宝院长 发表于 2024-10-10 09:24:07

建筑石膏浆体水化和凝结硬化的过程及原理

建筑石膏与水拌和后,成为具有可塑性的浆体,但其中的半水石膏很快与水发生水化反应,形成二水石膏,其固相体积膨胀,使浆体很快变稠而失去可塑性,最后逐渐形成具有一定强度的硬化体。

1.建筑石膏的水化
建筑石膏加水拌和后,与水相互作用,由原先的半水石膏逐渐反应生成二水石膏,这个过程称为水化。反应方程式如下:CaSO4·0.5H2O+1.5H2O—→CaSO4·2H2O建筑石膏加水后,首先半水石膏溶解,然后发生水化反应,生成二水石膏。由于二水石膏在水中的溶解度(20℃为2.05g/L)比半水石膏在水中的溶解度(20℃为8.16g/L)小得多,故二水石膏不断从过饱和溶液中沉淀而析出胶体颗粒。二水石膏析出,使半水石膏浓度下降,成为不饱和溶液,此时半水石膏进一步溶解以达到饱和浓度,而二水石膏继续生成和析出。如此不断循环,直到半水石膏完全转化为二水石膏为止。

2.建筑石膏的凝结硬化
随着水化的进行,二水石膏胶体颗粒的数量不断增多,它比原来的半水石膏颗粒细,总表面积增大,因而可吸附更多的水分;同时,因水分蒸发和部分水参与反应而成为化合水,致使自由水减少,使得浆体逐渐变稠而开始失去可塑性。一般将浆体开始失去可塑性时对应的状态称为初凝状态,从石膏开始与水接触至到达初凝状态所需要的时间称为初凝时间。

在浆体变稠的同时,二水石膏胶体微粒逐渐变为晶体,晶体逐渐长大、共生和相互交错,使浆体完全失去可塑性,此时的状态称为终凝状态,从石膏开始与水接触至到达终凝状态所需要的时间称为终凝时间。浆体逐渐干燥,内部自由水排出,晶体之间的摩擦力、黏结力逐渐增大,强度也随之增加,一直发展到最大值,这就是硬化过程。直至剩余水分完全蒸发后,强度才停止发展。石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是一个连续的溶解、水化、胶化和结晶过程,是交叉进行的,其最终硬化属于干燥和结晶作用。
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