水泥凝结硬化机理
更新时间:2024-06-10 05:58:01 阅读量: 综合文库 文档下载
5.1.4 凝结硬化机理
水泥凝结硬化流程图,见动画演示
凝结:水泥浆→完全失去浆体塑性
硬化:水泥浆从完全失去塑性→强度增长
一、水泥的水化反应
2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)2 2(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)2 3CaO.Al2O3+6H2O→3CaO.Al2O3.6H2O
4CaO.Al2O3.Fe2O3+7H2O→3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O 部分水化铝酸钙与石膏作用产生如下反应:
3CaO.Al2O3.6H2O+3(CaSO4.2H2O)+19H2O→3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O 主要水化产物: 水化硅酸钙凝胶 70% 水化铁酸钙凝胶 水化铝酸钙晶体 氢氧化钙晶体 20% 水化硫铝酸钙晶体 7%
石膏的缓凝作用在于:
水泥的矿物组成中铝酸三钙水化速度最快,铝酸三钙在饱和的石灰——石膏溶液中生成溶解
度极低的水化硫铝酸钙晶体,包围在水泥颗粒的表面形成一层薄膜,阻止了水分子向未水化的水泥粒子内部进行扩散,延缓了水泥熟料颗粒,特别是铝酸三钙的继续水化,从而达到缓凝的目的。
二、水泥凝结硬化的物理化学过程 水泥与水拌合后,熟料颗粒表面迅速与水发生反应,因为水化物生成速度大于水化物向溶液扩散的速度,于是生成的水化产物在水泥颗粒表面堆积,这层水化物称为凝胶膜层,这就构成了最初的凝胶结构。 动画演示
1、由于Ca的渗透,凝胶膜层破裂,使得
2、由于颗粒表面暴露出来,又与水发生化学反应,由于水化物生成速度大于其扩散速度,故在颗粒表面又堆积了大量的凝胶,这个反应不断进行下去,就生成了外面包裹着厚厚一层凝胶膜的新凝胶结构。
3、随着反应的继续进行,水份逐渐减少,凝胶结构分子间距离减少,吸引力越来越大,粘结力增大,使浆体失去塑性,开始凝结。
4、水份越来越少,浆体稠度增大,微粒之间距离越来越小,由于分子间相互作用力—粘结力,互相结合,破坏了无规则排列,变为有规则排列,晶体产生。
5、晶体、胶体相互交错成网状,晶体起主要的承力骨架作用,胶体起胶结作用,二者共同生长,紧密结合,形成坚固致密的水泥石。 6、强度不断增大。 三、水泥石的组成
凝胶体(凝胶和晶体)
未水化水泥颗粒内核
毛细孔
2+
硬化后的水泥石
四、影响硅酸盐水泥的凝结硬化的因素
矿物组成 细度 用水量
养护时间
温度和湿度
1、熟料矿物组成的影响
硅酸盐水泥的四种熟料矿物中,C3A,C3S的水化和凝结硬化速度最快,因此它们含量越高,则水泥凝结硬化越快。 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,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,硬化时产生的收缩亦较大。 3、拌合加水量的影响
拌合水越多,硬化水泥石中的毛细孔就越多,凝结硬化越慢,强度越低。 4、养护湿度和温度的影响
用水泥拌制的砂浆和混凝土,在浇灌后应注意保持潮湿状态,以利获得和增加强度。提高温度可加速水化反应。 5、养护龄期的影响
水泥的水化硬化是一个较长时期不断进行的过程,所以水泥在3~14d内强度增长较快,28d后增长缓慢。
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