水泥凝结时间影响因素

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 2 水泥凝结时间 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及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 的范围 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 12 1 水泥凝结时间的检测概念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范 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 3 3 水泥凝结时间测定 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和吉尔摩法两种 我国及世界大多数国家用维卡法 3 13 1 方法原理方法原理 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 23 2 凝结时间的测定凝结时间的测定 3 2 13 2 1 调零调零 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 3 2 23 2 2 试件的制备试件的制备 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 3 2 33 2 3 初凝时间的测定初凝时间的测定 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 秒时指针的读数 当试针沉至距底板 4mm 1mm 时 为水泥达到初凝状态 3 2 43 2 4 终凝时间的测定终凝时间的测定 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 4 水泥凝结时间影响因素 水泥凝结时间影响因素 4 14 1 水泥的矿物组成水泥的矿物组成 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 铝酸三钙 8 0 9 0 10 0 11 0 凝结时 间试验 初凝终凝初凝终凝初凝终凝初凝终凝 试验 1 170min220min147min187min119min154min91min121min 试验 2 16020313217210313874107 试验 3 15620413317310413976109 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 24 2 水泥的细度水泥的细度 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 表 3 2 水泥细度不同对凝结时间的影响 细度 80um 筛筛余 1 0 3 0 5 0 7 0 凝结时 间试验 初凝终凝初凝终凝初凝终凝初凝终凝 试验 1 169min204min211min253min243min284min259min306min 试验 2 146181172220190237206254 试验 3 151184190229221262235280 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 34 3 硬化时的温度和湿度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 凝结时间 安定性检验方法 中 对试验室温度 20 2 相对湿度 不低于 50 以及对养护箱温度 20 1 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 养护箱温度 18 20 23 凝结时 间试验 初凝终凝初凝终凝初凝终凝 试验 1 249min294min214min254min194min224min 试验 2 202242161201136175 试验 3 231271190230166201 表 3 4 不同湿度对凝结时间的影响 养护箱湿度 85 90 95 凝结时 间试验 初凝终凝初凝终凝初凝终凝 试验 1 185min224min217min258min246min284min 试验 2 131171165207199238 试验 3 162203193232225260 从表 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 44 4 用水量用水量 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 C3A C3S C4AF C2S 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 稠度用水量 24 025 026 027 0 凝结时 间试验 初凝终凝初凝终凝初凝终凝初凝终凝 试验 1 164min204min186min227min213min252min254min305min 试验 2 110151132174165208201259 试验 3 142181119165194239232281 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 凝结时间也会相对延长 4 54 5 游离氧化钙游离氧化钙 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 煅烧温度 约 1200 约 1400 约 1500 凝结时 间试验 初凝终凝初凝终凝初凝终凝 试验 1 62min97min98min138min147min196min 试验 2 57931041