水泥浆体的凝结可分为初凝和终凝。
初凝表示水泥浆体失去流动性和部分可塑性,开始凝结。 终凝则表示水泥浆体逐渐硬化,完全失去可塑性,并具有一定的机械强度,能抵抗一定的外来压力。
凝结时间: 硅酸盐水泥初凝不小于45min,终凝不大于390min 。
其它: 初凝不小于45min,终凝不大于600min 。
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水泥凝结时间的长短决定于其凝结速度的快慢。
凡是影响水化速度的各种因素,基本上也同样影响水泥的凝结速度,如熟料矿物组成、水泥细度、水灰比、。例如,水灰比越大,水化越快,凝结反而变慢。这是因为加水量过多,颗粒间距增大,水泥浆体结构不易紧密,网络结构难以形成的缘故。
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影响凝结速度的因素
(1)水泥熟料矿物的组成
决定水泥凝结的主要矿物是C3A和C3S;在C3A含量较高或石膏等缓凝剂掺量过少时,出现 “速凝”或“闪凝”。产生这种不正常快凝时,浆体迅速放出大量热,温度急剧上升。
但是如果C3A较少(≤2%)或掺加有石膏等缓凝剂,就不会出现快凝现象,水泥的凝结快慢则主要由C3S水化来决定。
快凝是由C3A造成的,而正常凝结则是受C3 S制约的。
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(2)熟料和水化产物的结构
化学组成和煅烧温度相同的熟料,快冷凝结正常而慢冷凝结较快。
水化产物是凝胶状的,则会形成薄膜,包裹在未水化的水泥周围,阻碍矿物进一步水化,因而能延缓水泥的凝结。
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(1).快凝现象与假凝现象
快凝现象
指熟料粉磨后与水混合时很快凝结并放出热量的现象
假凝现象
指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。
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假凝 快凝
特点 放热量极微 放热量大
搅拌恢复塑性 搅拌后不能恢复塑性
原因 石膏脱水造成 C3A水化生成C4AH13
措施
降低入磨熟料温度
降低磨内温度
存放一定时间或搅拌
加入适量石膏
降低铝率,提高KH
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(2).石膏缓凝机理
C3A在石膏一石灰的饱和溶液中,生成溶解度极低的钙矾石,这些棱柱状的小晶体生长在颗粒表面,形成覆盖层或薄膜,覆盖并封闭了水泥颗粒表面,从而阻滞了水分子及离子的扩散,阻碍了水泥颗粒尤其是C3A的进一步水化故防止了快凝现象。
随着扩散作用的继续进行,钙矾石增多,当钙矾石覆盖层增加到足够厚时,渗透到内部的SO42-逐渐减少到不足以生成钙矾石,而形成单硫型水化硫铝酸钙、C4AHl3及其固溶体,并伴随有体积增加。当固相体积增加所产生的结晶压力达到一定数值时,钙矾石膜就会局部胀裂,水和离子的扩散失去阻碍,水化就能得以继续进行。
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石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。
当石膏掺量(以SO3计)%时,石膏掺量过小,水泥会产生快凝。进一步增加SO3含量时,石膏才出现明显的缓凝作用,但石膏掺量(以SO3计)%以后,凝结时间增长很少。
石膏的适宜掺量,应是加水后24h左右能够被耗尽的数量。
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是评价水泥质量的重要指标,是划分强度等级的依据。
通常按龄期将28d以前的强度称为早期强度,
28d及以后的强度称为后期强度。
水泥强度及其发展与很多因素有关,如熟料的矿物组成、水泥细度、水灰比、养护温度、石膏掺量以及外加剂等。
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一种认为,水泥加水拌和后,熟料矿物迅速水化,生成大量的水化产物C-S-H凝胶,并生成Ca(OH)2及钙矾石(AFt)晶体。经过一定时间以后,C-S-H凝胶也以长纤维晶体从熟料颗粒上长出,同时钙矾石晶体逐渐长大,它们在水泥浆体中相互交织联结,形成网状结构,从而产生强度。随着水化的进一步进行,水化产物数量不断增加,晶体尺寸不断长大,从而使硬化浆体结构更为致密
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