材料工程技术专业《石膏的缓凝机理》

石膏的缓凝机理

决定水泥凝结速度的主要矿物为C3A和C3S。一般来说，C3A含量高时，硅酸盐水泥加水拌和后，反响迅速，很快生成大量片状水化铝酸钙，并相互连接形成松散的网状结构，出现不可逆固化现象，称为“快凝〞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。反之，C3A含量低或掺入石膏缓凝剂，那么水泥的凝结时间由C3S决定。因为熟料中C3S含量高达50%，它本身凝结正常，因此水泥凝结时间也正常。所以说快凝是由C3A引起的，而正常凝结是由C3S控制的。

石膏作为水泥中常用的缓凝剂，对于其缓凝机理，目前存在着不同的观点。

一种说法：C3A在石膏--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外表，形成覆盖层或薄膜，覆盖并封闭了水泥颗粒外表，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，渗透到的SO42-逐渐减小到缺乏以生成钙矾石，而形成单硫型水化硫铝酸钙及其固溶体，并伴随有体积增加，由于固相体积增加所产生的结晶压力到达一定数值时，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。因此石膏的缓凝作用是在水泥颗粒外表形成钙矾石保护膜，阻碍水分子的移动结果。

另一说法：

〔1〕利用石膏与熟料中水化铝酸钙反响，生成水泥硫铝酸钙，降低了C3A在溶液中的浓度，阻止C3A快凝作用。

〔2〕利用水化硫铝酸钙包裹在水泥颗粒外表，形成不易透水的的薄膜，阻碍C3A和C3S进一步水化。

〔3〕通过可溶性石膏吸附在CaOH2晶体上，从而抑制CaOH2继续生成，产生缓凝作用。

以上两种看法根本一致。

假凝现象：指一种不正常的早期固化现象，即水泥加水拌和几分钟内，物料就显示凝结。假凝放热量较小，而且经剧烈搅拌后，浆体可恢塑性，并到达正常凝结，对强度并无不利影响，会给施工带来困难。而出现快凝放出大量热，浆体并产生一定强度，重新搅拌也不能恢复塑性。这是假凝与快凝的不同。