2016年一级结构:水泥(3)

3.石膏

一般水泥熟料磨成细粉与水拌和会产生速凝现象,掺入适量石膏不仅可调节凝结时间,还能提高早期强度,降低干缩变形,改善耐久性、抗渗性等一系列性能。对于惨混合材的水泥,石膏还对混合材起活性激发剂作用。

用于水泥中的石膏一般是二水石膏或无水石膏。

(二)水泥的水化硬化

水泥与水接触时,水泥中的各组分与水的反应称为水化。水泥的水化反应受水泥的组成、细度、加水量、温度、混合材等一系列因素的影响。水泥加水拌合后,成为可塑性的水泥浆,随着水化反应的进行,水泥浆逐渐变稠失去流动性而具有一定的塑性强度,称为水泥的"凝结";随着水化进程的推移,水泥浆凝固具有一定的机械强度并逐渐发展而成为坚固的人造石一一水泥石,这一过程称为"硬化"。凝结与硬化是一个连续复杂的物理化学过程。

1.硅酸盐水泥的水化硬化

硅酸盐水泥的水化过程概括如图10-4-1所示,水泥加水后,首先石膏迅速溶解于水，C₃A立即发生反应, C₄AF与C₃S亦很快水化而自β-C₂S则稍慢。几分钟后在电子显微镜下可以观察到水泥颗粒表面生成针状晶体、立方片状晶体和无定型的水化硅酸钙凝胶(C－S－H)。尺寸相对较大的立方板状晶体是氢氧化钙,针状晶体(或立方棱柱状晶体)是三硫型水化硫铝酸钙晶体(钙钒石AFt)。以后由于不断地生成三硫型水化硫铝酸钙,使液相中SO₄^－离子逐渐耗尽后, C₃A与C₄AF和三硫型水化硫铝酸钙作用生成单硫型水化硫酸酸钙(AFm)。生成的3CaO· (Al₂O₃. Fe₂O₃,) . CaSO₄ . 12HzO可再和4CaO· (Al₂O₄ . Fe₃O₄)13HzO形成固溶体,如果石膏不足,还有C₃A或C₄AF剩留,则会生成单硫型水化硫铝酸钙和C₄（AF）H₁₃的固溶体，甚至单独的C₄（AF）H₁₃，而后逐渐变成稳定的等轴晶体C₃（AF）H₆。