速凝剂的作用机理:
一、形成水化铝酸钙骨架并硅酸三钙水化而速凝
中国建材研究总院通过XRD、测定结合水量、水化液测试、DTA等手段研究了速凝剂对水泥化的影响,认为铝氧熟料水泥凝结的主要原因是:
铝氧熟料反应后得到氢氧化钠硅酸三钙水化,硅离子溶出加快。
速凝剂的加入减弱并消除了硅酸三钙初始生成的水化膜和双电层的阻碍作用,导致了诱导期的缩短或消失。
熟料矿物初期水化得到的钙离子与速凝剂中的AlO2- 反应迅速生成水化铝酸钙晶体,搭接成网络。
铝氧熟料溶于水时,放出大量热量,使水化铝酸钙的吸晶放热和硅酸三钙的水化反应放热,这些放热反应的共同作用造成水泥浆体温度骤然升高,甚至达到40摄氏度,进一步促使水泥水化的反应。
水化产物的形成,尤其是水化铝酸钙的形成结合了大量的游离水,浆体迅速失去流动性。
水化产物的结晶和生长 叉形成网络结构,水化硅酸钙填充期间,促使水泥迅速凝结硬化。
二、新型低碱度早强速凝剂和抗分散机理
1、新型低碱度早强速凝剂速凝机理
有研究者认为新型早强速凝剂的速凝机理是:速凝剂中的铝酸盐或钡硫铝酸盐和外加的水溶性硫酸盐、铝盐等化合物与CS水化溶出的钙离子迅速化合形成大量的钙矾石,为水泥的浆体提供凝聚结构的骨架,由于液相中的钙离子被迅速化合,促使硅酸三钙水化形成的C-S-H处于低C/S比的水平,渗透较好,水得以不断渗透过C-S-H向硅酸三钙内部扩散,硅酸三钙内部的钙离子可以向外扩散进入溶液中而不出现诱导期。C-S-H连续大量迅速形成,与钙矾石骨架胶结而使水泥浆迅速凝结。
2、新型低碱度早强速凝剂抗分散机理
电性中和作用
在悬浮液中加入该种速凝剂时,由于悬浮液中的固体粒子表面与溶液之间带的电荷不同,产生电性中和作用,引起电位降低,产生静电吸引,粒子会聚絮凝而沉降。
吸附桥架作用
该种速凝剂中复合分子有机分子物质,当其加入悬浮液后,悬浮液中水泥颗粒和纤维的硅氧键中的氧原子会同高分子中的氢原子形成氢氧键,与结合后产生架桥吸附作用。大量分散的微细粒子被吸附于速凝剂长链的周围,聚集成大的集合体而加速粒子在悬浮液中的沉降速度。
同时,速凝剂能提高水泥颗粒的表面性能,能使水泥颗粒间的凝聚性增大,进一步提高砂浆拌合物的粘稠性。上述作用的结果,是砂浆形成一种纵横交错的稳定的网状结构,这种结构使得砂浆拌合物在水中下落时的性质发生了根本的变化,具有抗水洗和抗分散的能力。
速凝剂的加入使得水泥水化产物的结晶形态、强度都会发生变化,如添加亚硫酸钠作为硅酸盐水泥的速凝剂,其水化产物的结晶比不加的小而密,早期强度提而高后期强度则有所降低。因此,在选用速凝剂时,需要行实验检测。
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