水泥凝固原理

1、创作时间：二零二一年六月三十日 之南宫帮珍创作 创作时间：二零二一年六月三十日 当水泥与适量的水调和时,开始形成的是一种可塑性的浆体,具有可加工性.随着时间的推移,浆体逐渐失去了可塑性,酿成不能流动的紧密的状态,此后浆体的强度逐渐增加,直到最后能酿成具有相当强度的石状固体.如果原先还掺有集合料如砂、 石子等,水泥就会把它们胶结在一起,酿成巩固的整体,即我们常说的混凝土.这整个过程我们把它叫做水泥的凝结和硬化.从物理、化学 观点来看,凝结和硬化是连续进行的、不成截然分开的一个过程, 凝结是硬化的根底,硬化是凝结的继续.可是在施工中为了保证施工质量,要求在水泥浆体失去其可塑性以前必需结束施工,因这

2、 人们根据需要以及水泥浆体的这个特性,人为地将这整个过程划 分为凝结和硬化两个过程.凝结是指水泥浆体从可塑性酿成非可塑性,并有很低的强度的过程； 硬化是指浆体强度逐渐提升能抵当外来作用力的过程.另外,对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝,用加水后开始计算的时间来暗示.例如,国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于12h.使用时 施工浇灌过程的时间,必需早于45min;到终凝后,才华脱去模板开始下一个周期生产. 水泥的凝结和硬化,是一个复杂的物理一化学过程,其根来源根基因在于构成水泥熟料的矿物成份自己的特性.水泥熟料矿物遇水 创作时间：二零二一年六月三十日 创作时间：

3、二零二一年六月三十日 后会发生水解或水化反响而酿成水化物,由这些水化物依照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构,招致发生 强度. 普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙(3CaOSiO2)、硅酸二钙(B-2CaO-SiO2)、铝酸三钙(3CaO-A12O3)和铁铝酸四钙 (4CaO-A12O3-Fe2O3四种矿物组成的,它们的相对含量年夜致为： 硅酸三钙3760%,硅酸二钙1537%,铝酸三钙715%,铁铝酸四钙1018%.这四种矿物遇水后均能起水化反响,但由于它们自己矿物结构上的不同以及相应水化产物性质的分歧, 各矿物的水化速率和强度,也有很年夜的不同.按水化速率可排列成： 铝酸三

4、钙铁铝酸四钙硅酸三钙硅酸二钙.按最终强度可 排列成：硅酸二钙硅酸三钙铁铝酸四钙铝酸三钙.而水泥的 凝结时间,早期强度主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙.现分别简述它们的水化反响. 首先,介绍铝酸三钙.它的水化反响可用下式表达. 上述铝酸三钙的水化反响如果进行得很快,会招致水泥的凝结过快而无法使用,因此,一般在粉磨水泥时都掺有适量的二水石膏作为缓凝剂,掺石膏后铝酸三钙的水化反响如下式所示. 由于这个反响就不会引起快凝.当水泥中的石膏完全作用完后,还有过剩3CaO-Al2O3时将发生以下反响. 创作时间：二零二一年六月三十日 创作时间：二零二一年六月三十日 如果还有过量3CaOA12O3时,就会生成4C

5、aOA12O3-13H2O. 在正常缓凝的硅酸盐水泥中,石膏掺入量能保证在浆体结硬以前, 不会发生后两个反响. 其次,谈一下硅酸三钙.它的水化反响可暗示如下： 由于CaO0.81.5SiO2H2O0.25与天然的托勃莫来石很相似,因而称它为托勃莫来石,通经常使用CSH(B)来暗示. 铁铝酸四钙水化反响和铝酸三钙相似,而硅酸二钙水化反响和硅酸三钙相似. 那么,这些水化产物怎样会招致水泥浆结硬并发生强度呢？水泥凝结硬化的机理究竟是什么？按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错,聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化.按胶体理论认为水化后生成年夜量的胶体物质,这些胶体 物质由于外部枯燥失

6、水,或由于内部未水化颗粒的继续水化,于是发生“内吸作用而失水,从而使胶体硬化.随着科学技术的发展,特别是X射线和电子显彳技术的应用,将这两种理论统一起来,过去认为水化硅酸钙CSH(B虑胶体无定形的,实际上它是纤维状晶体,只不外这些晶体非常细小,处在胶体年夜小范围内,比面积很年夜而已.所以现在比力统一的熟悉是：水泥水化早期生成了许多胶体年夜小范围的晶体如CSH(B)和一些年夜的晶体如 Ca(OH)2包裹在水泥颗粒概况,它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来,而连成一空间网状结构, 创作时间：二零二一年六月三十日 创作时间：二零二一年六月三十日 叫做凝聚结构.由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的,所以结构的强度很低而有明显的可塑性以后随着水化的继续进行,水泥颗粒概况不年夜稳定的包裹层开始破坏而水化反响加速,从饱和的溶液中就析出新的、 更稳定的水化物晶体,这些晶体不竭常年夜,依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构,叫做结晶结构.这种结构比凝聚结构的强度年夜很多.水泥浆体就是这样获得强度而硬化的.随后,水化继续 进行,从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不竭布满在结构的空间中,水泥浆体的强度也不竭获得增长. 影响水泥凝结速率和硬