水泥凝结时间影响因素.pdf

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1、.1/8 水泥的凝结时间分为初凝和终凝.水泥加水拌和到水泥浆体开始失去可塑性的时间.水泥加水拌和到水泥完全失去可塑性并开始产生强度的时间为终凝时间.对于大多数硅酸盐类水泥这两个阶段是很明显的,1 初凝时间大多超过 1 小时,终凝时间一般在初凝后 1 小时左右,由于水泥水化速度除与自身物理化学因素有关还与水灰比、温度等因素有关,因此凝结时间受到测定时水泥浆状态,环境温度、湿度等诸多因素的影响.2、水泥凝结时间 水泥凝结时间是水泥的重要技术指标,国家标准对每一种水泥的凝结时间都有规定.这种规定 一是基于水泥使用时水泥凝结时间过早导致来不与施工和水泥凝结时间过迟导致施工周期长而影响施工进度.二是基于

2、不同地域水泥生产企业和水泥用户需要有一个根据生产和使用情况选择水泥凝结时间的 X围.因此研究对水泥凝结时间的影响因素并确定适宜的凝结时间,是水泥生产过程中一项重要技术工作.2.1 水泥凝结时间的检测概念 水泥初凝时间和终凝时间有国家标准规定的检测方法测定,它是在相同要求的条件下检测出来的不同水泥的凝结时间,这种检测的水泥凝结时间是一种对水泥实际凝结时间的比较,一种总目标的控制要求.凝结时间符合水泥国家标准规定 X 围内的水泥都是合格的,但合适与优良的评价要靠用户和市场的反映,为了满足用户和市场要求,水泥凝结时间也需要进行合理确定.2/8 3、水泥凝结时间测定 测定水泥凝结时间的方法目前有维卡法

3、和吉尔摩法两种,我国与世界大多数国家用维卡法.3.1 方法原理 水泥凝结时间的测定方法是采用一定重量的试针自由沉入水泥标准稠度净浆至一定深度所需的时间,由于试体随着时间的延长凝结固化的状态不同,致使试针进入试体深度不同,以此来测定水泥的初结时间和终凝时间.3.2 凝结时间的测定 调零 调整凝结时间测定仪的试针接触玻璃板时指针对准标尺零点.试件的制备 将水泥试样按规定程序以标准稠度用水量制成标准稠度净浆,一次装满试模,振动数次并刮平,做好标记,放入湿气养护箱中养护.记录水泥全部加入水中的时间作为凝结时间的起始时间.初凝时间的测定 试模在湿气养护箱中养护至加水后30分钟时进行第一次测定,测定时,从

4、湿气养护箱中取出试模放到试针下,降低试针与水泥净浆表面接触,拧紧螺丝 1-2 秒后,突然放松,试针垂直、自由的沉入水泥净浆.观察试针停止下沉或释放试针 30 秒时.3/8 指针的读数.当试针沉至距底板 4mm1mm 时,为水泥达到初凝状态.3.2.4 终凝时间的测定 为了准确观测试针沉入的状况,终凝针上安装了一个环形附件.在完成初凝时间检测后,立即将试模同浆体以平移的方式从玻璃板取下,翻转 180 度,直径大端向上,小端向下放在玻璃板上,再放入湿气养护箱中养护,临近终凝时间时每隔 15 分钟测定一次,当试针沉入试体 0.5mm 时,即环形附件开始未能在试件浆体表面上留下痕迹时,为水泥达到终凝状

5、态,由水泥全部加入水中至终凝状态的时间为水泥的终凝时间,用分钟来表示.4、水泥凝结时间影响因素 4.1 水泥的矿物组成 硅酸三钙 C3S、硅酸二钙 C2S、铝酸三钙 C3A、铁铝酸四钙C4AF 四种矿物组成中,按水化速率可排列成：铝酸三钙铁铝酸四钙硅酸三钙硅酸二钙.而水泥的凝结时间主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙,铝酸三钙的水化反应如果进行的很快,会导致水泥的凝结过快而无法使用,铝酸三钙含量过高,水化反应加快,会使混凝土坍塌过快,容易造成假凝影响水泥质量.不同铝酸三钙含量对凝结时间的影响试验结果见表 3-1：表 3-1 不同的C3A含量对凝结时间的影响 凝结铝酸三钙 8.0%9.0%10.0%11

6、.0%.4/8 时间试验 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 试验1 170min 220min 147min 187min 119min 154min 91min 121min 试验2 160 203 132 172 103 138 74 107 试验3 156 204 133 173 104 139 76 109 从表3-1可知,C3A含量越高,水化速度越快,含量8%比含量11%的凝结时间要慢100分钟左右,可见硅酸盐水泥矿物组成是影响水泥的水化速度、凝结时间的主要因素之一.4.2 水泥的细度 通常情况下,水泥粉磨细度越细,水泥就越易水化,也就越易在存放中分化.当环境温度较高节

7、且潮湿时,存放时吸水,容易导致水泥缓凝：而吸收了二氧化碳,则会导致水泥快凝.相同矿物组成的水泥,若减小细度,其比表面积增大,水化加快,则凝结时间也会有明显不同.试验结果见表 3-2.5/8 表 3-2 水泥细度不同对凝结时间的影响 凝结时间试验 细度80um 筛筛余 1.0%3.0%5.0%7.0%初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 试验1 169min 204min 211min 253min 243min 284min 259min 306min 试验2 146 181 172 220 190 237 206 254 试验3 151 184 190 229 221 262 23

8、5 280 从表 3-2 可知,同等矿物组成的试验对比中,水泥粉细度越大,凝结时间也会相对的延长.4.3 硬化时的温度和湿度 温度愈高,凝结硬化的速度愈快,当温度较低时,凝结硬化速度比较缓慢,当温度为 0以下时,硬化将完全停止,并可能遭受冰冻破坏,因此,GB/T1346-2001 水泥标准稠度用水量、凝结时.6/8 间、安定性检验方法中,对试验室温度202、相对湿度不低于 50%以与对养护箱温度201、相对湿度不低于 90都作了明确规定,以保证时间测定的准确性,同等矿物组成不同温度和湿度对凝结时间的影响实验结果见表 3-3、3-4：表 3-3 不同温度对凝结时间的影响 凝结时间试验 养护箱温度

9、 18 20 23 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 试验 1 249min 294min 214min 254min 194min 224min 试验 2 202 242 161 201 136 175 试验 3 231 271 190 230 166 201 表 3-4 不同湿度对凝结时间的影响 凝结时间试验 养护箱湿度 85%90%95%初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 试验 1 185min 224min 217min 258min 246min 284min 试验 2 131 171 165 207 199 238 试验 3 162 203 193 232 225 260 从表

10、3-3、3-4 可知同等矿物组成的试验对比中,凝结时间会随着养护的温度升高而缩短,随着养护湿度的升高而延长.4.4 用水量.7/8 水泥需水量的大小直接影响混凝土的水灰比,硅酸盐水泥的四种矿物中,C3A 的标准稠度用水量大,C2S 最小,大致顺序为：C3AC3SC4AFC2S.而 C3A 增加,标准稠度需水量也会随着增加,同等矿物不同用水量凝结时间的影响组成试验结果见表 3-5.表 3-5 不同用水量对凝结时间的影响 凝结时间试验 稠度用水量%24.0 25.0 26.0 27.0 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 试验1 164min 204min 186min 227min

11、213min 252min 254min 305min 试验2 110 151 132 174 165 208 201 259 试验3 142 181 119 165 194 239 232 281 从表 3-5 可知,同等矿物组成的试验对比中,稠度用水量增加,.8/8 凝结时间也会相对延长.4.5 游离氧化钙 立窑生产的水泥,有时会存在一些欠烧熟料,因而游离氧化钙含量较高,并且水化速度较快,吸水量也较大,容易引起水泥凝结时间不正常.放置一段时间后,游离氧化钙部分得到消解,此时凝结时间的测定值与存放前的测定值有明显差别.实验结果见表 3-6.表 3-6 不同煅烧温度熟料的凝结时间对比 凝结时间试验 煅烧温度 约 1200 约 1400 约 1500 初凝 终凝 初凝 终凝 初凝 终凝 试验 1 62min 97min 98min 138min 147min 196min 试验 2 57 93 104 146 165 213 试验 3 49 82 112 158 172 216 从表 3-6 可知,低温煅烧由于能生成较多的硫铝酸钙和氟铝酸钙这些早强矿物,水化很快,凝结时间较短,而随着煅烧温度提高,液相粘度显著降低,AL2O3溶入铁相的量增加,铝酸盐矿物明显减少,同时随着 C3S 中 CaF2固溶量的增加,A 矿水化活性下降,凝结时间也会有所延长.4.6 水灰比