硅酸三钙水化生成水化硅酸钙和氢氧化钙。
硅酸二钙的水化与硅酸三钙相似,但水化速度慢,生成的水化硅酸钙在形貌和C/S比上与硅酸三钙水化生成的无大区别。
铝酸三钙水化迅速,放热快,其水化产物受液相CaO浓度和温度影响,最终可能转化为水石榴石或钙矾石等。
铁相固溶体的水化产物与铝酸三钙相似。
3. 水化理论:
结晶理论:水泥水化凝结是水泥颗粒在水作用下于表面形成水化离子的过程,这些离子不断扩散并形成晶胚,逐渐长大并粘结形成水化物沉淀。
胶体理论:水泥水化反应是水进入水泥矿物内部使其膨胀并形成凝胶的过程,凝胶具有网状结构。
近代理论:结合了溶解-结晶-沉淀和胶体理论,认为不同成分的水泥可能按不同的机制进行水化。
4. 体积变化:
水泥水化过程中会伴随体积的轻微膨胀,但由于水化过程中也消耗了一部分原料(水分被用掉),所以整体体积变化不大,有时甚至会出现略微减少。
水泥水化是水泥中的矿物质化合物与水发生化学反应形成新化合物的过程,这一过程涉及多种化学反应和产物,并伴随着体积的轻微变化。