1.影响水泥水化速率的因素是什么？

水泥水化速率是指单位时间内水泥的水化程度或水化深度。水化程度是指一定时间内已水化的水泥量与完全水化量的比值。凝结与硬化是同一过程中的不同阶段。凝结标志着水泥浆体失去流动性而具有一定的塑性强度；硬化则表示水泥浆体固化后所建立的结构具有一定的机械强度。水泥凝结过程分为初凝和终凝两个阶段，以表示凝结过程的进展，国家规定用维卡仪测定初凝和终凝时间。影响水泥水化速率的因素很多，主要有以下几种。

（1）水泥熟料粒子的矿物组成与结构。不同测试方法所得各单矿的水化速率不完全一致，但一般认为，熟料中四种主要矿物的水化速率顺序为C3A＞C3S＞C4AF＞C2S。所以当熟料矿物组成发生变化时，其凝结时间等性能随之发生变化。此外，水化速率主要与矿物的晶体结构有关，C3A晶体结构的排列极不规则，晶胞间距离不等，造成很大的“空洞”，使水分子容易进入，因此水化速率很快。而C2S晶体堆积比较紧密，水化产物又易形成保护膜，因此水化速率最慢。
     （2）水泥的加水量。水泥水化时的水灰比大，则水泥颗粒能高度分散，水与水泥的接触面积大，因此水化速率快。另外，水灰比大使水化产物有足够的扩散空间，有利于水泥颗粒继续与水接触而起反应。但水灰比大会造成水泥浆体结构疏松，孔隙率增加，使水泥凝结速率变慢，强度下降。
     （3）细度。水泥细度越小，则比表面积越大，与水接触的面积越多，水化越快。另外，细度细，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化。一般认为，水泥颗粒粉磨至粒径小于40μm，水化活性较高，技术经济合理。但是，水泥细度过细会使水泥早期水化反应加快和强度提高，但对后期强度没有多大益处。
     （4）养护温度。水泥水化反应也遵循一般的化学反应规律，随着水泥水化反应的温度提高，水化速率加快，特别是对水泥早期水化速率影响更大，但水化程度的差别到后期逐渐趋小。温度对不同矿物的水化速率的影响程度不尽相同。对水化慢的β-C2S，温度的影响最大。而C3A在常温下水化就很快，其反应放热较多，故温度对C3A水化速率的影响不大。温度越高，对水泥早期水化速率影响越大，但水化程度的差别到后期逐渐趋小。
      （5）外加剂。常用的外加剂有促凝剂、促硬剂及延缓剂等。绝大多数无机电解质都有促进水泥水化的作用，例如，最早会用的CaCl2，主要是增加Ca2+浓度，加快Ca(OH)2的结晶，缩短诱导期。大多数有机外加剂对水化有延缓作用，最常用的是各种木质磺酸盐。一般认为是由于所含磺酸能吸附到C2S表面，阻碍了C-S-H成核的缘故。但也有人认为是木质磺酸钠使氢氧化钙结晶成长推迟甚至完全受到阻碍之故。

凡能影响水化速率的因素，基本上也都同样地影响水泥的凝结时间。一般水泥熟料磨成细粉，与水相遇就会在瞬间很快凝（熟料的铝酸三钙含量相当低时除外，如C3A含量＜2%或熟料迅速冷却而极少析出C3A晶体），使施工无法进行。加入适量石膏不仅可调节其凝结时间，以利于施工，同时还可以改善水泥的一系列性能，如提高水泥的强度，改善水泥的侵蚀性、抗冻性、抗渗性，降低干缩变形等。但石膏对水泥凝结时间的影响并不与掺量成正比，而突变的，当掺量超过一定数量时，略有增加会使凝结时间变化很大。石膏掺量太少，起不到缓凝的作用；但掺量太多，会在水泥水化后期继续形成钙矾石，将使初期硬化的浆体产生膨胀应力，削弱强度，发展严重的还会造成安定性不良的后果。为此，国家标准限制了出厂水泥中的石膏的掺入量，其根据是使水泥的各种性能不会恶化的最大允许含量。

在实际生产中，通常用同一熟料掺各种比例的石膏（SO3含量为1%-4%），分别磨到同一细度，然后进行凝结时间、不同龄期的强度等性能试验，用所得数据作出强度与水泥中SO3含量的关系曲线，根据曲线，结合各龄期情况综合考虑，选择在凝结时间正常时能达到最高强度的适宜SO3掺入量，这个掺入量为最佳石膏掺入量。

      来源：水泥资料

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