水泥凝結(jié)硬化機(jī)理

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1、5.1.4凝結(jié)硬化機(jī)理水泥凝結(jié)硬化流程圖，見動(dòng)畫演示凝結(jié)：水泥漿→完全失去漿體塑性硬化：水泥漿從完全失去塑性→強(qiáng)度增長一、水泥的水化反應(yīng)2(3CaO.SiO2)+6H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+3Ca(OH)22(2CaO.SiO2)+4H2O→3CaO.2SiO2.3H2O+Ca(OH)23CaO.Al2O3+6H2O→3CaO.Al2O3.6H2O4CaO.Al2O3.Fe2O3+7H2O→3CaO.Al2O3.6H2O+CaO.Fe2O3.H2O部分水化鋁酸鈣與石膏作用產(chǎn)生如下反應(yīng)：3CaO.Al2O3.6H2O+3(CaSO4.2H2O)+19H2O→3C

2、aO.Al2O3.3CaSO4.31H2O主要水化產(chǎn)物：水化硅酸鈣凝膠70%水化鐵酸鈣凝膠水化鋁酸鈣晶體氫氧化鈣晶體20%水化硫鋁酸鈣晶體7%石膏的緩凝作用在于：水泥的礦物組成中鋁酸三鈣水化速度最快，鋁酸三鈣在飽和的石灰——石膏溶液中生成溶解度極低的水化硫鋁酸鈣晶體，包圍在水泥顆粒的表面形成一層薄膜，阻止了水分子向未水化的水泥粒子內(nèi)部進(jìn)行擴(kuò)散，延緩了水泥熟料顆粒，特別是鋁酸三鈣的繼續(xù)水化，從而達(dá)到緩凝的目的。二、水泥凝結(jié)硬化的物理化學(xué)過程水泥與水拌合后，熟料顆粒表面迅速與水發(fā)生反應(yīng)，因?yàn)樗锷伤俣却笥谒锵蛉芤簲U(kuò)散的速度，于是生成的水化產(chǎn)物在水泥顆粒表面堆積，這層水化

3、物稱為凝膠膜層，這就構(gòu)成了最初的凝膠結(jié)構(gòu)。動(dòng)畫演示1、由于Ca2+的滲透，凝膠膜層破裂，使得2、由于顆粒表面暴露出來，又與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由于水化物生成速度大于其擴(kuò)散速度，故在顆粒表面又堆積了大量的凝膠，這個(gè)反應(yīng)不斷進(jìn)行下去，就生成了外面包裹著厚厚一層凝膠膜的新凝膠結(jié)構(gòu)。3、隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，水份逐漸減少，凝膠結(jié)構(gòu)分子間距離減少，吸引力越來越大，粘結(jié)力增大，使?jié){體失去塑性，開始凝結(jié)。4、水份越來越少，漿體稠度增大，微粒之間距離越來越小，由于分子間相互作用力—粘結(jié)力，互相結(jié)合，破壞了無規(guī)則排列，變?yōu)橛幸?guī)則排列，晶體產(chǎn)生。5、晶體、膠體相互交錯(cuò)成網(wǎng)狀，晶體起主要的承力骨架作用

4、，膠體起膠結(jié)作用，二者共同生長，緊密結(jié)合，形成堅(jiān)固致密的水泥石。6、強(qiáng)度不斷增大。三、水泥石的組成硬化后的水泥石凝膠體（凝膠和晶體）未水化水泥顆粒內(nèi)核毛細(xì)孔四、影響硅酸鹽水泥的凝結(jié)硬化的因素礦物組成細(xì)度用水量養(yǎng)護(hù)時(shí)間溫度和濕度1、熟料礦物組成的影響硅酸鹽水泥的四種熟料礦物中，C3A,C3S的水化和凝結(jié)硬化速度最快，因此它們含量越高，則水泥凝結(jié)硬化越快。2、水泥細(xì)度的影響水泥顆粒的粗細(xì)直接影響水泥的水化、凝結(jié)硬化、強(qiáng)度、干縮及水化熱等，水泥顆粒越細(xì)，水化作用的發(fā)展就越迅速而充分，使凝結(jié)硬化的速度加快，早期強(qiáng)度也就越高。但水泥顆粒過細(xì)，硬化時(shí)產(chǎn)生的收縮亦較大。3、拌合加水量的影

5、響拌合水越多，硬化水泥石中的毛細(xì)孔就越多，凝結(jié)硬化越慢，強(qiáng)度越低。4、養(yǎng)護(hù)濕度和溫度的影響用水泥拌制的砂漿和混凝土，在澆灌后應(yīng)注意保持潮濕狀態(tài)，以利獲得和增加強(qiáng)度。提高溫度可加速水化反應(yīng)。5、養(yǎng)護(hù)齡期的影響水泥的水化硬化是一個(gè)較長時(shí)期不斷進(jìn)行的過程，所以水泥在3～14d內(nèi)強(qiáng)度增長較快，28d后增長緩慢。