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懇請專家解答
- 回答：1 瀏覽：731 提問時間：2006-12-03
- 你好專家：我是水泥廠的技術人員現我公司由于天氣原因要降低凝結時間，但我將石膏的SO3含量調到了2.0%左右，凝結時間卻還是在3小時左右，我該用什么方法將凝結時間調到2:30左右呢？請專家幫我謝謝
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- 建材網友
- [106418]
- 當水泥與適量的水調和時，開始形成的是一種可塑性的漿體，具有可加工性。隨著時間的推移，漿體逐漸失去了可塑性，變成不能流動的緊密的狀態，此后漿體的強度逐漸增加，直到最后能變成具有相當強度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等，水泥就會把它們膠結在一起，變成堅固的整體，即我們常說的混凝土。這整個過程我們把它叫做水泥的凝結和硬化。從物理、化學觀點來看，凝結和硬化是連續進行的、不可截然分開的一個過程，凝結是硬化的基礎，硬化是凝結的繼續。但是在施工中為了保證施工質量，要求在水泥漿體失去其可塑性以前必須結束施工，因此人們根據需要以及水泥漿體的這個特性，人為地將這整個過程劃分為凝結和硬化兩個過程。凝結是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性，并有很低的強度的過程；硬化是指漿體強度逐漸提高能抵抗外來作用力的過程。此外，對凝結過程還人為地進一步劃分為初凝和終凝，用加水后開始計算的時間來表示。例如，國家標準規定：普通硅酸鹽水泥初凝不得早于45min，終凝不得遲于12h。使用時施工澆灌過程的時間，必須早于45min；到終凝后，才能脫去模板開始下一個周期生產。
水泥的凝結和硬化，是一個復雜的物理—化學過程，其根本原因在于構成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水后會發生水解或水化反應而變成水化物，由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯結形成水泥石的結構，導致產生強度。
普通硅酸鹽水泥熟料主要是由硅酸三鈣（3CaO·SiO2）、硅酸二鈣（β-2CaO·SiO2）、鋁酸三鈣（3CaO·Al2O3）和鐵鋁酸四鈣（4CaO·Al2O3·Fe2O3）四種礦物組成的，它們的相對含量大致為：硅酸三鈣37～60％，硅酸二鈣15～37％，鋁酸三鈣7～15％，鐵鋁酸四鈣10～18％。這四種礦物遇水后均能起水化反應，但由于它們本身礦物結構上的差異以及相應水化產物性質的不同，各礦物的水化速率和強度，也有很大的差異。按水化速率可排列成：鋁酸三鈣＞鐵鋁酸四鈣＞硅酸三鈣＞硅酸二鈣。按最終強度可排列成：硅酸二鈣＞硅酸三鈣＞鐵鋁酸四鈣＞鋁酸三鈣。而水泥的凝結時間，早期強度主要取決于鋁酸三鈣和硅酸三鈣。現分別簡述它們的水化反應。
首先，介紹鋁酸三鈣。它的水化反應可用下式表達。
上述鋁酸三鈣的水化反應如果進行得很快，會導致水泥的凝結過快而無法使用，因此，一般在粉磨水泥時都摻有適量的二水石膏作為緩凝劑，摻石膏后鋁酸三鈣的水化反應如下式所示。
由于這個反應就不會引起快凝。當水泥中的石膏完全作用完后，還有多余3CaO·Al2O3時將發生下列反應。
如果還有過量3CaO·Al2O3時，就會生成4CaO·Al2O3·13H2O。在正常緩凝的硅酸鹽水泥中，石膏摻入量能保證在漿體結硬以前，不會發生后兩個反應。
其次，談一下硅酸三鈣。它的水化反應可表示如下：
由于CaO0.8～1.5SiO2·H2O0.25與天然的托勃莫來石很相似，因而稱它為托勃莫來石，通常用CSH(B)來表示。
鐵鋁酸四鈣水化反應和鋁酸三鈣相似，而硅酸二鈣水化反應和硅酸三鈣相似。
那么，這些水化產物怎樣會導致水泥漿結硬并產生強度呢？水泥凝結硬化的機理究竟是什么？按結晶理論認為水泥熟料礦物水化以后生成的晶體物質相互交錯，聚結在一起從而使整個物料凝結并硬化。按膠體理論認為水化后生成大量的膠體物質，這些膠體物質由于外部干燥失水，或由于內部未水化顆粒的繼續水化，于是產生“內吸作用”而失水，從而使膠體硬化。隨著科學技術的發展，特別是X—射線和電子顯微技術的應用，將這兩種理論統一起來，過去認為水化硅酸鈣CSH(B)是膠體無定形的，實際上它是纖維狀晶體，只不過這些晶體非常細小，處在膠體大小范圍內，比面積很大罷了。所以現在比較統一的認識是：水泥水化初期生成了許多膠體大小范圍的晶體如CSH(B)和一些大的晶體如Ca(OH)2包裹在水泥顆粒表面，它們這些細小的固相質點靠極弱的物理引力使彼此在接觸點處粘結起來，而連成一空間網狀結構，叫做凝聚結構。由于這種結構是靠較弱的引力在接觸點進行無秩序的連結在一起而形成的，所以結構的強度很低而有明顯的可塑性。以后隨著水化的繼續進行，水泥顆粒表面不大穩定的包裹層開始破壞而水化反應加速，從飽和的溶液中就析出新的、更穩定的水化物晶體，這些晶體不斷長大，依靠多種引力使彼此粘結在一起形成緊密的結構，叫做結晶結構。這種結構比凝聚結構的強度大得多。水泥漿體就是這樣獲得強度而硬化的。隨后，水化繼續進行，從溶液中析出新的晶體和水化硅酸鈣凝膠不斷充滿在結構的空間中，水泥漿體的強度也不斷得到增長。
影響水泥凝結速率和硬化強度的因素很多，除了熟料礦物本身結構，它們相對含量及水泥磨粉細度等這些內因外，還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關。 - 回答時間：2006-12-04
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