水泥凝結(jié)時(shí)間影響因素

1、水泥的凝結(jié)時(shí)間分為初凝和終凝。水泥加水拌和到水泥漿體開始失去可塑性的時(shí)間。水泥加水拌和到水泥完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度的時(shí)間為終凝時(shí)間。對(duì)于大多數(shù)硅酸鹽類水泥這兩個(gè)階段是很明顯的， 1 初凝時(shí)間大多超過(guò) 1 小時(shí)，終凝時(shí)間一般在初凝后 1 小時(shí)左右，由于水泥水化速度除與自身物理化學(xué)因素有關(guān)還與水灰比、溫度等因素有關(guān)，因此凝結(jié)時(shí)間受到測(cè)定時(shí)水泥漿狀態(tài)，環(huán)境溫度、濕度等諸多因素的影響。2、水泥凝結(jié)時(shí)間水泥凝結(jié)時(shí)間是水泥的重要技術(shù)指標(biāo)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每一種水泥的凝結(jié)時(shí)間都有規(guī)定。這種規(guī)定一是基于水泥使用時(shí)水泥凝結(jié)時(shí)間過(guò)早導(dǎo)致來(lái)不及施工和水泥凝結(jié)時(shí)間過(guò)遲導(dǎo)致施工周期長(zhǎng)而影響施工進(jìn)度。二是基于不同地域水泥

2、生產(chǎn)企業(yè)和水泥用戶需要有一個(gè)根據(jù)生產(chǎn)和使用情況選擇水泥凝結(jié)時(shí)間的范圍。因此研究對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響因素并確定適宜的凝結(jié)時(shí)間，是水泥生產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)重要技術(shù)工作。2.1 水泥凝結(jié)時(shí)間的檢測(cè)概念水泥初凝時(shí)間和終凝時(shí)間有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢測(cè)方法測(cè)定，它是在相同要求的條件下檢測(cè)出來(lái)的不同水泥的凝結(jié)時(shí)間，這種檢測(cè)的水泥凝結(jié)時(shí)間是一種對(duì)水泥實(shí)際凝結(jié)時(shí)間的比較，一種總目標(biāo)的控制要求。凝結(jié)時(shí)間符合水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定范圍內(nèi)的水泥都是合格的，但合適與優(yōu)良的評(píng)價(jià)要靠用戶和市場(chǎng)的反映，為了滿足用戶和市場(chǎng)要求，水泥凝結(jié)時(shí)間也需要進(jìn)行合理確定。3、水泥凝結(jié)時(shí)間測(cè)定測(cè)定水泥凝結(jié)時(shí)間的方法目前有維卡法和吉爾摩法兩種，我國(guó)及世界大多

3、數(shù)國(guó)家用維卡法。3.1 方法原理水泥凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定方法是采用一定重量的試針自由沉入水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿至一定深度所需的時(shí)間，由于試體隨著時(shí)間的延長(zhǎng)凝結(jié)固化的狀態(tài)不同，致使試針進(jìn)入試體深度不同，以此來(lái)測(cè)定水泥的初結(jié)時(shí)間和終凝時(shí)間。3.2 凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定3.2.1 調(diào)零調(diào)整凝結(jié)時(shí)間測(cè)定儀的試針接觸玻璃板時(shí)指針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺零點(diǎn)。3.2.2 試件的制備將水泥試樣按規(guī)定程序以標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量制成標(biāo)準(zhǔn)稠度凈漿，一次裝滿試模，振動(dòng)數(shù)次并刮平，做好標(biāo)記，放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)。記錄水泥全部加入水中的時(shí)間作為凝結(jié)時(shí)間的起始時(shí)間。3.2.3 初凝時(shí)間的測(cè)定試模在濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至加水后30 分鐘時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)定，測(cè)定時(shí)，從濕

4、氣養(yǎng)護(hù)箱中取出試模放到試針下，降低試針與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲1-2 秒后，突然放松，試針垂直、自由的沉入水泥凈漿。觀察試針停止下沉或釋放試針 30 秒時(shí)指針的讀數(shù)。當(dāng)試針沉至距底板 4mm ±1mm 時(shí)，為水泥達(dá)到初凝狀態(tài)。3.2.4 終凝時(shí)間的測(cè)定為了準(zhǔn)確觀測(cè)試針沉入的狀況，終凝針上安裝了一個(gè)環(huán)形附件。在完成初凝時(shí)間檢測(cè)后，立即將試模同漿體以平移的方式從玻璃板取下，翻轉(zhuǎn) 180 度，直徑大端向上，小端向下放在玻璃板上，再放入濕氣養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)，臨近終凝時(shí)間時(shí)每隔 15 分鐘測(cè)定一次，當(dāng)試針沉入試體 0.5mm 時(shí)，即環(huán)形附件開始未能在試件漿體表面上留下痕跡時(shí)，為水泥達(dá)到終凝狀態(tài)

5、，由水泥全部加入水中至終凝狀態(tài)的時(shí)間為水泥的終凝時(shí)間，用分鐘來(lái)表示。4、水泥凝結(jié)時(shí)間影響因素4.1 水泥的礦物組成硅酸三鈣 C3S、硅酸二鈣C 2S、鋁酸三鈣C3A、鐵鋁酸四鈣C 4AF 四種礦物組成中，按水化速率可排列成：鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣硅酸三鈣硅酸二鈣。而水泥的凝結(jié)時(shí)間主要取決于鋁酸三鈣和硅酸三鈣，鋁酸三鈣的水化反應(yīng)如果進(jìn)行的很快，會(huì)導(dǎo)致水泥的凝結(jié)過(guò)快而無(wú)法使用，鋁酸三鈣含量過(guò)高，水化反應(yīng)加快，會(huì)使混凝土坍塌過(guò)快，容易造成假凝影響水泥質(zhì)量。不同鋁酸三鈣含量對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響試驗(yàn)結(jié)果見表3-1 ：表 3-1 不同的 C 3A 含量對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響鋁酸三鈣凝結(jié)時(shí)8.0%9.0%10.0%11.

6、0%間試驗(yàn)初凝終凝初凝終凝初凝終凝初凝終凝試驗(yàn) 1170min220min147min187min119min154min91min121min試驗(yàn) 216020313217210313874107試驗(yàn) 315620413317310413976109從表 3-1 可知， C 3A 含量越高，水化速度越快，含量8% 比含量 11% 的凝結(jié)時(shí)間要慢 100 分鐘左右，可見硅酸鹽水泥礦物組成是影響水泥的水化速度、凝結(jié)時(shí)間的主要因素之一。4.2 水泥的細(xì)度通常情況下，水泥粉磨細(xì)度越細(xì)，水泥就越易水化，也就越易在存放中分化。當(dāng)環(huán)境溫度較高節(jié)且潮濕時(shí)，存放時(shí)吸水，容易導(dǎo)致水泥緩凝：而吸收了二氧化碳，則會(huì)

7、導(dǎo)致水泥快凝。相同礦物組成的水泥，若減小細(xì)度，其比表面積增大，水化加快，則凝結(jié)時(shí)間也會(huì)有明顯不同。試驗(yàn)結(jié)果見表3-2 。表 3-2 水泥細(xì)度不同對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響細(xì)度（ 80um 篩篩余）凝結(jié)時(shí)1.0%3.0%5.0% 7.0%間試驗(yàn)初凝終凝初凝終凝初凝終凝初凝終凝試驗(yàn) 1169min204min211min253min243min284min259min306min試驗(yàn) 2146181172220190237206254試驗(yàn) 3151184190229221262235280從表 3-2 可知，同等礦物組成的試驗(yàn)對(duì)比中，水泥粉細(xì)度越大，凝結(jié)時(shí)間也會(huì)相對(duì)的延長(zhǎng)。4.3 硬化時(shí)的溫度和濕度溫度愈高

8、，凝結(jié)硬化的速度愈快，當(dāng)溫度較低時(shí)，凝結(jié)硬化速度比較緩慢，當(dāng)溫度為0以下時(shí)，硬化將完全停止，并可能遭受冰凍破壞，因此， GB/T1346-2001水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法中，對(duì)試驗(yàn)室溫度（20 ±2）、相對(duì)濕度（不低于 50% ）以及對(duì)養(yǎng)護(hù)箱溫度（20 ±1）、相對(duì)濕度（不低于90 ）都作了明確規(guī)定，以保證時(shí)間測(cè)定的準(zhǔn)確性，同等礦物組成不同溫度和濕度對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3-3 、 3-4 ：表 3-3 不同溫度對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響?zhàn)B護(hù)箱溫度凝結(jié)時(shí)1820 23 間試驗(yàn)初凝終凝初凝終凝初凝終凝試驗(yàn) 1249min294min214min254min19

9、4min224min試驗(yàn) 2202242161201136175試驗(yàn) 3231271190230166201表 3-4 不同濕度對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響?zhàn)B護(hù)箱濕度凝結(jié)時(shí)85%90%95%間試驗(yàn)初凝終凝初凝終凝初凝終凝試驗(yàn) 1185min224min217min258min246min284min試驗(yàn) 2131171165207199238試驗(yàn) 3162203193232225260從表 3-3 、3-4 可知同等礦物組成的試驗(yàn)對(duì)比中，凝結(jié)時(shí)間會(huì)隨著養(yǎng)護(hù)的溫度升高而縮短，隨著養(yǎng)護(hù)濕度的升高而延長(zhǎng)。4.4 用水量水泥需水量的大小直接影響混凝土的水灰比，硅酸鹽水泥的四種礦物中， C3A 的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量大，

10、C 2S 最小，大致順序?yàn)椋篊3AC3S C4AF C2S。而 C3A 增加，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量也會(huì)隨著增加，同等礦物不同用水量凝結(jié)時(shí)間的影響組成試驗(yàn)結(jié)果見表3-5 。表 3-5 不同用水量對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響稠度用水量 %凝結(jié)時(shí)24.025.026.027.0間試驗(yàn)初凝終凝初凝終凝初凝終凝初凝終凝試驗(yàn) 1164min204min186min227min213min252min254min305min試驗(yàn) 2110151132174165208201259試驗(yàn) 3142181119165194239232281從表 3-5 可知，同等礦物組成的試驗(yàn)對(duì)比中，稠度用水量增加，凝結(jié)時(shí)間也會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)。4.5 游離氧化鈣立窯生產(chǎn)的水泥，有時(shí)會(huì)存在一些欠燒熟料，因而游離氧化鈣含量較高，并且水化速度較快，吸水量也較大，容易引起水泥凝結(jié)時(shí)間不正常。放置一段時(shí)間后，游離氧化鈣部分得到消解，此時(shí)凝結(jié)時(shí)間的測(cè)定值與存放前的測(cè)定值有明顯差別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3-6 。表 3-6 不同煅燒溫度熟料的凝結(jié)時(shí)間對(duì)比煅燒溫度凝結(jié)時(shí)約 1200 約 1400 約 1500 間試驗(yàn)初凝終凝初凝終凝初凝終凝試驗(yàn) 162min97min98min138min147min196min試驗(yàn) 2579310414616521