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干硬后会产生大量氢氧化钙

2020-05-15 07:11 作者:中彩神网 点击:

  摘 要:硅酸盐水泥和铝酸盐水泥是建筑材料中应用较广而区别意义较大的两种物质,能够广泛应用在各种建筑内涵之中,本文将二者的主要区别进行阐述,从化学方程式和性质、用途等各个方面进行比较分析得到各自不同的特点,得出适用性和适用范围的结论,对二种材料的推广使用做出贡献。水泥是加水能搅拌和成塑性浆体,可胶结砂石等材料,并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料,是基建工程的主要原材料之一,具有原材料广泛、防火、适应性强和应用方便等优点,广泛应用于工农业、国防、交通、城市建设等工程,在代钢代木等方面具有技术经济上的优越性,对保证国家建设和提高人民生活水平具有重要意义。水泥种类繁多,根据国家标准的命名原则,按其主要水硬性矿物名称可分为硅酸盐系、铝酸盐系、硫铝酸盐系等系列品种,也可按其用途和性能分为通用水泥、专用水泥以及特性水泥三大类,不同的水泥具有其特有的用途。本文着重强调硅酸盐和铝酸盐水泥从成分上到能力上的不同之处,从细节上进行逐一对比来达到对强化二者性能记忆的目的,对于分别选用和其他材料的应用选择具有良好的促进意义,并期望对于建筑事业来说,能为各方人员所了解。此二种水泥是当前建筑应用范围最广的两种,能够得到各级建筑师的青睐。而除此之外还有几百种的水泥在应用的过程中。而这两种水泥在合成和干固的过程也是有着不同点的,不能随意将其混合利用,在适用范围方面,还是有一定明确的区分的。硅酸盐水泥分为二类:不掺加混合材料的称Ⅰ型硅酸盐水泥,代号为P·Ⅰ;在熟料粉磨时掺入不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称Ⅱ型硅酸盐水泥,代号为P·Ⅱ。当水泥加水拌和后,在水泥颗粒表面立即发生水化反应,水化产物溶于水中,接着,水泥颗粒又重新暴露出新的表面,继续与水反应,如此不断,使水泥颗粒周围的溶液很快成为水化产物的饱和溶液,在溶液达到饱和后,水泥继续水化生成的产物就不能再溶解,就有许多细小分散状态的颗粒析出,形成凝胶体,。随着水化的继续进行,新生胶粒不断增加,凝胶体逐渐变浓,水泥浆逐渐凝结,凝胶体中的氢氧化钙将逐渐转变为结晶。结晶贯穿于凝胶体中,形成具有一定强度的水泥石,。随着硬化时间的延续,水泥颗粒内部未能水化部分将继续水化,使晶体逐渐增多,凝胶体逐渐密实,水泥石就具有越来越高的胶结力和强度。另外,当水泥在空气中凝结硬化时,其表面水化形成的氢氧化钙会与空气中的二氧化碳作用,生成碳酸钙薄层。将上述文字总结起来说就是,硅酸盐水泥的反应由表及里,先快后慢的过程,一开始由于接触面积较大,反应的速度和程度都较强,但是,反应双方中和为一层阻塞膜,使得进一步反应的速度越来越慢,举例说明,反应最快的时间段在前一个星期,而持续反应在一个月内大致成形,伺候的工作将越来越困难,经过论证计算,水化过程在几年甚至几十年以后才能最终形成。水泥产品中,硅酸盐者的强度是相对很高的一种,建筑中也体现在针对强硬度的使用上,第二个特点是能够耐受低温,这与铝酸盐恰好相反,后者对高温的耐受性好,而低温不过关,第三个特点是水分挥发后的干固程度很好,产生裂纹的几率小,所以对湿度的要求也相对低。虽然它的优点较明显,但是也有缺陷的存在,首先,干硬后会产生大量氢氧化钙,放水等级低,遇见化学成分和二氧化碳环境时强度会被消减,所以在有水的环境下都不适于操作,其次,水化过程中内部温度急剧升高并向外扩散,如果大面积施工则隐患众多,第三,温度的承受喜低不喜高,严酷的低温可以生存,但是高温反而强度会下降。以上这些缺点能够被铝酸盐水泥很好的弥补。后者的优点正体现在对前者的弥补过程中。铝酸盐水泥是以矾土或含铝废渣为主要原料、烧制成以铝酸盐矿物或铝酸盐复合矿物为基本组成的水泥,代号为CA,主要矿物组成为铝酸一钙(CaO·Al2O3)和二铝酸一钙(CaO·2Al2O3),主要化学成分为CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和少量的MgO、TiO2等。铝酸盐水泥按Al2O3含量百分数可以分为四类:CA-50、CA-60、CA-70和CA-80。铝酸盐水泥的水化作用主要是铝酸一钙的水化过程,其水化反应随温度而不同:当温度30℃时,主要水化产物为3CaO·Al2O3·6H2O。CA2的水化与CA基本相同,但水化速率较慢。另外,C12A7的水化反应很快,也生成C2AH8,C2AS与水作用则极为微弱,可视为惰性矿物,少量的C2S则生成水化硅酸钙凝胶。水化物CAH10或C2AH8为针状或片状晶体,互相结成坚固的结晶连生体,形成晶体骨架。同时所生成的氢氧化铝凝胶填塞于骨架空间,结构致密,使水泥初期强度能得到迅速增长,而以后强度增长不显著。CAH10和C2AH8随着时间延长逐渐转化为较稳定的C3AH6,此过程随着环境温度的上升而加速,其结果游离水从水泥石内析出,孔隙增大,同时C3AH6本身强度较低,晶体间结合差,因而使水泥石的强度大为下降,引起长期强度下降,特别在湿热环境中,强度降低显著(后期强度可比最高强度值降低40%以上)。水化的原理性质不同,因此铝酸盐水泥反应的过程显示出了独特的个性,直接影响到了使用能力:第一,水化过程可以在很短的时间内放出大量的热能,通常的放热量在1天之内就能达到7成以上。第二,对于上限温度的承受,能够在1000℃左右的环境下工作。第三,耐腐等级较高,能够抗击非内部水和酸性物质的侵蚀,能够达到很高的耐受性。第四,不产生氢氧化钙。第五,强度上升快,在最早的时间内完成大部分强化工作。3天的强度相当于硅酸盐水泥一个月的强度。但是所有强化工作结束要耗费漫长时间,适用于工期短,速度要求高的工程和迅速补修工程。硅酸盐水泥和铝酸盐水泥作为应用最为普遍的水泥品种,其重要性不言而喻。但这两种材料的内涵成分和使用特性并不相同,也不可能相互代替使用。其区别具体说来如下:前者适用于低温情况较多的环境,其机理主要体现于硬度高,面对收缩时产生裂纹的几率小,抗低温,甚至在上冻的温度下也能进行操作,以高强度著称,因此在高强度砼工程中十分多见。后者降温程度好,在温度上的特点是能够耐受较高温度,对于酸性物质的忍受度好,完工时的状态是最好的,面对对速度要求较高而温度较高的环境往往使用后者。所以从地理条件来说,前者在北方应用的范围广,而后者在南方条件下更容易使用,但是具体使用的时候还要考虑具体原因。这对于材料的针对选择有较强意义。[1]吴中伟,廉惠珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.[2]张亚苗.对硅酸盐水泥技术指标的几点分析[J].山西建筑,2009(12).[3]袁润章.胶凝材料学(第二版)[M].武汉:武汉理工大学出版社,1996.[4]沈春林.聚合物水泥防水涂料[M].北京:化学工业出版社,2003.

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