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水泥为什么会凝结硬化

100次浏览     发布时间:2025-01-23 13:02:45    

水泥的凝结硬化是一个复杂的物理和化学过程,主要涉及以下几个步骤和原理:

水化反应

水泥熟料矿物(如硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙)遇水后会发生水解或水化反应,生成水化物。这些水化物通过多种引力(如离子键、共价键和物理引力)相互搭接和联结,形成水泥石的结构。

胶体形成与硬化

水化反应初期,生成大量胶体大小范围的晶体(如CSH(B))和一些大的晶体(如Ca(OH)2)。这些细小的固相质点通过较弱的物理引力在接触点处粘结,形成凝聚结构。随着水化反应的继续进行,这些晶体不断长大,形成更为紧密的结晶结构。这种结构比凝聚结构的强度大得多,从而使水泥浆体获得强度并硬化。

温度与湿度的影响

水泥的凝结速率和硬化强度受温度和湿度等外界条件的影响。较高的温度和湿度可以加速水化反应,从而缩短凝结时间。此外,掺入适量的外加剂(如缓凝剂、速凝剂)也可以调节水泥的凝结时间和硬化性能。

假凝现象

假凝是指水泥在早期出现过快固化的现象,通常是由于水泥粉磨时温度过高导致二水硫酸钙脱水,形成半水石膏,进而引起浆体过早固化。假凝现象可以通过剧烈搅拌恢复正常可塑性,对强度无不利影响。

强度发展

水泥浆体在凝结过程中,从可塑性状态逐渐转变为不能流动的紧密状态,强度逐渐增加。最终,水泥浆体变成具有相当强度的石状固体。如果水泥中掺有集合料(如砂、石子),水泥会将它们胶结在一起,形成坚固的整体,即混凝土。

综上所述,水泥的凝结硬化是一个由多种因素共同作用的结果,涉及水化反应、胶体形成与硬化、温度与湿度的影响以及假凝现象等多个方面。通过控制这些因素,可以调节水泥的凝结时间和硬化性能,以满足不同施工需求。

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