热力学ppt 水泥基材料水化热研究分析

混凝土水化热产生机理＼危害与防治对策分析【摘要】大体积混凝土产生裂缝的原因是多方面的，必须从结构设计、温度控制、原材料选择、施工安排和施工质量等方面采取综合性措施。

由于温度变化和混凝土收缩而产生的温度应力和是导致大体积混凝土出现裂缝的主要原因，所以在制定温控措施时，必须把控制混凝土的最高温度作为主要方面。

这就要从降低混凝土出机口温度和降低水化热温升入手，抓住主要矛盾的主要方向，从而结合工程的实际情况，采取切实可行的具体措施。

在降低水化热温升方面：可以采用混凝土“双掺”（掺粉煤灰、掺外加剂），合理选择混凝土配合比，尽量降低单位水泥用量，尽量选用低流态和大级配混凝土。

在降低混凝土出机口温度方面：主要从降低对混凝土出机口温度影响最大的石子温度和拌和水温度方面下功夫。

经验表明：石子温度每下降1℃，混凝土出机口温度大约可降低0.55℃，水温下降1℃，混凝土温度可下降0.2℃。

同时在制定温控措施时,必须结合工地实际情况,采用技术上可行、操作上简便实用、经济上节省的措施。

运输上，采用混凝土罐车，尽量减少曝晒时间和停歇，从而降低温升。

【关键词】大体积混凝土;施工裂缝;控制0.引言混凝土：水化热在桥梁及大型设备基础等大体积混凝土施工中较为常见。

由于混凝土凝结、硬化过程中，水泥的水化反应，产生大量的水化热，水化热积聚在内部不易散发，使内部温度上升，内外温差引起巨大的内应力和温度变形，使混凝土产生裂缝、变形，甚至破坏，因此，水化热对大体积混凝土工程是十分不利的。

混凝土水化热源于水泥等胶凝材料水化产生的热量，其危害在大体积混凝土中尤为突出。

本文分析了混凝土水化热产生机理、危害与防治对策。

1.水化热产生机理与危害水泥水化释放的热量是混凝土水化热的来源。

水泥熟料主要由硅酸三钙( 3CaO．SiO2)、硅酸二钙( 2CaO．Si O2)、铝酸三钙(3CaO．Al2O3)和铁铝酸四钙(4CaO．Al2O3．Fe2O3)等矿物组成。

水泥水化热研究与分析作者：鲍安娜来源：《商情》2014年第33期在水泥较长的散热过程中，水泥浆会逐渐凝结和硬化。

水泥内部物质处于高能状态，随着时间推移，水泥浆体性质将会趋向于稳定。

针对于水泥水化热的研究，不仅可以保证结构物的施工质量，还能适当降低工程成本造价，首先介绍了影响水泥水化热大小的影响因素以及计算法方法，然后根据经验讲述了几种降低水泥水化热的措施。

水泥水化热措施配合比增加热量随着国家经济的快速发展，越来越多的工程建筑拔地而起，市场对于水泥需求量也是越来越大。

水泥在水化过程中产生的热量将会聚集在结构物内部不易散失出去，将会导致混凝土温度提高，在未受地基约束的部位，如果混凝土的内外温差过大，内部温度较高的混凝土约束外强度远大于其抗拉强度，将在混凝土的表层产生拉应力，若此时混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时就会产生表层温度裂缝。

若养护不当，表面裂缝将会进一步发展成深层裂缝。

在受地基约束的部位，将会产生较小的压应力。

因混凝土的散热系数较小，它从最高温度降至稳定温度需要较长时间，在此期间，混凝土的变形模量有了很大的增长，较小的变形就能产生较大的应力。

由于混凝土的早期体积变形，主要来自于水泥的水化热温升，并且降低水化热是防止混凝土早期开裂的有效途径，因此，我们有必要对水泥混凝土的水化热进行研究，以尽量避免温度裂缝的出现。

一、水化热的计算与分析1、水泥水化热分析水泥在水化时会发生温度变化，这主要源于几种无水化合物组分的溶解热和几种水化物在溶液中的沉淀热。

这些热值的代数和就是水泥在任何龄期下的水化热。

国家标准GB T 12959-2008规定了水泥水化热的测定方法，但是水泥水化热的测定较复杂，一般水泥厂都不会配备有这方面的仪器，有些水泥厂曾经添置过水泥水化热的测试仪器，但也没能很好地使用，关键是水化热测试对仪器和操作技术的要求较高，一般的工人难以熟练掌握该技术。

水泥水化热大小与水泥内部矿物质成分有一定的关系，在同等量的水泥情况下，具有C3A的水泥水化热最大，其次是C3S，最后是C4AF。

水泥基材料学大作业题目水胶比对水泥基材料强度和水化热的影响姓名汪铭义学号1631442083071班级三班专业土木工程指导教师郑小青完成日期2016.05.30水胶比对水泥基材料强度和水化热的影响摘要：本文章主要讲述我们为了研究水胶比对水泥基材料强度和水化热的影响所做的实验以及实验所得到的结论。

在这个试验中，确定以水泥和粉煤灰共掺，其中粉煤灰掺量固定，然后以水胶比0.3、0.35、0.4、0.45为因素水平，每个水平做两个龄期，分别是3d、7d和28d。

在这个试验中，我们得到了以下结论：龄期相同时，水胶比越大，抗压和抗折强度越大。

水化放热随着水胶比的增大而增大。

关键词：水胶比、水泥基材料强度、水化热引言：水胶比是混凝土中用水量与胶凝材料用量的质量比。

水胶比是近年来发展高强混凝土和高性能混凝土提出的，水胶比的大小直接影响着混凝土的性能，【1】但是水胶比对混凝土的影响程度到目前来说还不是很清楚，所以我们通过此次试验来探究一下书胶比对混凝土性能的影响，希望可以对水胶比有着更进一步的认识。

1.原材料1.1水泥水泥，粉状水硬性无机胶凝材料。

加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。

【2】水泥与钢材、木材和塑料等的最大区别在于在使用过程中强度会继续增加，故称为“活性材料”。

本次试验采用强度42.5MPa的普通水泥。

1.2粉煤灰【3】粉煤灰是一种白色或灰色粉态物料。

燃煤的组成、燃烧条件与处理方法等因素决定粉煤灰的组成与性质粉煤灰是颗粒不均匀、矿物相组成复杂、活性多变的混合物。

粒径分布范围与水泥接近，为0.5～300μm，但集中在45μm以下，即比水泥细得多。

化学成分以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主，还含有少量CaO.2.试验器材2.1数你抗压抗折试验12T-96型水泥胶砂振荡台、JJ-5水泥砂搅拌机水泥模具、水泥抗折抗压试验机、天平、量筒、恒温水养护箱、42.5MPa水泥，一定量的粉煤灰和水2.2水化热试验安培瓶，天平，量筒，微量热仪3.试验步骤3.1抗折抗压试验先是根据不同水胶比计算出4组实验水泥和水的用量后，每组将不同用量水泥，水和粉煤灰加入搅拌锅。

水泥水化程度研究方法及其进展一、本文概述水泥水化程度作为衡量水泥混凝土性能的重要指标之一，其研究对于优化混凝土结构设计、提高工程质量和延长使用寿命具有重要意义。

本文旨在探讨水泥水化程度的研究方法及其进展，包括传统的研究手段和现代分析技术的应用，以及这些方法在水泥水化机理、水化过程控制和水化产物性能评估等方面的实际应用。

文章将概述水泥水化的基本过程，分析影响水泥水化的主要因素，介绍各类研究方法的基本原理和特点，评述它们的优缺点和适用范围，并展望未来的研究方向和发展趋势。

通过本文的综述，读者可以对水泥水化程度的研究现状有全面的了解，为水泥混凝土的性能优化和应用提供理论支持和实践指导。

二、水泥水化过程及其影响因素水泥水化是水泥混凝土性能形成和发展的重要过程，其涉及水泥与水反应，产生硬化体并逐渐增强混凝土强度。

水泥水化过程主要发生在混凝土浇筑后的初期阶段，通常持续数天至数周，取决于水泥类型、环境条件以及混凝土配合比等因素。

水泥水化过程可以简单划分为几个阶段：溶解阶段，水泥颗粒与水接触后开始溶解，释放出钙离子、硅酸根离子等；水化阶段，这些离子与水分子发生化学反应，形成水化产物，如氢氧化钙、硅酸钙等；凝结硬化阶段，随着水化产物的不断生成，它们填充在混凝土内部孔隙中，使混凝土逐渐硬化并增强强度。

影响水泥水化过程的因素众多。

首先是水泥的种类和性质，不同类型的水泥其水化速率、水化产物的类型和数量都有所不同。

例如，硅酸盐水泥的水化速率较快，而硫铝酸盐水泥的水化速率较慢。

其次是环境温度和湿度，温度越高，水泥水化速率越快；湿度则影响水泥的溶解和水化反应的进行。

混凝土配合比、掺合料种类和掺量、外加剂的种类和掺量等因素也会对水泥水化过程产生影响。

近年来，随着材料科学和测试技术的发展，对水泥水化过程的研究越来越深入。

通过采用先进的测试技术，如射线衍射、扫描电子显微镜、热分析等，可以更加详细地了解水泥水化过程中各阶段的化学和物理变化，为优化混凝土配合比、提高混凝土性能提供理论依据。

C3A水化过程的热力学分析崔素萍　侯淑玲　兰明章　王子明北京工业大学摘　要:　介绍了热力学计算方法,并利用热力学方法分析讨论了C3A水化过程。

关键词:　热力学;　水化;　吉布斯自由能;　铝酸三钙 热力学是研究物理变化和化学变化过程中变化的方向和限度问题的一门科学,即研究在一定条件下某过程能否自发进行及其进行的程度。

采用热力学方法可以分析和解释各种物理—化学过程,判断、先后顺序反应的平衡条件及最终反应产物等。

水泥水化过程包括了一系列的物理化学变化,采用热力学研究方法,结合一些必要的实验,可以对水泥水化过程进行理论上的分析和研究。

国内对于水泥水化过程热力学方面的计算资料很少,国外关于这方面的研究,开始于20世纪的七、八十年代,前苏联的一些科学家如巴布什金等人曾对此进行过一些研究,这些研究成果具有十分重要的参考价值和指导意义。

文中在引用前人研究成果的基础上,进一步阐述了热力学研究方法对于研究水泥水化过程的意义和作用,并用热力学方法计算分析了水泥熟料矿物C3A的水化反应过程。

1　热力学研究方法介绍在热力学中,化学势是决定化学反应方向的最本质的因素,是化学反应的驱动力。

在等温、等压的条件下,进行化学变化或相变时,其是否能自动进行主要看化学势如何。

即∃G0T的符号问题,当∃G0T<0时,表明过程自动进行。

并且∃G0T的负值的绝对值越大,表明在同样的条件下,这个反应越容易发生。

根据上述原理,在研究水泥中矿物的水化反应时,可以通过计算矿物水化时反应的∃G0T=f(T),根据∃G0T的符号以及负值绝对值的大小来判断反应进行的先后顺序,水化产物的最稳定形式。

并可以进一步通过与实验相结合来证明理论计算的正确性。

在计算∃G0T时,根据∃G、∃H和∃S之间的关系,运用吉布斯2亥姆霍茨方程,采用的主要公式是:∃G0T=∃H O298-T∃S0298,在298K时反应的∃G0T为∃G0T(298K)=2∃G0298产物-2∃G0298反应物式中,∃H0298=2∃H0298产物-2∃H0298反应物为298K时反应的热焓;∃G0298为物质在298K时的标准生成吉布斯自由能。

水泥水化热测定方法水泥的水化反应是指水泥在水的存在下发生的反应，其中水泥与水发生化学反应生成水硬性固体，即水泥石。

水泥水化热是指在水泥水化反应过程中放出的热量。

水泥水化热的测定是水泥基材料研究领域中非常重要的一个实验方法，在水泥材料的设计、配方，以及性能等方面有着重要的意义。

下面我们就介绍一下水泥水化热的测定方法。

一、实验目的1.了解水泥与水发生反应后放出的热量；3.研究不同水泥水化热的变化规律及其影响因素。

二、实验原理在水泥的水化反应过程中，水泥与水发生化学反应后生成水泥石。

在此过程中，水泥的水化热是通过测定水泥与水反应中所放出的热量来确定的。

水泥水化热实验中主要用到反应热学的原理，根据热量守恒定律，水泥与水反应的过程中，放出的热量应该等于吸收的热量，即：Qc = QpQc是水泥的水化热，单位为焦耳(J)；水泥水化热实验中，一般采用大气压下的绝热式容器来进行测定。

在实验过程中，放置水和水泥试样的绝热压力容器中，通过测量水泵冷却水的温升来测定水泥水化过程中放出的热量。

三、实验仪器和材料1.水泥：普通硅酸盐水泥；2.水：蒸馏水或去离子水；3.实验设备：加热水浴器、称量仪、绝热压力容器、热电偶、数字温度计、水泵和计时器等。

四、实验步骤1.取适量的水泥，在研钵中研磨10 min左右，筛过80目筛网备用；3.将适量的水加入绝热压力容器中，再加入研磨后的水泥，混合均匀；4.将绝热压力容器放入加热水浴器中，加热至恒定温度，并在加热过程中不断搅拌试样；5.结束加热后，测定温度计初值，并恒速搅拌计时；6.同时启动水泵电机，将冷却水从水泵进入绝热压力容器中，观察水的温度变化，并记录变化过程中的时间、温度值；7.完成实验后，根据实验数据计算水化热；8.重复进行同样的实验两次或三次，得到平均值。

五、实验记录和结果分析1.实验记录在实验过程中，需要记录每次实验开始时的时间和温度，以及结束时的时间和温度，实验的热化曲线等数据。