小弟,這是個複雜的物理化學變化過程,詳細解釋太慢。簡單告訴你吧:
矽酸鹽水泥的凝結硬化
水泥的凝結是指水泥加水拌和後,成為塑性的水泥漿,其中的水泥顆粒表面的礦物開始在水中溶解並與水發生水化反應,水泥漿逐漸變稠失去塑性,但還不具有強度的過程。
硬化是指凝結的水泥漿體隨著水化的進一步進行,開始產生明顯的強度並逐漸發展而成為堅硬水泥石的過程。凝結和硬化是人為地劃分的,實際上是一個連續複雜的物理化學變化過程。
水泥凝結硬化過程示意圖
一般按水化反應速率和水泥漿體的結構特徵,矽酸鹽水泥的凝結硬化過程可分為:初始反應期、潛伏期、凝結期、硬化期4個階段。
1.初始反應期。水泥與水接觸後立即發生水化反應,在初始的5~10min內,放熱速率劇增,可達此階段的最大值,然後又降至很低。這個階段稱為初始反應期。在此階段矽酸三鈣開始水化,生成水化矽酸鈣凝膠,同時釋放出氫氧化鈣,氫氧化鈣立即溶於水中,鈣離子濃度急劇增大,當達到過飽和時,則呈結晶析出。同時,暴露於水泥熟料顆粒表面的鋁酸三鈣也溶於水,並與已溶解的石膏反應,生成鈣礬石結晶析出,附著在顆粒表面,在這個階段中,水化的水泥只是極少的一部分。
2.潛伏期。在初始反應期後,有相當長一段時間(約1~2h),水泥漿的放熱速率很低,這說明水泥水化十分緩慢。這主要是由於水泥顆粒表面覆蓋了一層以水化矽酸鈣凝膠為主的滲透膜層,阻礙了水泥顆粒與水的接觸。在此期間,由於水泥水化產物數量不多,水泥顆粒仍呈分散狀態,所以水泥漿基本保持塑性。許多研究者將上述二個階段合併稱為誘導期。
3.凝結、硬化期。在潛伏期後由於滲透壓的作用,水泥顆粒表面的膜層破裂,水泥繼續水化,放熱速率又開始增大,6h內可增至最大值,然後又緩慢下降。在此階段,水化產物不斷增加並填充水泥顆粒之間的空間,隨著接觸點的增多,形成了由分子力結合的凝聚結構,使水泥漿體逐漸失去塑性,這一過程稱為水泥的凝結。此階段結束約有15%的水泥水化。
4.在凝結期後,放熱速率緩慢下降,至水泥水化24h後,放熱速率已降到一個很低值,約4.0J/g h以下,此時,水泥水化仍在繼續進行,水化鐵鋁酸鈣形成;由於石膏的耗盡,高硫型水化硫鋁酸鈣轉變為低硫型水化硫鋁酸鈣,水化矽酸鈣凝膠形成纖維狀。在這一過程中,水化產物越來越多,它們更進一步地填充孔隙且彼此間的結合亦更加緊密,使得水泥漿體產生強度,這一過程稱為水泥的硬化。硬化期是一個相當長的時間過程,在適當的養護條件下,水泥硬化可以持續很長時間,幾個月、幾年、甚至幾十年後強度還會繼續增長。
水泥石強度發展的一般規律是:3~7天內強度增長最快,28天內強度增長較快,超過28天后強度將繼續發展但增長較慢。
需要注意的是:水泥凝結硬化過程的各個階段不是彼此截然分開,而是交錯進行的。
小弟,這是個複雜的物理化學變化過程,詳細解釋太慢。簡單告訴你吧:
矽酸鹽水泥的凝結硬化
水泥的凝結是指水泥加水拌和後,成為塑性的水泥漿,其中的水泥顆粒表面的礦物開始在水中溶解並與水發生水化反應,水泥漿逐漸變稠失去塑性,但還不具有強度的過程。
硬化是指凝結的水泥漿體隨著水化的進一步進行,開始產生明顯的強度並逐漸發展而成為堅硬水泥石的過程。凝結和硬化是人為地劃分的,實際上是一個連續複雜的物理化學變化過程。
水泥凝結硬化過程示意圖
一般按水化反應速率和水泥漿體的結構特徵,矽酸鹽水泥的凝結硬化過程可分為:初始反應期、潛伏期、凝結期、硬化期4個階段。
1.初始反應期。水泥與水接觸後立即發生水化反應,在初始的5~10min內,放熱速率劇增,可達此階段的最大值,然後又降至很低。這個階段稱為初始反應期。在此階段矽酸三鈣開始水化,生成水化矽酸鈣凝膠,同時釋放出氫氧化鈣,氫氧化鈣立即溶於水中,鈣離子濃度急劇增大,當達到過飽和時,則呈結晶析出。同時,暴露於水泥熟料顆粒表面的鋁酸三鈣也溶於水,並與已溶解的石膏反應,生成鈣礬石結晶析出,附著在顆粒表面,在這個階段中,水化的水泥只是極少的一部分。
2.潛伏期。在初始反應期後,有相當長一段時間(約1~2h),水泥漿的放熱速率很低,這說明水泥水化十分緩慢。這主要是由於水泥顆粒表面覆蓋了一層以水化矽酸鈣凝膠為主的滲透膜層,阻礙了水泥顆粒與水的接觸。在此期間,由於水泥水化產物數量不多,水泥顆粒仍呈分散狀態,所以水泥漿基本保持塑性。許多研究者將上述二個階段合併稱為誘導期。
3.凝結、硬化期。在潛伏期後由於滲透壓的作用,水泥顆粒表面的膜層破裂,水泥繼續水化,放熱速率又開始增大,6h內可增至最大值,然後又緩慢下降。在此階段,水化產物不斷增加並填充水泥顆粒之間的空間,隨著接觸點的增多,形成了由分子力結合的凝聚結構,使水泥漿體逐漸失去塑性,這一過程稱為水泥的凝結。此階段結束約有15%的水泥水化。
4.在凝結期後,放熱速率緩慢下降,至水泥水化24h後,放熱速率已降到一個很低值,約4.0J/g h以下,此時,水泥水化仍在繼續進行,水化鐵鋁酸鈣形成;由於石膏的耗盡,高硫型水化硫鋁酸鈣轉變為低硫型水化硫鋁酸鈣,水化矽酸鈣凝膠形成纖維狀。在這一過程中,水化產物越來越多,它們更進一步地填充孔隙且彼此間的結合亦更加緊密,使得水泥漿體產生強度,這一過程稱為水泥的硬化。硬化期是一個相當長的時間過程,在適當的養護條件下,水泥硬化可以持續很長時間,幾個月、幾年、甚至幾十年後強度還會繼續增長。
水泥石強度發展的一般規律是:3~7天內強度增長最快,28天內強度增長較快,超過28天后強度將繼續發展但增長較慢。
需要注意的是:水泥凝結硬化過程的各個階段不是彼此截然分開,而是交錯進行的。