1.影響水泥水化速率的因素是什么？
水泥水化速率是指單位時間內(nèi)水泥的水化程度或水化深度。水化程度是指一定時間內(nèi)已水化的水泥量與完全水化量的比值。凝結(jié)與硬化是同一過程中的不同階段。凝結(jié)標(biāo)志著水泥漿體失去流動性而具有一定的塑性強度；硬化則表示水泥漿體固化后所建立的結(jié)構(gòu)具有一定的機械強度。水泥凝結(jié)過程分為初凝和終凝兩個階段，以表示凝結(jié)過程的進(jìn)展，國家規(guī)定用維卡儀測定初凝和終凝時間。影響水泥水化速率的因素很多，主要有以下幾種。
（1）水泥熟料粒子的礦物組成與結(jié)構(gòu)。不同測試方法所得各單礦的水化速率不完全一致，但一般認(rèn)為，熟料中四種主要礦物的水化速率順序為C3A＞C3S＞C4AF＞C2S。所以當(dāng)熟料礦物組成發(fā)生變化時，其凝結(jié)時間等性能隨之發(fā)生變化。此外，水化速率主要與礦物的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，C3A晶體結(jié)構(gòu)的排列極不規(guī)則，晶胞間距離不等，造成很大的“空洞”，使水分子容易進(jìn)入，因此水化速率很快。而C2S晶體堆積比較緊密，水化產(chǎn)物又易形成保護膜，因此水化速率最慢。
（2）水泥的加水量。水泥水化時的水灰比大，則水泥顆粒能高度分散，水與水泥的接觸面積大，因此水化速率快。另外，水灰比大使水化產(chǎn)物有足夠的擴散空間，有利于水泥顆粒繼續(xù)與水接觸而起反應(yīng)。但水灰比大會造成水泥漿體結(jié)構(gòu)疏松，孔隙率增加，使水泥凝結(jié)速率變慢，強度下降。
（3）細(xì)度。水泥細(xì)度越小，則比表面積越大，與水接觸的面積越多，水化越快。另外，細(xì)度細(xì)，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化。一般認(rèn)為，水泥顆粒粉磨至粒徑小于40μm，水化活性較高，技術(shù)經(jīng)濟合理。但是，水泥細(xì)度過細(xì)會使水泥早期水化反應(yīng)加快和強度提高，但對后期強度沒有多大益處。
（4）養(yǎng)護溫度。水泥水化反應(yīng)也遵循一般的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，隨著水泥水化反應(yīng)的溫度提高，水化速率加快，特別是對水泥早期水化速率影響更大，但水化程度的差別到后期逐漸趨小。溫度對不同礦物的水化速率的影響程度不盡相同。對水化慢的β-C2S，溫度的影響最大。而C3A在常溫下水化就很快，其反應(yīng)放熱較多，故溫度對C3A水化速率的影響不大。溫度越高，對水泥早期水化速率影響越大，但水化程度的差別到后期逐漸趨小。
（5）外加劑。常用的外加劑有促凝劑、促硬劑及延緩劑等。絕大多數(shù)無機電解質(zhì)都有促進(jìn)水泥水化的作用，例如，最早會用的CaCl2，主要是增加Ca2+濃度，加快Ca(OH)2的結(jié)晶，縮短誘導(dǎo)期。大多數(shù)有機外加劑對水化有延緩作用，最常用的是各種木質(zhì)磺酸鹽。一般認(rèn)為是由于所含磺酸能吸附到C2S表面，阻礙了C-S-H成核的緣故。但也有人認(rèn)為是木質(zhì)磺酸鈉使氫氧化鈣結(jié)晶成長推遲甚至完全受到阻礙之故。
凡能影響水化速率的因素，基本上也都同樣地影響水泥的凝結(jié)時間。一般水泥熟料磨成細(xì)粉，與水相遇就會在瞬間很快凝（熟料的鋁酸三鈣含量相當(dāng)?shù)蜁r除外，如C3A含量＜2%或熟料迅速冷卻而極少析出C3A晶體），使施工無法進(jìn)行。加入適量石膏不僅可調(diào)節(jié)其凝結(jié)時間，以利于施工，同時還可以改善水泥的一系列性能，如提高水泥的強度，改善水泥的侵蝕性、抗凍性、抗?jié)B性，降低干縮變形等。但石膏對水泥凝結(jié)時間的影響并不與摻量成正比，而突變的，當(dāng)摻量超過一定數(shù)量時，略有增加會使凝結(jié)時間變化很大。石膏摻量太少，起不到緩凝的作用；但摻量太多，會在水泥水化后期繼續(xù)形成鈣礬石，將使初期硬化的漿體產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，削弱強度，發(fā)展嚴(yán)重的還會造成安定性不良的后果。為此，國家標(biāo)準(zhǔn)限制了出廠水泥中的石膏的摻入量，其根據(jù)是使水泥的各種性能不會惡化的最大允許含量。
在實際生產(chǎn)中，通常用同一熟料摻各種比例的石膏（SO3含量為1%-4%），分別磨到同一細(xì)度，然后進(jìn)行凝結(jié)時間、不同齡期的強度等性能試驗，用所得數(shù)據(jù)作出強度與水泥中SO3含量的關(guān)系曲線，根據(jù)曲線，結(jié)合各齡期情況綜合考慮，選擇在凝結(jié)時間正常時能達(dá)到最高強度的適宜SO3摻入量，這個摻入量為最佳石膏摻入量。
來源：水泥資料
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