水泥 為什麼會凝固,水泥為什麼能在水中凝固?

2022-02-24 01:37:21 字數 4820 閱讀 1948

1樓:匿名使用者

當水泥與適量的水調和時,開始形成的是一種可塑性的漿體,具有可加工性。隨著時間的推移,漿體逐漸失去了可塑性,變成不能流動的緊密的狀態,此後漿體的強度逐漸增加,直到最後能變成具有相當強度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等,水泥就會把它們膠結在一起,變成堅固的整體,即我們常說的混凝土。

這整個過程我們把它叫做水泥的凝結和硬化。從物理、化學觀點來看,凝結和硬化是連續進行的、不可截然分開的一個過程,凝結是硬化的基礎,硬化是凝結的繼續。但是在施工中為了保證施工質量,要求在水泥漿體失去其可塑性以前必須結束施工,因此人們根據需要以及水泥漿體的這個特性,人為地將這整個過程劃分為凝結和硬化兩個過程。

凝結是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性,並有很低的強度的過程;硬化是指漿體強度逐漸提高能抵抗外來作用力的過程。此外,對凝結過程還人為地進一步劃分為初凝和終凝,用加水後開始計算的時間來表示。例如,國家標準規定:

普通矽酸鹽水泥初凝不得早於45min,終凝不得遲於12h。使用時施工澆灌過程的時間,必須早於45min;到終凝後,才能脫去模板開始下一個週期生產。

水泥的凝結和硬化,是一個複雜的物理—化學過程,其根本原因在於構成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水後會發生水解或水化反應而變成水化物,由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯結形成水泥石的結構,導致產生強度。

普通矽酸鹽水泥熟料主要是由矽酸三鈣(3cao·sio2)、矽酸二鈣(β-2cao·sio2)、鋁酸三鈣(3cao·al2o3)和鐵鋁酸四鈣(4cao·al2o3·fe2o3)四種礦物組成的,它們的相對含量大致為:矽酸三鈣37~60%,矽酸二鈣15~37%,鋁酸三鈣7~15%,鐵鋁酸四鈣10~18%。這四種礦物遇水後均能起水化反應,但由於它們本身礦物結構上的差異以及相應水化產物性質的不同,各礦物的水化速率和強度,也有很大的差異。

按水化速率可排列成:鋁酸三鈣>鐵鋁酸四鈣>矽酸三鈣>矽酸二鈣。按最終強度可排列成:

矽酸二鈣>矽酸三鈣>鐵鋁酸四鈣>鋁酸三鈣。而水泥的凝結時間,早期強度主要取決於鋁酸三鈣和矽酸三鈣。現分別簡述它們的水化反應。

首先,介紹鋁酸三鈣。它的水化反應可用下式表達。

上述鋁酸三鈣的水化反應如果進行得很快,會導致水泥的凝結過快而無法使用,因此,一般在粉磨水泥時都摻有適量的二水石膏作為緩凝劑,摻石膏後鋁酸三鈣的水化反應如下式所示。

由於這個反應就不會引起快凝。當水泥中的石膏完全作用完後,還有多餘3cao·al2o3時將發生下列反應。

如果還有過量3cao·al2o3時,就會生成4cao·al2o3·13h2o。在正常緩凝的矽酸鹽水泥中,石膏摻入量能保證在漿體結硬以前,不會發生後兩個反應。

其次,談一下矽酸三鈣。它的水化反應可表示如下:

由於cao0.8~1.5sio2·h2o0.25與天然的託勃莫來石很相似,因而稱它為託勃莫來石,通常用csh(b)來表示。

鐵鋁酸四鈣水化反應和鋁酸三鈣相似,而矽酸二鈣水化反應和矽酸三鈣相似。

那麼,這些水化產物怎樣會導致水泥漿結硬併產生強度呢?水泥凝結硬化的機理究竟是什麼?按結晶理論認為水泥熟料礦物水化以後生成的晶體物質相互交錯,聚結在一起從而使整個物料凝結並硬化。

按膠體理論認為水化後生成大量的膠體物質,這些膠體物質由於外部乾燥失水,或由於內部未水化顆粒的繼續水化,於是產生「內吸作用」而失水,從而使膠體硬化。隨著科學技術的發展,特別是x—射線和電子顯微技術的應用,將這兩種理論統一起來,過去認為水化矽酸鈣csh(b)是膠體無定形的,實際上它是纖維狀晶體,只不過這些晶體非常細小,處在膠體大小範圍內,比面積很大罷了。所以現在比較統一的認識是:

水泥水化初期生成了許多膠體大小範圍的晶體如csh(b)和一些大的晶體如ca(oh)2包裹在水泥顆粒表面,它們這些細小的固相質點靠極弱的物理引力使彼此在接觸點處粘結起來,而連成一空間網狀結構,叫做凝聚結構。由於這種結構是靠較弱的引力在接觸點進行無秩序的連結在一起而形成的,所以結構的強度很低而有明顯的可塑性。以後隨著水化的繼續進行,水泥顆粒表面不大穩定的包裹層開始破壞而水化反應加速,從飽和的溶液中就析出新的、更穩定的水化物晶體,這些晶體不斷長大,依靠多種引力使彼此粘結在一起形成緊密的結構,叫做結晶結構。

這種結構比凝聚結構的強度大得多。水泥漿體就是這樣獲得強度而硬化的。隨後,水化繼續進行,從溶液中析出新的晶體和水化矽酸鈣凝膠不斷充滿在結構的空間中,水泥漿體的強度也不斷得到增長。

影響水泥凝結速率和硬化強度的因素很多,除了熟料礦物本身結構,它們相對含量及水泥磨粉細度等這些內因外,還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關。

2樓:威孤丹罕泰

水泥是矽酸鹽,當他和水混合在一起,就水解,在和沙子混合,沙子的主要成分是二氧化矽,這樣就發生化學反應,從而凝固,硬化,加水養護,更硬,就說明是化學反應。

水泥為什麼能在水中凝固?

3樓:天方夜譚的哆啦a夢

在水泥中加入適量的水後,就會變成可隨意加工的漿體,隨著時間的推移就會凝固成緊密的固體,如果開始就加入石子或者砂就會變成我們所說的混凝土,這個過程就是水泥的凝固硬化。

水泥的凝固硬化是一個複雜的過程,水泥中的物質與水發生反應,初期生成一些小的晶體包裹在水泥顆粒表面,這些細小的晶體靠很小的吸引力粘結在一起,從而形成一種網狀結構,叫做凝固結構,由於這種結構靠極小的吸引力無序的連結在一起形成的,所以這種結構的的強度很低,具有明顯的可塑性。

擴充套件資料

水泥的發展歷史

人類最早是沒有建築的,都住在山洞或者樹上,後來開始用樹枝或茅草建造房子。隨著人類開始使用各種工具後,用石頭,泥土,木頭建造堅固的房屋,各種建造材料開始使用。

水泥最早在古羅馬時期開始使用,用火山灰和石灰加水,用來粘合石頭,這樣讓建造更加堅固。中國最早在南北朝時期,用石灰和粘土及糯米制成混合物,主要用於建築材料的粘合及墓葬的修建上。

2023年英國人利用泥灰岩燒製成水泥,這也成為第一種現代水泥。2023年英國發明瞭矽酸鹽水泥,並取得了水泥的專利權。2023年李鴻章在唐山創辦了中國第一家水泥廠。

中國水泥工業經過上百年的發展,早在2023年水泥年產量為8.6億噸,約佔世界總產量的40%。

4樓:小溪閒談影視劇

水中凝固又稱為水泥凝結,主要原因如下:

1、水泥具有水硬性,是因為水泥水化的主要反應產物鈣礬石、矽鈣凝膠不溶於水,氫氧化鈣微溶於水,隨水化反應進展,強度逐步發展。強度發展不會因為周圍環境有水而受到損害。

2、水泥的水硬性是指水泥(矽鹽水泥)與水拌合後,水泥與水產生水化反應凝結硬化,此凝結硬化的過程可以在水下或潮溼環境中進行。

3、水泥、混凝土試塊養護一般情況是在潮溼環境或者石灰水中養護,使其達到理想的標號。 是粉狀無機礦物材料,具有較強的與水反應化學活性,凝固後形成具有一定強度整體。水泥與水產生水化反應凝結硬化,此凝結硬化的過程可以在水下或潮溼環境中進行。

5樓:匿名使用者

水泥遇水凝固,是因為水泥與水分子間發生的化學反應,形成水合產物的剛性鏈鎖結構,逐漸取代了水泥顆粒間的水分子,最後就使得所有的材料都堅固地結合在一起了。

1、水泥的凝結和硬化,是一個複雜的物理—化學過程,其根本原因在於構成水泥熟料的礦物成分本身的特性。水泥熟料礦物遇水後會發生水解或水化反應而變成水化物,由這些水化物按照一定的方式靠多種引力相互搭接和聯結形成水泥石的結構,導致產生強度。

2、普通矽酸鹽水泥熟料主要是由矽酸三鈣(3cao·sio2)、矽酸二鈣(β-2cao·sio2)、鋁酸三鈣(3cao·al2o3)和鐵鋁酸四鈣(4cao·al2o3·fe2o3)四種礦物組成的。按結晶理論認為水泥熟料礦物水化以後生成的晶體物質相互交錯,聚結在一起從而使整個物料凝結並硬化。按膠體理論認為水化後生成大量的膠體物質,這些膠體物質由於外部乾燥失水,或由於內部未水化顆粒的繼續水化,於是產生「內吸作用」而失水,從而使膠體硬化。

隨著科學技術的發展,特別是x—射線和電子顯微技術的應用,將這兩種理論統一起來,過去認為水化矽酸鈣csh(b)是膠體無定形的,實際上它是纖維狀晶體,只不過這些晶體非常細小,處在膠體大小範圍內,比面積很大罷了。所以現在比較統一的認識是:水泥水化初期生成了許多膠體大小範圍的晶體如csh(b)和一些大的晶體如ca(oh)2包裹在水泥顆粒表面,它們這些細小的固相質點靠極弱的物理引力使彼此在接觸點處粘結起來,而連成一空間網狀結構,叫做凝聚結構。

由於這種結構是靠較弱的引力在接觸點進行無秩序的連結在一起而形成的,所以結構的強度很低而有明顯的可塑性。以後隨著水化的繼續進行,水泥顆粒表面不大穩定的包裹層開始破壞而水化反應加速,從飽和的溶液中就析出新的、更穩定的水化物晶體,這些晶體不斷長大,依靠多種引力使彼此粘結在一起形成緊密的結構,叫做結晶結構。這種結構比凝聚結構的強度大得多。

水泥漿體就是這樣獲得強度而硬化的。隨後,水化繼續進行,從溶液中析出新的晶體和水化矽酸鈣凝膠不斷充滿在結構的空間中,水泥漿體的強度也不斷得到增長。

3、影響水泥凝結速率和硬化強度的因素很多,除了熟料礦物本身結構,它們相對含量及水泥磨粉細度等這些內因外,還與外界條件如溫度、加水量以及摻有不同量的不同種類的外加劑等外因密切相關。

4、當水泥與適量的水調和時,開始形成的是一種可塑性的漿體,具有可加工性。隨著時間的推移,漿體逐漸失去了可塑性,變成不能流動的緊密的狀態,此後漿體的強度逐漸增加,直到最後能變成具有相當強度的石狀固體。如果原先還摻有集合料如砂、石子等,水泥就會把它們膠結在一起,變成堅固的整體,即我們常說的混凝土。

這整個過程我們把它叫做水泥的凝結和硬化。從物理、化學觀點來看,凝結和硬化是連續進行的、不可截然分開的一個過程,凝結是硬化的基礎,硬化是凝結的繼續。但是在施工中為了保證施工質量,要求在水泥漿體失去其可塑性以前必須結束施工,因此人們根據需要以及水泥漿體的這個特性,人為地將這整個過程劃分為凝結和硬化兩個過程。

凝結是指水泥漿體從可塑性變成非可塑性,並有很低的強度的過程;硬化是指漿體強度逐漸提高能抵抗外來作用力的過程。此外,對凝結過程還人為地進一步劃分為初凝和終凝,用加水後開始計算的時間來表示。例如,國家標準規定:

普通矽酸鹽水泥初凝不得早於45min,終凝不得遲於12h。使用時施工澆灌過程的時間,必須早於45min;到終凝後,才能脫去模板開始下一個週期生產。

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