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为什么水泥遇水会凝固?

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间
当水泥与适量的水调和时,开始形成的是一种可塑性的浆体,具有可加工性。随着时间的推移,浆体逐渐失去了可塑性,变成不能流动的紧密的状态,此后浆体的强度逐渐增加,直到最后能变成具有相当强度的石状固体。如果原先还掺有集合料如砂、石子等,水泥就会把它们胶结在一起,变成坚固的整体,即我们常说的混凝土。这整个过程我们把它叫做水泥的凝结和硬化。从物理、化学观点来看,凝结和硬化是连续进行的、不可截然分开的一个过程,凝结是硬化的基础,硬化是凝结的继续。但是在施工中为了保证施工质量,要求在水泥浆体失去其可塑性以前必须结束施工,因此人们根据需要以及水泥浆体的这个特性,人为地将这整个过程划分为凝结和硬化两个过程。凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性,并有很低的强度的过程;硬化是指浆体强度逐渐提高能抵抗外来作用力的过程。此外,对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝,用加水后开始计算的时间来表示。例如,国家标准规定:普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于12h。使用时施工浇灌过程的时间,必须早于45min;到终凝后,才能脱去模板开始下一个周期生产。 水泥的凝结和硬化,是一个复杂的物理—化学过程,其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物,由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构,导致产生强度。 普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(β-2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)四种矿物组成的,它们的相对含量大致为:硅酸三钙37~60%,硅酸二钙15~37%,铝酸三钙7~15%,铁铝酸四钙10~18%。这四种矿物遇水后均能起水化反应,但由于它们本身矿物结构上的差异以及相应水化产物性质的不同,各矿物的水化速率和强度,也有很大的差异。按水化速率可排列成:铝酸三钙>铁铝酸四钙>硅酸三钙>硅酸二钙。按最终强度可排列成:硅酸二钙>硅酸三钙>铁铝酸四钙>铝酸三钙。而水泥的凝结时间,早期强度主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙。现分别简述它们的水化反应。 首先,介绍铝酸三钙。它的水化反应可用下式表达。 上述铝酸三钙的水化反应如果进行得很快,会导致水泥的凝结过快而无法使用,因此,一般在粉磨水泥时都掺有适量的二水石膏作为缓凝剂,掺石膏后铝酸三钙的水化反应如下式所示。 由于这个反应就不会引起快凝。当水泥中的石膏完全作用完后,还有多余3CaO·Al2O3时将发生下列反应。 如果还有过量3CaO·Al2O3时,就会生成4CaO·Al2O3·13H2O。在正常缓凝的硅酸盐水泥中,石膏掺入量能保证在浆体结硬以前,不会发生后两个反应。 其次,谈一下硅酸三钙。它的水化反应可表示如下: 由于CaO0.8~1.5SiO2·H2O0.25与天然的托勃莫来石很相似,因而称它为托勃莫来石,通常用CSH(B)来表示。 铁铝酸四钙水化反应和铝酸三钙相似,而硅酸二钙水化反应和硅酸三钙相似。 那么,这些水化产物怎样会导致水泥浆结硬并产生强度呢?水泥凝结硬化的机理究竟是什么?按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错,聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质,这些胶体物质由于外部干燥失水,或由于内部未水化颗粒的继续水化,于是产生“内吸作用”而失水,从而使胶体硬化。随着科学技术的发展,特别是X—射线和电子显微技术的应用,将这两种理论统一起来,过去认为水化硅酸钙CSH(B)是胶体无定形的,实际上它是纤维状晶体,只不过这些晶体非常细小,处在胶体大小范围内,比面积很大罢了。所以现在比较统一的认识是:水泥水化初期生成了许多胶体大小范围的晶体如CSH(B)和一些大的晶体如Ca(OH)2包裹在水泥颗粒表面,它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来,而连成一空间网状结构,叫做凝聚结构。由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的,所以结构的强度很低而有明显的可塑性。以后随着水化的继续进行,水泥颗粒表面不大稳定的包裹层开始破坏而水化反应加速,从饱和的溶液中就析出新的、更稳定的水化物晶体,这些晶体不断长大,依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构,叫做结晶结构。这种结构比凝聚结构的强度大得多。水泥浆体就是这样获得强度而硬化的。随后,水化继续进行,从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中,水泥浆体的强度也不断得到增长。 影响水泥凝结速率和硬化强度的因素很多,除了熟料矿物本身结构,它们相对含量及水泥磨粉细度等这些内因外,还与外界条件如温度、加水量以及掺有不同量的不同种类的外加剂等外因密切相关。

水泥在凝固后遇水还能继续增加强度吗?~

能 ,而且其强度在一年内增加量还是比较明显的。
水泥凝固后,水化反应还是在继续,只不过非常缓慢,吸水后,多少会增加一点重量、增加一点强度

这是一个复杂的物理—化学过程。

相关要点总结:

14747842601:混凝土浸泡在水里会凝固吗
归欣答:混凝土浸泡在水里会凝固吗: 可以凝固,因为混凝土的主要材料是水泥,而水泥中含有钙矾石、氢氧化钙等物质,它们都是溶于水的,所以水泥无论是在空气中,还是在水中都能硬化凝固,但是在存储水泥时要放在干燥的地方,并且要做好防潮助理,这样水泥才不会硬化。 混凝土在水里多久凝固: 一般情况下大约需要10几个小时才能凝固...

14747842601:水泥是什么物质,为什么与水反应会变成?
归欣答:水泥,是一种粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥的凝结硬化机理比较复杂,如果是中学化学,一般会以水泥中的硫酸钙(熟石膏,半水硫酸钙)吸水结晶硬化(生成生石膏,二水硫酸钙)为原理:(2CaSO₄)·H₂...

14747842601:水泥遇水会凝固、那水泥是从水里出来了吗?我不懂,求解
归欣答:水泥的凝结是指水泥加水拌和后,成为塑性的 水泥浆 ,其中的水泥颗粒表面的矿物开始在水中溶解并与水发生 水化反应 ,水泥浆逐渐变稠失去塑性,但还不具有强度的过程。

14747842601:水泥一直泡在水里会凝固吗
归欣答:一、水泥一直泡在水里会凝固吗 如果水泥一直泡在水中,正常情况下是不会凝固的,水泥要凝固需要有一定的条件。首先需要加入适量的水、砂和石子,然后一边加水,一边搅拌,有的时候还可能受到天气的影响,需要加入其他的材料,才能达到凝固的效果,如果只是将水泥泡在水中,是不会凝固的。随着时间的推移,...

14747842601:为什么水泥与水、沙子混合会凝固?
归欣答:1.水泥 水泥是非常重要的建筑材料,高楼大厦和各种建筑工程都离不开它。水泥具有水硬性,跟水掺和搅拌后很容易凝固变硬,由于水泥具有这一优良特性,因此被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化,因此也是水下工程必不可少的材料。以粘土和石灰石为主要原料,经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧,再加入...

14747842601:水泥在运输或储存过程中要注意什么?为什么水泥遇水很快结块变硬?
归欣答:水泥在运输的过程中只要防止下雨就行了,带上雨布盖上,储存环境要干燥,反正就是无论怎么样都不能遇水 水泥呈粉末状,与水混合后,经过物理化学过程能由可塑性浆 体变成坚硬的石状体,并能将散粒材料胶结成为整体,是一种良好的矿物胶凝材料。水泥不仅能在空气中硬化,还能更好地在水中硬化,保持并...

14747842601:为什么水泥遇水就会变硬
归欣答:1. 水泥与水调和后,形成可塑性浆体,此阶段浆体具有可加工性。2. 随着时间的推移,浆体逐渐失去可塑性,转变为紧密不流动的状态,强度逐渐增强。3. 水泥中加入集合料如砂、石子等,水泥将它们胶结成坚固的整体,形成混凝土。4. 水泥的凝结和硬化过程包括晶体物质的生成与交错聚结,以及胶体物质的失水...

14747842601:为什么水泥遇水就会变硬为什么水泥遇水很快就会结
归欣答:水泥:粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体,能在空气中硬化或者在水中更好的硬化,并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。这是水泥的化学成分的特性决定的 起化学反应 来源 百度百科 希望能帮到你

14747842601:水泥如果用生锈的水会影响凝固吗?
归欣答:水泥泡在水里会凝固。凝固的原理如下:当水泥与适量的水调和时,开始形成的是一种可塑性的浆体,具有可加工性。随着时间的推移,浆体逐渐失去了可塑性,变成不能流动的紧密的状态,此后浆体的强度逐渐增加,直到最后能变成具有相当强度的石状固体。如果原先还掺有集合料如砂、石子等,水泥就会把它们胶结...

14747842601:水泥沾了水为什么反而会变硬?
归欣答:专用水泥是用于特定用途的,例如G级油井水泥和道路硅酸盐水泥。特性水泥则具有某种突出的性能,例如快硬硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥等。5. 水泥的主要成分是钙的硅酸盐和铝酸盐等的混合物,这些成分能与水化合形成水化物。水泥小颗粒在水分作用下水化后,体积增大,颗粒间的空隙减小,最终连成一体,使...

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