浅析硅酸盐水泥的水化及凝结硬化

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浅析硅酸盐⽔泥的⽔化及凝结硬化
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⼀直以来,⽔泥材料在建筑⾏业都是⾮常重要的,硅酸盐⽔泥是通⽤硅酸盐⽔泥中应⽤最多的⼀个类型。结合我国最新标准的说明,凡是有硅酸盐⽔泥熟料以及⽯灰⽯、⽯膏组成的⽔硬性胶凝材料均可称为硅酸盐⽔泥,其在国外则称为波特兰⽔泥。
1 硅酸盐⽔泥的⽔化
电压比较器电路硅酸盐⽔泥加⽔后,熟料中的矿物与⽔发⽣⽔化反应,⽣成⽔化产物,并放出热量,其⽔化反应式如下:mesh自组网
(1)硅酸三钙与⽔反应,⽣成⽔化硅酸钙并析出氢氧化钙:
2(3CaO·SiO2)+6H2O=3CaO·2SiO·23H2O+3Ca(OH)2异丙醇钛
(2)硅酸⼆钙与⽔反应,⽣成⽔化硅酸钙并析出少量氢氧化钙:
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2(2CaO·SiO2)+4H2O=3CaO·2SiO·23H2O+Ca(OH)2
(3)铝酸三钙与⽔反应,⽣成⽔化铝酸钙:
3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·A12O·36H2O
(4)铁铝酸四钙与⽔反应,⽣成⽔化铝酸钙及⽔化铁酸钙:
4CaO·Al2O·3Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O·36H2O+CaO·Fe2O·3H2O
⽔泥中加⼊的少量⽯膏,与⽔化⽣成的⽔化铝酸钙化合,⽣成⽔
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化硫铝酸钙(钙矾⽯):3CaO·Al2O3·6H2O+3(CaSO4·2H2O)+19H2O=3CaO·Al2O·33CaSO·431H2O
滑步机
⽣成的⽔化硫铝酸钙难溶于⽔,沉积在⽔泥颗粒表⾯,阻碍⽔泥颗粒与⽔接触,从⽽延缓⽔泥颗粒特别是CA 的继续⽔化,达到调节⽔泥凝结时间的⽬的。综上所述,硅酸盐⽔泥⽔化后,⽣成的⽔化产物有:氢氧化钙、⽔化硅酸钙、⽔化铝酸钙、⽔化铁酸钙及⽔化硫铝酸钙。其中氢氧化钙、⽔化铝酸钙及⽔化硫铝酸钙⽐较容易结晶,⽽⽔化硅酸钙及⽔化铁酸钙则长期以胶体形式存在。
2 硅酸盐⽔泥的凝结硬化
⽔泥在⽔化同时,发⽣着⼀系列连续复杂的物理化学变化,⽔泥浆逐渐凝结硬化。⼀般可将⽔泥凝结硬化过程划分为四个阶段:
(1)初始反应期:⽔泥与⽔拌合后,⽔泥颗粒分散在⽔中,成为⽔泥浆。
(2)诱导期:⽔化初期⽣成的产物迅速扩散到⽔中,很快使⽔泥颗粒周围的溶液成为⽔化产物的饱和溶液,同时⽔化产物在⽔泥颗粒表⾯形成⽔化物膜层,这层膜减缓了外部⽔分向内渗⼊和⽔化物向外扩散的速度,同时膜层不断增厚,使⽔泥⽔化速度变慢。此阶段称为“潜伏期”或“诱导期”,持续时间⼀般 1h。
(3)凝结期:随着⽔化反应的继续进⾏,包裹在⽔泥颗粒表⾯的⽔化物膜层增厚,使原来⽔泥颗粒间被⽔所占的空间逐渐变⼩,包有凝胶体的⽔泥颗粒逐渐接近,以⾄相互接触,凝结成多孔的⽹状结构,使⽔泥浆的稠度提⾼,失去可塑性,开始产⽣强度,这个阶段称为“凝结期”,持续时间⼀般 6h。
(4)硬化期:随着⽔化产物的不断增多,结晶体和凝胶体形成的⽹状结构逐渐紧密,颗粒之间的⽑细孔逐渐变⼩,使浆体强度不断发展,这⼀阶段称为“硬化期”,持续时间⼀般6h。由上述可知,⽔泥的⽔化反应是由颗粒表⾯逐渐深⼊内层的。这个反应开始时较快,以后由于形成的凝胶体膜使⽔分透⼊越来越困难,⽔化反应也越来越慢。实际上,较粗的⽔泥颗粒,其内部将长期不能完全⽔化。因此,⽔化后的⽔泥是由凝胶体(包括凝胶及晶体)、未完全⽔化的⽔泥颗粒内核及⽑细孔(包括其中的游离⽔分及⽔分蒸发后形成的⽓孔)等组成。
3 硅酸盐⽔泥凝结硬化的主要影响要素
(1)⾸先,其与⽔泥熟料和矿物之间的关系密切,如果其熟料为硅酸三钙和铝酸三钙,那么则由于其材料有着较快的⽔化速度,所以⽔泥凝结速度就较快,具有较⾼的早期强度。
(2)在⽔泥细度上,⽔泥颗粒较细的情况下,其具有较⼤的⽔接触⾯积,所以这样就可以⼤⼤加速⽔化反应,进⽽也加快了凝结硬化的速度。
(3)在养护时间上,随着时间的延长,⽔泥⽯的硬度也会不断增加,在正常情况下,其强度增加速度最快的时间是7天以内的时期,在进⼊28 天以后,其硬度增长速度明显减缓,如果保持了⼀定的温度湿度,其强度增长周期更长,甚⾄可以达到数⼗年。
(4)在环境温度湿度这两个因素上,温度对于凝结硬化有着最⼤的影响,如果温度较⾼,⽔泥⽔化速度就较快,凝结硬化的时间就较短,如果温度较低,则凝结时间变慢,在温度达到或低于0℃时,硬化反应会停⽌,⽽如果温度继续下降,⽔泥中的⽔分则会冻结,出现冻裂。在潮湿环境下,⽔泥⽔分蒸发可以得到抑制,这对于⽔泥凝结硬化有促进作⽤,如果是在⼲燥环境下,⽔泥内⽔分蒸发加速,导致⽔泥⽆法进⼀步实现凝结硬化,强度也就不会提⾼。所以这也证明了⽔泥⼯程施⼯完毕后养护的重要性,应当在浇筑完毕后⼀段时间内维持温度和湿度。
(5)在⽤⽔量上,为了让⽔泥具有更⾼的可塑性和流动性,除了⽔化反应过程中所需要的⽔之外,也要加⼊额外的⽔量,但如果加⼊⽔量过多,就会导致⽔泥⽯强度的降低,内部形成孔隙。这就需要我们加⼊合适的⽔量,实现⽔泥⽔化,保证其凝结硬化的效率和效果。所以在⽔泥⼯程养护过程中,应当以上述⼏点为基础,保证养护⼯作可以取得应有的效果。
4 结束语
经过前⽂总结,我们不难发现,⽔泥强度形成过程中,最为重要的两个阶段是凝结硬化以及⽔化过程,
所以这就需要我们对⽔化和凝结硬化的过程有⼀个充分的了解,能够准确把握其影响因素,这样才能避免给⽔泥硬化过程带来消极因素,进⽽保证⽔泥的强度质量。本⽂针对上述问题进⾏了简要分析,希望可以给相关⼯作的开展提供⼀些参考。
冀东⽔泥⿊龙江有限公司闫国才,王彬

本文发布于:2023-05-18 06:01:59,感谢您对本站的认可!

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标签:凝结   硬化   颗粒   强度   过程   形成   温度
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