第3个回答 2020-05-20
石膏的作用及其适宜掺量的确定
1,石膏的作用
(1)可以控制水泥的水化速度,调节凝结时间;
(2)可提高早期强度,降低干缩变形,改善水泥的耐久性等.
2,石膏的适宜掺量是决定水泥凝结时间的关键.
当SO3掺量小于约1.3%时,石膏掺量过小,水泥会产生快凝,进一步增加SO3S3O含量时,石膏才会出现明显的缓凝作用,但SO3S3O掺量超过2.5%以后时,凝结时间增长很少.
确定石膏的最佳掺量不仅要考凝结时间,还要注意其对不同龄期的强度,水泥安定性的影响.据有关统计,现代硅酸盐水泥中SO3与Al2O3的适宜比例为0.5～0.9,平均约为0.6.通常石膏掺量是很难以经验公式精确计算出的.确定石膏最佳掺量的可靠方法是强度和有关性能的试验.
影响石膏掺量的因素主要有以下几个方面:
石膏的种类
熟料中C3A含量
熟料中SO3含量
水泥细度
混合材料的品种和掺量
此外,水泥中碱含量较高时,其凝结速度加快,石膏掺量也应适当增加.
硬化的水泥浆体与环境接触时,通常会受到环境介质的影响.对于水泥耐久性有害的环境介质主要有淡水,酸和酸性水,硫酸盐溶液和碱溶液等.在环境介质的侵蚀作用下,硬化的水泥石结构会发生一系列物理化学变化,降低强度,甚至溃裂破坏.
环境介质对水泥石的侵蚀作用可分为以下三类:
淡水侵蚀
又称溶出侵蚀,它是指硬化水泥浆体受淡水浸析时,其组成逐渐被水溶解并在水流动时被带走,最终导致水泥石结构破坏的现象.
在各种水化产物中,Ca(OH)2溶解度最大,因而最先被溶解.由于水泥中的水化产物都必须在一定浓度的Ca(OH)2溶液中才能稳定存在,当Ca(OH)2被溶出后,若水量不多,且处于静止状态,则溶液会很快饱和,溶出即停止.但在流动水中,水流就会将Ca(OH)2不断溶出并带走,从而促使其他水化产物分解,特别在有水压作用而混凝土的渗透性又较好的情况下,将会进一步增大孔隙率,使水更易渗透,使溶出侵蚀加快.
水泥结构与淡水接触时间较长时,会遭到一定的溶出侵蚀破坏.但对于抗渗性较好的水泥石或混凝土,淡水的溶出发展很慢,几乎可以忽略不计.
酸和酸性水侵蚀
又称溶析和化学溶解双重侵蚀,这是指硬化水泥浆体与酸性溶液接触时,其化学组分就会直接溶析或与酸发生化学反应形成易溶物质被水带走,从而导致结构破坏的现象.
酸和酸性水对水泥结构的侵蚀反应式如下:
H++OH-
=H2O
Ca2+++2R-
=
CaR2
酸类离解出来的H+离子和酸根R-离子,分别与浆体中Ca(OH)2电离出的OH-离子和Ca2+离子结合成水和钙盐.由上可知,酸的侵蚀作用强弱,决定于溶液中的H+离子即酸性强弱.溶液酸性越强,H+离子越多,结合并带走的Ca(OH)2就越多,侵蚀就越严重.当H+离子达到足够高的浓度时,还能直接与水化硅酸钙,水化铝酸钙甚至未水化的硅酸钙,铝酸钙等作用而破坏水泥结构.
侵蚀性的大小与酸根阴离子的种类也有关系.常见的酸大多能和Ca(OH)2生成可溶性盐,如无机酸,盐酸和硝酸等,而磷酸与水泥石中的Ca(OH)2反应则生成几乎不溶于水的磷酸钙,堵塞在毛细孔中,侵蚀速度就较慢.有机酸不如无机酸侵蚀程度强烈,其侵蚀性也与其生成的钙盐性质有关.一般情况下,有机酸浓度越高,分子量越大,侵蚀性越强.上述酸侵蚀一般只在化工厂或工业废水中才存在,在自然界中,对水泥有侵蚀作用的主要是从大气中溶入水中的CO2产生碳酸侵蚀.
硫酸盐侵蚀又称膨胀侵蚀,它是指介质溶液中的硫酸盐与水泥石组分反应形成钙钒石而产生结晶压力,造成膨胀开裂,破坏硬化浆体结构的现象.
硫酸盐对水泥石结构的侵蚀主要是由于硫酸钠,硫酸钾等能与硬化浆体中的Ca(OH)2反应生成CaSO4·2H2O,使固相体积增大了114%,在水泥石内产生很大的结晶压力,从而引起水泥石开裂以至毁坏.