水泥水化硬化过 程中游离氧化钙的影响机制施 惠生上海同济大学摘要通过 实验研究了各种不同性状的游离氧化钙在水泥水化硬化过程中的作用,分析探讨了游 离氧化钙对水泥凝结时 间和体积安定性的 影响机制实验结果表明,各种不同性 状的都不同程度地促进了水泥的凝 结和硬化,除纯外,水泥中其他性状的含超过一定极 限时都会导致体积安定性不良,熟料烧成温度 对水泥安定性的影响不明显关镇词水泥,水化,游离钙,凝结时 间,安 定性,,,,,,引言波特兰水泥作为大量应用的工程材料,世界各国标准对其水化硬化过程中一些主要物理性 能如 凝结时间和体积 安定性等都有 明确规定但关于对它们的影响规律,至今还未能充分认识,文献中的观点很不一致和等认为,的存在会 延长水泥水化的潜伏期〔‘,,但等则认为会促进水泥水化,缩短凝结时间〔·二等发现要控制最佳凝结时间,锻烧好的熟料比欠烧熟料需要更多的,并认为硬烧石灰比轻烧石灰释放的速率快〔‘〕但王善拔等的研究结果与此相反〔三,文献中关于水泥安定性的研究 户〕大都采用外掺的方式,对熟料中的研究甚少,且都定性地采用试饼法,没有量的概念为了更好地定量 了解和掌握对这些性 能 的影响规律,本文研究探讨了各种不同性状 的在 水泥水 化硬化过 程中的 作用 机制。
原材料和试验方法试验用 工业 原材料 的化学成分列 于表为考察的影响,在 生料中掺加不 同数量的部分生料掺加少量复 合矿化剂 在℃下低温烧 成一 组含 量不同的熟料,记 为山其 他生料不掺矿化剂在下烧成熟料,记为上述熟料掺加石膏后制成水泥表是组熟料的化学成分和计算矿物组成农原材料的化学成分物料类别生料石称一石灰石一将分析纯和工业 石灰石粉在相 同缎烧制度下制成纯和工业,外掺入原始含量为的号商品硅酸盐水泥中掺加缎烧 的纯试样记为组掺加缎烧 的工业试 样记为,掺加玉℃的记为组按测定各试样的标准稠度需水量、凝结时间和安定性,测定安定性用雷氏法试样的水化热 由一型导热量热仪测定水泥农试验熟料的化学成分和计算矿物组成试样号﹃一一一一一一一一一一三‘一 ︺八 ︺︺六巴互︺勺︺口口,人口口,人甘‘任 ⋯⋯﹄,‘二啥叹︺月了﹄只一口︺口了心︺门卜 ︺‘卜︸月口,山﹄︹,月口口︹﹄,孟曰序 了月任汽,山八 ︺︺月了门卜口八 ⋯‘‘月任伙任任月啥口月峙任啥‘任任只︺口口,‘,‘‘任戈 ︺口口‘,工曰内了叹︺月络口﹄月二八 ︺︺月了心︺ ⋯⋯‘ ⋯一任月性络马峙互︺任兮马内了乃门己白公,匀月了以口‘︸曰︹日月了八 ﹃︸‘山 ⋯⋯门﹄︺︺︸门了,孟︺﹄︺曰‘ ﹄乙,山,山,工,﹄乃‘勺‘,人试验结果和讨论水泥的凝结时间从图可知,不论的性状如何,随其含量的增加,水泥的凝结时间缩短。
试验中还发现,各试样的标准稠度需水量和沸煮前雷氏夹的针尖距就已随含量的增加而增大,表明在水泥加水后就参与了水化反 应,因而导致凝结加快但是,不同性状的的影飞,】上、宜留落早匕响程度差别较大,纯由于没有杂质氧化物的作用,水化活性很大,即使在‘下锻烧也只需不到就已完全水化鱿,即在水泥初凝之前已大部分水化因此,组试样凝结最快,无论初凝还是终凝,都随含量增大而大幅度提前工 业在少量、、等杂质氧化物的作用下,晶体结构致密,水化活化能明显地高于纯川,水化活性较低,且随缎烧温度增加而降低见图所以试样比凝结较快,但相 当一部分工 业在水泥凝结之前尚未水化,因而对凝结 时间的影响没有纯显著试样与同种生料高温烧成的相比,前者 凝结略快于后者,说 明后者的水化活性稍低掺矿化剂可有效地降低熟料烧成温度,但 同时液相形成温度也降肠’ 岁一· 睽叹芝盯 件一 粗 恻毯 城毛孔 二飞双汪八 乏应蓄德软·“台圈对水泥凝结时间的影响扮一片‘乒与下二二时可圈在和下缎烧的工业水化放热速率的程度相异而已图还表明,熟料中的即使烧成温度差别较大,但对安定性的影响相近,和线十 分接近线却差距较远,这 是 因为工 业烧成 中的液 相量 和 矿 物 组成及含量等都差别较大,以至于水化活性差别较大之故见图、。
洲州三已玛姿瀚低,液相量和杂质氧化物数量并不减少,因而对的性质不会有质的改变水 泥水化硬 化过程中,水化产物长大并增多到足以将各种颗粒 初步联接成网,形成凝聚结 构,浆体便开始 凝结一般 认为,初 凝是与诱导期的终止,一一开始快速形成的时间相一致 终凝即为水泥颗粒被一一完全覆盖 的时间,大致发生在加速期 的中期水泥水化的 各 阶段与溶液中浓度 密切相 关,开 始成核生 长,同样也标志着诱导期的结束川在一 定条件下,的饱和比也与的水 化有关,的水化增加 了液相 中十的浓度,导 致诱导期的缩短〔们,加快了水泥的凝结图表 明,掺加工 业后,无论是波特兰水泥还是矿渣水泥或粉煤灰 水泥,由于液 相 中浓度的增 加,第二个放热峰都不 同程度地提前了,说明诱导期缩短,凝结 时间加快了卜￡ 二一一,‘‘一一一司 艺图对水泥安定性的影响⋯〕二 卜注玉 一·国之哥划影澎仁王时 司图各种水泥的水化放热速率曲线水泥的安定性从 图可 知、组 试样 随含 量增 加其安 定性显著变差,当熟 料 中含 量接近于时,安定性即不合格组试 样安定性基本上与加入 量 无关,表 明纯对水泥安定性没有影 响试样与组相近,只是图工业的图一般 波特兰水泥熟料 中,硅酸 盐矿物约占,熔剂 矿 物约占,在烧 成温度下形成液相量约为。
因此,液相包裹的几率很大但工业仅含 少量杂质 氧化泥物,烧成时仅形成少量其他矿物,根本不足以包裹大量的,但它与熟料中对水泥安定性 的影响几乎相同,组与组试样开始导致水泥安定性不 良的量大约都在左右因此,文献中把杂质氧化物对水化活性的影 响完全归结为被硅酸盐矿物或熔剂矿物所包裹的说法值得探讨从本试验结果看,包裹作用并非主要,更不是 唯一 的熟料主要矿物一般 在个月 时 水 化已有左右,如果仅是被包裹,那么这 时应有已裸露出来并水化,只有还未水化,何况 一般熟料中量也不会很高,且不 可能完全被包 裹,这又怎能解释在数年龄期的混凝土中还会造成破坏呢而且被破坏的混凝土中肯定还有少量熟料矿物未水化,则它们还 包裹有部分显然,杂质氧化物对可能还有其他的作用 机制,因而即使不被包裹 但其水化活性仍很低杂质氧化物可能影响了晶体的本征结构,从而降低了其水化活性二 二结论不 同性状 的均会 增 加水 化初期液相中上的浓度,缩短的诱导期,加 速水泥 的水化硬化,缩 短水泥 的凝结时间无 论是熟料中的还是 外掺加入水泥的工业,因它们的水 化活性低,故含量超过一定范围时都会导致水泥体积安定性不良熟料烧成温度对的水 化 活性影 响不大。
影 响水 化活性 的主 要 因素是杂质氧 化物,外掺纯不 会影 响水 泥的体积安定性杂质氧化物对水化活性的作用 机制还需进一步研究参考文献··,,一一,·一于一一一一,,生一,,,玫一一盆,,一,,一一,王善拔,季 尚行,段鹏选 关于影 响水泥安定性机理的探讨 水泥,,一·施 惠 生氧化 钙的显微结构与 水化活性硅 酸盐学报,,一施惠 生温度对 游离氧化钙水化特性 的影响上 海建材学院学报,,,一一 一,,编辑胡如进风士士士士士士十士士士士士士士士士士士士士士士士士士士士士士士士卜如 卜 如 十 如如朴如 朴朴 十卜朴如 如朴 如·下期要目·窑外分解缎烧系统诊断学·········⋯ ⋯胡道和粉体悬浮预热器热效率的理论⋯⋯徐德龙等利 用含微量斓 系元素的粘土烧制水泥的研究”””““‘””’················⋯ ⋯黄其秀等固井用高抗硫级水泥 的研究················ · ·· · ·· · ··· ··········⋯⋯丁树修中又原料磨更换段节筒体小结曾曦立磨改用旋转式选粉机⋯⋯王晓星单边双齿轮减速 装置介绍⋯ ⋯周伟康叨又开路生料磨技术改造⋯⋯甘超低能耗早强高铁硅酸盐水泥熟料的研制····································⋯ ⋯黄从运如何预测自应力硫铝酸盐水泥自应力值⋯·” ””‘’·····················⋯⋯ 文华元测 定火山灰质水泥中可溶氧化钙 含量控制水泥强度···························⋯ ⋯ 文俊涛咔咔 咔咔 咔 咔咔咔咔咔 咔咔峥 咔 咔 咔 咔咔咔咔沐对平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平平父。