硅酸盐水泥的性能

快凝现象
假的固化现象。 水泥加水拌和后，在几分钟内既迅速凝结变硬， （初凝时间太短） 经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的现象。
很快凝结，不可逆，浆体已产生一定强度，重 很快凝结，可逆，经剧烈搅拌后浆体可重新恢复 现象 新搅拌也不能恢复塑性；放热量多，温度急剧 塑性，并达到正常凝结；放热量很少； 上升。 对强度无影响，但增加施工难度。
第八章 硅酸盐水泥的性能
本章主要内容: 1.凝结时间 2.强度 3.体积变化 4.水化热 §8.1 凝结时间 概述： 凝结过程： 水泥加水拌和成水泥浆体，逐渐失去流动性、可塑性，形成具有 一定强度的硬化浆体的过程。 初凝:水泥浆体失去流动性和部分可塑性,开始凝结. 终凝:水泥浆体逐渐硬化,完全失去可塑性,并具有一定的机械强度,能 抵抗一定的外来压力. 凝结时间的测定 水泥加水制成标准稠度净浆→装模→养护→用符合GB3350.6规定的 仪器进行测定。 凝结时间的重要意义： 水泥浆体的凝结时间，对于建筑工程的施工具有十分重要的意义。 若初凝时间太短，往往来不及进行施工，水泥浆体就已变硬。 若终凝时间太长，未产生足够大的强度，则影响施工的速度。 因此，应有足够长的时间来保证混凝土的搅拌、输送、浇注、成型 等操作的顺利完成；同时还应尽可能短的时间加快脱模及施工进度，以 保证工程的进展。 ◆凝结时间的标准规定（GB175—99规定） 初凝时间 终凝时间
降低了水化速度，延长了凝结时间，防止了快凝现象发生。 石膏掺量过多或过少都会导致不正常凝结。 3.石膏掺量的确定 确定石膏的最佳掺量要同时考虑:凝结时间、强度、安定性 确定最佳掺量的可靠方法： 用同一熟料掺加各种百分比的石膏（例如SO3总量1％～5％），分别磨 到同一细度，进行凝结时间、不同龄期的强度等性能试验。然后根据所 得的强度和SO3含量的关系曲线，结合各龄期情况综合考虑，选择在安定 性合格、凝结时间正常时能达到最高强度的SO3掺加量，即为最佳石膏掺 量。 我国生产的普通水泥石膏掺量一般波动于SO3 = 1.5％～2.5％。 三、假凝现象 1. 假凝及其特征 假凝：是指水泥的一种不正常的早期固化或过早变硬现象。水泥加水拌 和后，在几分钟内即迅速凝结变硬，经剧烈搅拌后，又重新恢复塑性的 现象。 快凝：指熟料粉磨后与水混合瞬间凝结并放出热量的现象。 2.产生原因 ⑴快凝原因： ①熟料煅烧时冷却速度慢、碱含量高； ②C3A含量高或石膏掺量不足； ⑵假凝原因： ①造成假凝的主要原因除熟料C3A含量高或石膏掺量较多外； ②水泥在粉磨时受到高温，二水石膏脱水成半水石膏； ③高碱水泥生成钾石膏； ④水泥颗粒表面异性电荷的作用； 3.快凝、假凝比较
促凝剂主要有三类：
氯盐类：如氯化钙、氯化钠等； 硫酸盐类：如硫酸钠、硫代硫酸钠等； 有机胺类：如三乙醇胺、三异丙醇胺等； 但CaCl2会使钢筋锈蚀。常与阻锈剂亚硝酸钠复合使用；Na2S04与Ca(OH)2 作用生成强碱NaOH，易于活性集料中发生碱集料反应；三乙醇胺掺量过 多反而会造成混凝土严重缓凝和强度下降。 适用范围： 促凝剂可以在常温、低温、负温（不低于－5℃）条件下加速混凝土的 硬化过程，多用于冬季施工和抢修工程。 注意事项： 在实际生产中， 使用调凝剂时应注意其掺量及其对水泥性能的影响等问 题。 在选择外加剂和其适宜的掺量时，应根据工程需要，现场的材料条件， 参考有关资料，通过试验确定。 2.缓凝剂 能延缓凝结时间，并对后期强度发展无不利影响的外加剂。 有机缓凝剂：木质素磺酸盐，羟基羟酸及其盐，多元醇及其衍生物，糖 类及碳水化合物，胺盐和胺酸等。 无机缓凝剂：硼砂，氯化锌，碳酸锌，铁、铜、锌和镉的硫酸盐、磷酸 盐和偏磷酸盐等。 适用范围： 主要适用于大体积的混凝土和炎热气候下施工， 以及需长时间停放或长 距离运输的混凝土。 缓凝剂不宜用于日最低气温5℃以下施工的混凝土，也不宜单独用于有 早强要求的混凝土及蒸养混凝土。 §8.2 强度 一、强度的形成(机理） 1.强度机理 ⑴巨大的表面能（范德华力的作用） ⑵晶体的连生（化学键的作用）
原因 C3A 含量高，或石膏等缓凝剂掺量过少
1、水泥粉磨时受高温，二水石膏脱水形成半水 石膏 2、碱含量较高 1、降低水泥磨温度 2、控制水泥中碱含量 3、施工时延长搅拌时间
1、控制 C3A 含量 措施 2、掺适量石膏
4.预防措施： ⑴在生产中，为了防止假凝，采用措施： ⑵使用无水硫酸钙含量较高的石膏，以避免粉磨时石膏脱水； ⑶在水泥粉磨时采取一定的措施降温，也可避免石膏脱水； ⑷将水泥存放一段时间； ⑸在建筑施工中，可以延长搅拌时间来消除假凝现象的产生； 四、调凝外加剂 促凝剂 按所起作用不同 缓凝剂 1.促凝剂 指减少水泥浆由塑性变为固态所需时间，提高早期强度，并对后期强度 无显著影响的外加剂。
这是因为加水量过多，颗粒间距增大，水泥浆体结构不易紧密，网 络结构难以形成的缘故。 水灰比过大时，会使水泥石结构中孔隙太多，降低其强度，故水灰 比不宜太大。 适宜的用水量应满足两方面的要求： ①水泥水化反应 ②水泥浆体稠度 ⑷养护条件（温度） 温度升高，水化加快，凝结时间缩短，反之则凝结时间会延长。 夏季（高温）和冬季（低温）施工时，注意采取适当的措施，以保 证正常的凝结时间。 保温 增湿 ⑸外加剂 缓凝剂：延长凝结时间 促凝剂：缩短凝结时间 影响水泥的凝结快慢因素是多方面的，最主要是C3A，因此在水泥生产 中通常是掺入适量外加剂来控制水泥的凝结时间。 石膏是常用的一种缓凝剂。有时，根据需要也掺入其他调凝外加剂。 二、石膏的作用及其适宜掺量的确定 1.石膏的作用： ⑴调节凝结时间；（主要作用） ⑵提高早期强度； ⑶降低干缩变形； ⑷改善水泥的性能。 2.石膏的缓凝机理 水泥中掺加适宜石膏时，Ｃ3Ａ在石膏--石灰的饱和溶液中，生成溶解 度极低的三硫型水化硫铝酸钙（AFt），又称钙矾石。棱柱状的小晶体 生长在水泥颗粒表面， 形成覆盖层或薄膜， 阻滞了水分子及离子的扩散，
硅酸盐水泥 普通水泥
≥ 45min ≥ 45min
≤ 6.5h ≤ 10h
测定方法：凝结时间测定仪（维卡仪） 一. 凝结速度 水泥凝结时间的长短取决于其凝结速度的快慢，两者成反比关系。 凡是影响水化速度的各种因素，基本上也同样影响水泥的凝结速度。但 水化和凝结又有一定的差异。 1.影响凝结速度的因素 ⑴熟料矿物组成 ⑵水泥细度 ⑶水灰比 ⑷养护条件（温度） ⑸外加剂等 矿物组成 ⑴熟料矿物组成 熟料矿物28天的水化速度大小顺序为： C3A＞C3S＞C4AF＞C2S 水泥的凝结速度既与熟料矿物水化难易有关，又与各矿物的含量有关。 决定凝结速度的主要矿物为C3A和C3S，快凝是由C3A造成的，而正常凝 结则是受C3S制约的。 ⑵水泥细度 水泥粉磨越细，其比表面积就越大，晶体产生扭曲、错位等缺陷越多， 水化速度越快，凝结越迅速；反之凝结越慢。 硅酸盐水泥国家标准规定： 80μm方孔筛筛余不超过（≤）10% 比表面积不小于（≥）300m2/kg ⑶水灰比 水灰比越大，水化越快，凝结反而变慢。