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    石膏在水泥中的作用機理...

    作者:卡卡  來源:www.daviddeveson.com/  更新時間:2020-04-21 18:51:10  點擊次數:

       石膏在水泥中的作用機理...

      石膏的英文名為:Gypsum,主要化學成分是硫酸鈣,其主要的化學成分為:CaO 32.5,SO3 46.6,H2O+ 20.9,成分變化不大,常有粘土、有機質等機械混入物,有時含SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、Na2O、CO2、Cl等雜質。
      石膏加熱時存在4個排出結晶水階段:
     。ㄒ唬、105~180℃,首先排出1個水分子,隨后立即排出半個水分子,轉變為燒石膏Ca[SO4]?0.5H2O,也稱熟石膏或半水石膏。
     。ǘ、200~220℃,排出剩余的半個水分子,轉變為Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]?εH2O(0.06<ε<0.11)。
     。ㄈ、約350℃,轉變為Ⅱ型無水石膏Ca[SO4]。
     。ㄋ模、1120℃時進一步轉變為Ⅰ型硬石膏。熔融溫度1450℃。
      石膏在水泥生產中的作用有哪些
      石膏在水泥廠可作為原材料,礦化劑,緩凝劑,激發劑。其中SO2成分用于在熟料煅燒中硫堿比的平衡,改善煅燒操作和耐火材料的使用壽命。石膏作用:
      1、作為原料,生產硫鋁酸鹽體系水泥、石膏礦渣水泥、石膏鋁礬土膨脹水泥等;
      2、作為礦化劑,降低煅燒溫度,節約用煤;
      3、作為水泥調凝劑,起緩凝效果,使水泥凝結時間符合國標和用戶要求;
      4、作為硫酸鹽激發劑,激發粉煤灰、礦渣等工業廢渣的活性和提高粉煤灰水泥、礦渣水泥的強度;
      5、適量石膏可改善水泥性能,如強度、收縮性能和抗腐蝕性能;
      6、調節熟料中硫堿化,以降低結皮、堵塞的可能性和改善與混凝土的相容性。
      石膏在水泥中的作用機理
      石膏在水泥中成分雖然只占到3%左右甚至更少,但是卻在水泥中扮演著舉足輕重的角色。石膏在水泥中主要是為了延緩水泥的凝結時間,有利于混凝土的攪拌、運輸和施工。水泥中若沒有石膏,混凝土在攪拌過程中就會迅速凝固,導致無法攪拌和施工。
      未加石膏的水泥加水拌和之后之所以會發生快凝,主要是由于熟料中的C3A佷快地溶于水中,迅速生成鋁酸鈣水化物。從而使水泥漿體很快凝結。為了避免這種不正常的快凝現象,水泥中一般都需加入適量石膏,以調節水泥的凝結時間。
      適量石膏,對水泥熟料的緩凝作用一般認為是由于水泥水化時,石膏很快與C3A及Ca(HO)2發生反應生成難溶于水的水化硫鋁鈣(即鈣礬石C3A?3CaSO4?Ca(HO)2,在C3A粒子表面形成包裹層,阻止了C3A進一步水化,使溶液中鋁酸鹽的溶解度降低,以致鋁酸鈣的水化產物不能分離出來。這樣,對凝結時間起決定作用的將不是C3A,而是反應較慢的C3S膠體溶液自身濃度的增大,從而延緩了水泥的凝結時間。石膏在水泥中成分雖然只占到3%左右甚至更少,但是卻在水泥中扮演著舉足輕重的角色。以下從急凝和假凝來分析石膏對水泥的影響。
      當水泥中未摻石膏時,水泥中鋁酸三鈣(C3A)會與水迅速反應,硅酸三鈣(C3S)也會有顯著的水化作用。若C3A含量較高,水泥的比表面積又較大,則有可能產生急凝。水化過程中伴隨顯著的放熱,并且隨后則有水泥漿體的硬化,這就是所謂的急凝。急凝使新拌混凝土失去可塑性,對混凝土的生產極為不利。因此,在水泥粉磨時應加入適宜的石膏量。C3A含量高時,應摻入較多的石膏,但石膏過多反而會產生不良的影響,會使水泥產生假凝現象,甚至會導致水泥的安定性不良。
      假凝是由于半水石膏或可溶硬石膏重新水化后再形成石膏。半水石膏的溶解會使溶液對石膏有過飽和,從而會有石膏的沉淀,并表現為漿體的變硬現象。但通過再攪拌可以使這種結構破壞,水泥也會恢復正常的凝結。所以假凝和急凝有本質的不同。
      還有一種不正常的凝結成為空氣凝結,當水泥暴露于一定的濕環境中則可產生這種凝結。這種凝結常常發生在水泥儲庫中,并且由于凝結會產生水泥團塊。原因是因為水泥中的硫酸堿吸水產生的凝結作用。這種凝結產生的水泥團塊很難分散開,對水泥混凝土的性質也會產生不利的影響。
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