加氣混凝土設備水熱處理中水化產物及物理性能
硅酸鹽混凝土在高壓釜中所進行的一系列物理化學反應(即水熱反應)使硅酸鹽混凝土中各組成材料之間在較高溫度下互相反應,產生一系列水化產物,如水化硅酸鈣,水化鋁酸鈣,水化鋁硅酸鈣和水化硫鋁酸鈣等。這些產物將混凝土中各固體顆粒膠結在一起,形成牢固的整體結構,賦予混凝土全新的物理化學性質。人們把這一在水熱條件下合成新的水化產物的過程稱為水熱合成。 硅酸鹽混凝土的水熱反應,本質上是石灰的水化產物——Ca (OH)2或水泥中的硅酸三鈣,硅酸二鈣水化時析出的C-S-H凝膠和Ca(OH)2與硅質材料中的SiO2、Al2O3以及水之間的化合反應。當原料中有石膏時(主要成份CaSO4),石膏中的CaSO4也參與反應。因此,我們先來認識CaO、SiO2、Al2O3與水反應的情況及產物。 1、CaO-SiO2-H2O系統(tǒng) 用蒸壓合成方法制得的水化硅酸鈣礦物至少有17種,硅酸鹽混凝土中常見的礦物有以下幾種:幾種主要的水化硅酸鈣表 礦物組成 鮑格命名 泰勒命名 礦物組成 鮑格命名 泰勒命名 C2SH0.9~1.25 C2SH(A) α-C2SH C2SH2~4 C2SH2 C2SH(Ⅱ) C2SH1.1~1.5 C2SH(B) β-C2SH CSH1.1 CSH(A) 燧石CSH C2SH0.3~1.0 C2SH(C) γ-C2SH C1.0~1.5SH1.0~2.5 CSH(B) CSH(Ⅰ) 可以看出,以上水化產物主要可以分為雙堿(2個C)型和單堿(1個C)型水化產物。 (1)、CSH(I) CSH(I)是硅酸鹽混凝土中最主要的水化物之一,是一種結晶度較低的單堿水化硅酸鈣,其晶體呈纖維狀,結構為層狀,與膨脹粘土礦物相似。 CSH(I)單礦物有較高的抗壓強度;當周圍介質相對濕度降低時引起的干燥脫水使其產生較大的收縮;在CO2作用下,分解生成高度分散的方解石,強度有較大降低。 (2)、托勃莫來石 托勃莫來石也是硅酸鹽混凝土中最主要的水化生成物,是一種結晶完好的單堿水化硅酸鈣,在蒸壓養(yǎng)護時間較長的情況下,半結晶的CSH(I)可以逐漸轉變成結晶良好的托勃莫來石。托勃真來石的結晶呈薄片狀。 托勃莫來石的強度比 CSH(I)低,但是,在細小晶體的CSH(I)中穿插一些托勃莫來石,其強度比單一CSH(I)試件高出近一倍;在CO2作用下,也被分解成方解石。但碳化后強度降低較??;托勃莫來石的干燥收縮值比CSH(I)要小得多。 (3)、C2SH2 C2SH2是堿度較高的水化硅酸鈣,一般僅存在于蒸壓條件的開始階段,以后就分解成CSH(I)和Ca(OH)2。它和CSH(I)一樣是纖維狀結構。加氣混凝土砌塊設備 (4)、硬硅鈣石 硬硅鈣石是純纖維狀結構的致密礦物,是一種含水量低的單堿水化硅酸鈣,其強度低于CSH(I)及托勃莫來石,但干燥收縮值很小。 (5)、雙堿水化硅酸鈣C2SH(A)、CSH(B)、C2SH(C) 往往存在于蒸壓開始階段的雙堿水化硅酸鈣,當蒸壓時間延長,轉變?yōu)榈蛪A水化物。但當石灰量較多或水泥較多時,可能穩(wěn)定存在雙堿水化物。雙堿水化硅酸鈣的強度普遍低于單堿水化物,但其結晶較好,碳化系數(shù)(碳化后強度比碳化前強度)高,收縮值小。 2、CaO-Al2O3-H2O系統(tǒng) 常溫下,這一系統(tǒng)中的礦物很多,但在高溫水熱處理下,都將轉化為C3AH6,這是唯一能穩(wěn)定存在的化合物。C3AH6是立方晶體,強度低,但抗碳化性能好,經碳化后強度不但不降低,反而有所提高。 3、CaO-Al2O3-SiO2-H2O系統(tǒng) 水石榴子石是隨著蒸壓溫度的變化及原材料的變化而變化,通常其結構在C3AH6到C3AS3之間,顯然變化是因SiO2代替H2O而成。水石榴子石有很強的結晶能力,其強度并不高,但其干濕循環(huán)及碳化強度均較高,其強度也在單堿水化物和雙堿水化物之間。 4、CaO-Al2O3-CaSO4-H2O系統(tǒng) (1) 三硫型水化硫鋁酸鈣,晶體呈六角形柱狀或針狀結晶,當其形成時,固相體積增加1.27倍。 (2) 單硫型水化硫鋁酸鈣,晶體呈六角形片狀,當其形成時,固相體積不增大。 三硫型水化硫鋁酸鈣在125~175℃轉變?yōu)閱瘟蛐?,而單硫型?0~200℃范圍內是穩(wěn)定的。恒興加氣混凝土砌塊設備http://www.qzstlc.com
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