王皇鋒 (陜西生態(tài)水泥股份有限公司,陜西 延安 727300)
水泥的硬化是一個相當(dāng)復(fù)雜的化學(xué)物理變化,造成這種變化的相關(guān)原因在于水泥的熟料的本身有一定的特性存在,當(dāng)水泥遇到水之后,會出現(xiàn)水解和水化反應(yīng),進而生成水化產(chǎn)物,這些產(chǎn)物能夠依照特殊方式,將各種引力進行相互鏈接,最終形成水泥石,進而強度和以往相比有所增加,硅酸鹽類水泥主要是由硅酸三鈣,硅酸二鈣與鐵鋁酸四鈣及鋁酸三鈣所構(gòu)成。上述物質(zhì)當(dāng)遇到水之后能夠起到水化反應(yīng),但因為這些物質(zhì)本身和水產(chǎn)生的化合物,性質(zhì)有差異存在。其各個物質(zhì)的水化速度和強度也存在著迥異性。從水化速度上來看,上述四種物質(zhì)從慢到快排列分別是:硅酸二鈣,硅酸三鈣,鐵鋁酸四鈣,鋁酸三鈣。從水化物強度上來看,從弱到強分別是:鋁酸三鈣,鐵鋁酸四鈣,硅酸三鈣,硅酸二鈣。在早期的強度主要取決于硅酸三鈣與鋁酸三鈣。其根本原因如下:
硅酸三鈣遇到水之后,會生成氫氧化鈣與水化硅酸鈣。其遇到水之后反應(yīng)增快,進而令水泥形成了早期強度,并產(chǎn)生一定的熱量。
硅酸二鈣遇到水之后,同樣會生成氫氧化鈣與水化硅酸鈣,但和硅酸三鈣相比,其水化的反應(yīng)速度較慢,對于后期混凝土增強有著非常重要的作用,在發(fā)生水化反應(yīng)之后,會緩慢的釋放出一定的熱量,當(dāng)其氫氧化鈣含量減少的時候,能夠形成很多水化物。
鋁酸三鈣遇到水之后,會生成水化鋁酸鈣。有著非??斓姆磻?yīng)速率,在進行反應(yīng)的相關(guān)過程中,能夠釋放出大量的熱。
鐵鋁酸四鈣遇到水之后,會生成鈣礬石,該物質(zhì)有著難溶于水的特性,一般用于包裹水泥熟料,當(dāng)做保護膜使用,在根本上阻擋了水進入到水泥中,令其水化反應(yīng)在根本上便面,進而改變水泥快速凝結(jié)的情況出現(xiàn)。
該方式是一種對水泥水化程度進行全面測試的一種常規(guī)方式,有著簡便易行的特征,但該方式有著一定的缺陷存在,那就是在攝氏度環(huán)境在75度的低溫或者真空環(huán)境中,一些水泥會產(chǎn)生水化碳酸鈣凝膠體,AFm,Aft中的部分如結(jié)合水就開始了分解過程[1].在進行實際測量的時候就會比原來的值小,進而在根本上影響到了測量的精準(zhǔn)性。
水泥的漿體水化熱測量方式主要包含了溶解熱和直接測量。相關(guān)原理是:水泥在特定的環(huán)境中會產(chǎn)生水化反應(yīng),依照其相關(guān)熱量的積蓄與散失的總量來測定水泥的水化熱程度[3]。溶解法是依照蓋斯定律所進行的,它能夠在熱量周圍溫度一定的條件之下,將沒有水化和已經(jīng)水化的水泥放在標(biāo)準(zhǔn)酸中進行全面溶解,之后將其溶解后的差進行全面測量,這就是水泥在規(guī)定的期間內(nèi)釋放出的水化熱,該方式僅僅適用于對普通水泥的測量。
水在生產(chǎn)的水泥的相關(guān)過程中,會產(chǎn)生以下作用:
3.1.1 在根本上滿足了拌合水泥的需要。
3.1.2 能夠充分的滿足水和水泥的相關(guān)反應(yīng),H20中的氫根和氫氧根的健角的角度在105°,該鍵角會形成氫鍵,進而會形成水分子的締合物質(zhì),依照水分子的這一相關(guān)特征,能夠在根本上將水結(jié)構(gòu)和相似作用,進而在根本上改變混凝土的性能,在該物質(zhì)充分的溶解于水之后,會將已經(jīng)締合的水分子斷裂到最為基本的四面體性質(zhì),進而和水泥的硅氧四面體形成水化合物。通過這種方式,能夠在根本上將水的利用率進行全面提升,同時也提升了水泥熟料的礦物水化率。在添加劑中的水溶性有機化合物質(zhì)中的羥基胺基氫原子中強烈的作用下,形成氫鍵,并產(chǎn)生相關(guān)結(jié)合體,在這種作用下,令水泥的強度在根本上得到了提升。
硅粉,粉煤灰是當(dāng)前在混凝土工程中常見的摻和劑,因為上述兩種摻和料在組成方面有著查一次那個存在,令水泥在與水化熱的過程中,所造成的相關(guān)影響也存在著極大的不同。粉煤灰的化學(xué)組成是二氧化硅,三氧化二鋁,二氧化三鐵。而硅粉則主要是由二氧化硅構(gòu)成。礦渣中的組成該部分和水泥熟料基本的礦物質(zhì)相同,均會和水泥產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),其中生石灰和美分不會,硅粉也會發(fā)生化學(xué)變化,將這些摻和料加入到水泥中,能夠在根本上將其耐久度提升,除此之外,氫氧化鈣也是令礦渣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的激發(fā)劑,令礦渣能夠全面水化,最終生成有水硬活性的凝膠體。
利用減水劑為例子,該外加劑一般是陰離子表面活性劑,能夠在根本上將水的表面張力進行全面降低,令水泥顆粒在根本上進行擴散,進而減少用水量。對整個水化過程造成影響。為了在根本上將減水劑的水化反應(yīng)進行研究。圖1將兩者之間的關(guān)系進行了全面顯示。
圖1 摻減水劑試塊與標(biāo)準(zhǔn)試塊的抗壓情況對比
[1]徐慶磊.納米二氧化硅對水泥基材料性能的影響及作用機理研究[D].浙江大學(xué),2013.
[2]李高明.調(diào)凝劑對水泥水化歷程的調(diào)控及作用機理研究[D].武漢理工大學(xué),2011.