水泥凝结时间、假凝、快凝、缓凝和水化的问题

一、水泥的凝结时间及影响水泥凝结速度的因素

水泥从加水开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间称为水泥的凝结时间。凝结时间又分初凝和终凝。所谓初凝是指从水泥加水拌合到水泥浆达到人为规定的某一可塑状态所需的时间。初凝表示水泥浆开始失去可塑性并凝聚成块的性质，此时不具有机械强度。终凝是指水泥从加水拌合到水泥浆完全失去可塑性，达到人为规定的某一致密的固体状态所需要的时间。它表示胶体进一步紧密并失去其可塑性，产生机械强度，并能抵抗一定外力。

因为水泥的凝结速度直接影响砂浆和混凝土的凝结硬化速度，为保证砂浆和混凝土有充分的时间进行搅拌、运输、浇捣和砌筑，必须要求水泥有一个初凝时间。当施工完毕后又希望混凝土能较快硬化，缩短脱模时间，因此又要求水泥有不太长的终凝时间。

影响水泥凝结速度的因素很多。主要是：

1、水泥熟料的矿物组成（特别是铝酸盐）和含量；

2、水泥细度（或比表面积）的大小；

3、水泥中石膏掺加量及碱含量的高低；

4、水泥中混合材掺加量的高低；

5、混凝土的加水量、水泥用量、外加剂以及施工温度。

二、水泥的假凝、快凝现象，怎样避免假凝的发生

假凝是指水泥掺水拌合后，几分钟内物料就显示出凝结的特点，而后经剧烈搅拌，水泥浆又会恢复塑性并达到正常凝结的现象。

水泥的快凝与假凝不同。假凝放热量极微而快凝放出大量热量；快凝的水泥浆体重新搅拌不能再恢复塑性；水泥的快凝多是由于水泥中SO3掺入量不足或配料不当而引起的，而产生假凝的原因是水泥粉磨过程中温度太高（如达到150℃）造成部分二水石膏有如下反应：

CaSO4·2H2O→CaSO4·0.5H2O+1.5H2O

当水泥调水后，半水石膏迅速水化成二水石膏晶体析出，形成二水石膏的结晶网，使水泥浆很快固化，再经剧烈地搅拌，又能使已固化的水泥浆体重新恢复塑性，而快凝则不能。

避免假凝的措施有：

1、水泥在粉磨过程中注意降温，首先要降低入磨熟料温度；

2、磨制水泥时，掺入一定量的混合材；

3、将假凝的水泥存放一定的时间；

4、水泥熟料中C3A和碱含量不要太高，并控制水泥中SO3含量；

5、制备混凝土时适当延长搅拌时间。

三、水泥的水化和水化速度及其影响因素

水泥与水化合，由无水状态转变为含有结合水的反应叫水泥的水化。水泥的水化速度又称水化速率，是指单位时间内水泥的水化程度或水化深度。水化程度是指已经水化的水泥与水泥浆中原来水泥量的比值（百分率）；水泥深度是指水泥颗粒已经水化的厚度。

影响水泥速度的主要因素有：

1、熟料的矿物组成和结构：C3A水化速度非常迅速，C4AF和C3S次之，C2S水化速度最慢。另外水化产物的结果也影响水化速度。

2、水泥的细度：水泥的表面积越大，与水接触的机会越多，水化就越快。

3、养护温度：温度升高水化反应加速，β-C2S受温度影响最大，但对C3A影响较小。

4、水灰比：增大水灰比会使水化速度加快。

5、掺入的混合材料及不同的外加剂均可影响水泥的水化速度和水化过程。

四、石膏的缓凝机理及其大水泥中的作用

在石灰-石膏溶液中，石膏与水化铝酸钙作用生成的水化硫铝酸钙溶解度极低，从而降低液相中的C3A的浓度，阻止水化速度很快的C3A所引起的快凝作用；由于生成的水化硫铝酸钙包覆在水泥颗粒表面形成一层不透水的薄膜，减慢了C3A和C3S等熟料矿物的水化作用，从而延缓了水泥的凝结过程。

将熟料磨成细粉和水混合后会很快凝结，使建筑施工中的搅拌、运输、振捣、砌筑等工序无法进行，所以在磨制水泥时加入适量石膏作为凝凝剂，可起到调节水泥凝结时间的作用。同时适量的石膏也可提高水泥的强度。因石膏中的SO3能与C3A、C4AF生成针状的硫铝酸钙，这种水化产物的强度较高，且含结晶水较多，能在同样水灰比的条件下降低水泥石的空隙率，从而提高水泥石的强度和耐蚀性。

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