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常见问题

影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素

文字: [大] [中] [小] 手机页面二维码 2018-01-23 浏览次数: 0次浏览

(1) 熟料矿物组成的影响

硅酸盐水泥的四种熟料矿物组成,是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程以及产生强度的主要因素。

硅酸盐水泥的四种熟料矿物中,C3A的水化和凝结硬化速度最快,因此它是影响水泥凝结时间的决定因素,在无石膏存在时,它能使水泥瞬间产生凝结。C3A的C3A水化和凝结硬化速度可通过掺和适量石膏加以控制。在有石膏存在时,C3A水化后易与石膏反应而生成难溶于水的钙矾石,它沉淀在水泥颗粒表面形成保护膜,阻碍C3A的水化,从而起到延缓水泥凝结的作用。但石膏掺量不能过多,因为多时不仅延缓作用不大,还会对水泥引起安定性不良。合理的石膏掺量主要取决于水泥中的C3A含量和石膏的品质及质量,同时也与水泥细度和熟料中SO3含量有关。一般生产水泥时石膏掺量占水泥质量的3%–5%,具体掺量应通过试验确定。

硅酸盐水泥各熟料矿物的水化、凝结硬化特性见下表。

性能指标熟料矿物

C3SC2SC3AC4AF

水化速率快慢最快快,仅次于C3A

凝结硬化速率快慢最快快

28d水化热多少最多中

强度早期高

后期

(2) 水泥细度的影响

水泥颗粒的粗细直接影响水泥的水化、凝结硬化、强度、干缩及水化热等,这是因为水泥的水化、凝结硬化、强度、干缩及水化热等,这是因为水泥加水后,开始仅在水泥颗粒的表面进行水化,而后逐步向颗粒内部发展,而且是一个较长时间的过程。显然,水泥颗粒越细,水化作用的发展就越迅速而充分,使凝结硬化的速度加快,早期强度也就越高。但水泥颗粒过细,易与空气中的水分及二氧化碳反应,致使水泥不宜久存,过细的水泥硬化时产生的收缩亦较大,而且磨制过细的水泥耗能多,成本高。一般认为,水泥颗粒小于40μm时就具有较高的活性,大于100μm活性较小。通常,水泥颗粒的粒径在7-200μm(0.007—0.2mm)范围内。

(3) 拌合加水量的影响

拌合水泥浆体时,为使浆体察具有一定塑性和流动性,所加入的水量通常要大大超过水泥充分水化时所需的水量,多余的水在硬化的水泥石内形成毛细孔。因此拌合水越多,硬化水泥石中的毛细孔就越多,当水灰比(用水量占水泥质量之比)为0. 40时,完全水化后水泥石的总空隙率为29.6%。而水灰比为0.07时,水泥石的孔隙率高达50.3%。水泥石的强度随其毛细孔率的增加呈线性关系下降。因此,在熟料矿物组成大致相近的情况下,拌和水泥浆的用水量是影响硬化水泥石强度的主要因素。

(4) 养护湿度和温度的影响

水是参与水泥水化反应的物质,是水泥水化、硬化的必要条件,因此,用水泥拌制的砂浆和混凝土,在浇筑后应保持潮湿状态,以利获得和增强强度。提高温度可加速水化反应,通常,提高温度可加速硅酸盐水泥的早期水化,使早期强度能较快发展,但对后期强度反而可能有所降低。相反,在较高温度下硬化时,虽然硬化速度慢,但水化产物较致密,所以可获得较高的最终强度。不过在00C以下,当水结成冰时,水泥的水化、凝结硬化作用将停止。

(5) 养护期的影响

水泥的水化硬化是一个较长时期不断进行的过程,随着水泥颗粒内各熟料矿物水化程度的提高,凝胶体不断增加,毛细孔隙相应减少,从而随着龄期的增长使水泥石的强度逐渐提高。由于熟料矿物中对强度起决定性作用的C3S在早期的强度发展快,所以水泥在3—14d内强度增长较快,28d后增长缓慢。

(6) 调凝外加剂的影响

由于实际上硅酸盐水泥的水化、凝结硬化在很大程度上受到C3S、C3A的制约,因此凡对C3S和C3A的水化能产生影响的外加剂,都能改变硅酸盐水泥的水化、凝结硬化性能。例如加入促凝剂(CaCl2 、Na2SO4等)就能促进水泥水化、硬化,提高早期强度。相反,掺和缓凝剂(木钙、糖类等)就会延缓水泥的水化硬化,影响水泥早期强度的发展。

(7) 水泥受潮与久存

水泥受潮后,因表面已水化而结块,从而丧失胶凝能力,严重降低其强度。而且即使在良好的储存条件下,水泥也不可储存过久,因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳,产生缓慢水化和碳化作用,经过三个月后水泥强度约降低10%–20%,六个月后降低15%–30%,一年后约降低25%–40%

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