第三节石膏脱水相的水化过程 ppt课件

刻，立即将试样放在无水酒精
中终止其水化作用；然后将终
止水化的试样先用酒精，再用
醚加以洗涤，以便除去未参与
水化的多余水分；接着在40℃
温度下干燥至恒重并称其质量
然后将该试样煅烧至完全脱水
后再称其重量，最后通过计算
便可确定出结合水的含量。
图1-7 是以结合水含量表示的
水化过程。
第三节石膏脱水相的水化过程
膏完全水化为止。第三节石膏脱水相的水化过程
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水 半水石膏 水 半水石膏 水 半水石膏
二水石膏
二水石膏
二水石膏
二水石膏
不断溶解
不断的析晶
第三节石膏脱水相的水化过程
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• 根据上述理论，我们可以认为，影响水化
物晶体成核和生长的一个最重要的因素是液相 过饱和度。只有在过饱和状态的母液中，晶体 的形成和生长才有可能。例如，只有在饱和的 水蒸气中，水滴才能形成和生长；只有在过热 的液体中才能形成气泡。
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3.半水石膏的水化机理
• 关于半水石膏的水化机理有多种说法。
但是归纳起来，主要有两个理论：
• 一是溶解析晶理论； • 一个是局部化学反应理论。
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(1)半水石膏水化的溶解析晶(溶解沉淀)论
• 半水石膏与水拌和后，首先是半水石膏在水溶
液中的溶解，因为半水石膏的饱和溶解度（在20℃
• 从热力学的观点而言，过饱和度可以用化学
势的差值△μ表示，对于过饱和溶液来说△μ 为：
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• △μ=RT㏑（C/C∞）
• 式中
• C— 过饱和溶液的浓度；
• C∞ —新相的饱和浓度； • R—气体常数；
• T—绝对温度。
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•
从上式可以看到，当温度一定时，溶液的
关于，半水石膏水化的局部化学反应理论 也有人称之为胶体理论。这个理论认为，在半水 石膏水化过程的某一中间阶段，半水石膏与水分 子生成某种吸附络合物或某种凝胶体。此中间产 物再转化为二水石膏。此理论把这个水化机理分 为三个阶段： (A)水分子在半水石膏表面上的吸附； (B)所吸附水分子的溶解； (C)新相的形成。
时8.85g/L）对于二水石膏的平衡溶解度(在20℃时
为2.04g/L)来说是高度过饱和的，所以在半水石膏
的溶液中二水石膏的晶核会自发地形成和长大。由
于二水石膏的析出，便破坏了原有半水石膏溶解的
平衡状态，这时半水石膏会进一步溶解，以补偿二
水石膏析液相中减少的硫酸钙含量。如此不断进行
的半水石膏的溶解和二水石膏的析晶，直到半水石
度 c(g/L),横坐标表示溶解温度T(℃)。从图中
可以看出半水石膏的溶解度随温度的升高而减少，
相应的过饱和度也随之减少，当温度达到 100℃
左右时，根本不能建立起液相的过饱和度。
• 结晶理论认为建立较高的过饱和度并使之维持足
够的时间是半水石膏凝结硬化的必要条件。
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（2）半水石膏水化的局部化学反应理论
过饱和度可以用溶液的浓度及新相的饱和浓度
比(C/C∞)来衡量，对于半水石膏-水体系来说 过饱和度的形成是由于半水石膏溶解时，对二
水石膏是过饱和的溶液。因此，石膏浆体的过
饱和度的量度可以用半水石膏的溶解条件下二
水石膏的平衡溶解度之比来表示。试验表明：
二水石膏的平衡溶解度，半水石膏的最大溶解
度以及相应的过饱和度均随温度而变化，如表
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• 2.凝结时间的调整
• 加入缓凝剂调整，缓凝剂按作用方式可分为三类:
• （1）为分子量大的物质，其作用如胶体保护剂，
降低了半水石膏的溶解速度，阻止晶核发展。如骨 胶、蛋白胶、淀粉渣、糖蜜渣、畜产品水解物、氨 基酸与甲醇的化合物、单宁酸等。
• （2）为降低石膏溶解度的物质，如丙三醇、乙醇、
半水石膏加水后进行的化学反应可用下式表 示：
β-CaS04 ·1/2H20+3/2H20 CaS04·2H20+Q
关于半水石膏的水化过程，按照上面的水化
反应式，可以认为是半水石膏转变为二水石
膏的过程。其中半水石膏含的结合水为6.2%，
而二水石膏含的结合水为20.93%。
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2.半水石膏的水化过程的测定
第三节石膏脱水相的水化过程
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三、影响半水石膏水化过程的主要因素
• 1.影响因素
• 影响半水石膏水化速度的因素很多，主要有：
石膏的煅烧温度、粉磨细度、结晶形态、杂质
• 情况以及水化条件等，如果其他条件相同，β
型半水石膏的水化速度大于α型半水石膏的水 化速度。在常温下，β型半水石膏达到完全水 化的时间为 7～12min,而α型半水石膏达到完 全水化的时间为17～20min。
第三节石膏脱水相的水化过程与机理
一、石膏脱水相的水化动力学特征
第三节石膏脱水相的水化过程
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• 为研究石膏脱水相的 水化过程，现采用量热 计测定脱水相在水化反 应过程中的热动力学变 化为考察参数，试验结 果如图1-6 所示。
• 横坐标为时间；纵坐标
为水化放热率
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• 图中 • 1 为半水石膏水化时的放热曲线； • 2为样品1#在相对湿度Φ=70%的20℃ 空气
• 结合水的测定：当半水石膏与水拌和以后，
每隔一定时间测定结合水的含量，可以定量 地描述半水石膏的水化过程。
• 半水石膏的水化过程是一个放热过程。因此，
如前所述，用微热量热计测定放热过程的热 量变化情况也可以反映出半水石膏的水化过 程。
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•结合水的测定可以采用下述
方法：在欲测结合水的那个时
中放置10 天(即陈化处理)后的水化放热曲线；
• 3 为Ⅲ型无水石膏(CaS04 Ⅲ)的水化放热曲
线；
• 4为3# 样品陈化后的放热曲线； • 5为Ⅱ型无水石膏的放热曲线； • 6为5#样品陈化后的放热曲线。
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二、半水石膏的水化过程与机理
• （一）半水石膏的水化过程
• 1.半水石膏的水化反应
l-8 所示。
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第三节石膏脱水相的水化过程
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从表1-8 中 可以看到一个重 要的趋势，即过 饱和度随着温度 的提高而减少这 点从图1-8中也可 以看得很清。
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•
图1-8 中两条曲线分别表示 CaS04·1/2H2O 。
• 和CaS04·2 H2O的溶解度曲线，纵坐标表示溶解