1.影響水泥水化速率的因素是什么？
水泥水化速率是指單位時(shí)間內(nèi)水泥的水化程度或水化深度。水化程度是指一定時(shí)間內(nèi)已水化的水泥量與完全水化量的比值。凝結(jié)與硬化是同一過(guò)程中的不同階段。凝結(jié)標(biāo)志著水泥漿體失去流動(dòng)性而具有一定的塑性強(qiáng)度；硬化則表示水泥漿體固化后所建立的結(jié)構(gòu)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。水泥凝結(jié)過(guò)程分為初凝和終凝兩個(gè)階段，以表示凝結(jié)過(guò)程的進(jìn)展，國(guó)家規(guī)定用維卡儀測(cè)定初凝和終凝時(shí)間。影響水泥水化速率的因素很多，主要有以下幾種。
（1）水泥熟料粒子的礦物組成與結(jié)構(gòu)。不同測(cè)試方法所得各單礦的水化速率不完全一致，但一般認(rèn)為，熟料中四種主要礦物的水化速率順序?yàn)镃3A＞C3S＞C4AF＞C2S。所以當(dāng)熟料礦物組成發(fā)生變化時(shí)，其凝結(jié)時(shí)間等性能隨之發(fā)生變化。此外，水化速率主要與礦物的晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，C3A晶體結(jié)構(gòu)的排列極不規(guī)則，晶胞間距離不等，造成很大的“空洞”，使水分子容易進(jìn)入，因此水化速率很快。而C2S晶體堆積比較緊密，水化產(chǎn)物又易形成保護(hù)膜，因此水化速率最慢。
（2）水泥的加水量。水泥水化時(shí)的水灰比大，則水泥顆粒能高度分散，水與水泥的接觸面積大，因此水化速率快。另外，水灰比大使水化產(chǎn)物有足夠的擴(kuò)散空間，有利于水泥顆粒繼續(xù)與水接觸而起反應(yīng)。但水灰比大會(huì)造成水泥漿體結(jié)構(gòu)疏松，孔隙率增加，使水泥凝結(jié)速率變慢，強(qiáng)度下降。
（3）細(xì)度。水泥細(xì)度越小，則比表面積越大，與水接觸的面積越多，水化越快。另外，細(xì)度細(xì)，水泥晶格扭曲，缺陷多，也有利于水化。一般認(rèn)為，水泥顆粒粉磨至粒徑小于40μm，水化活性較高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。但是，水泥細(xì)度過(guò)細(xì)會(huì)使水泥早期水化反應(yīng)加快和強(qiáng)度提高，但對(duì)后期強(qiáng)度沒(méi)有多大益處。
（4）養(yǎng)護(hù)溫度。水泥水化反應(yīng)也遵循一般的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律，隨著水泥水化反應(yīng)的溫度提高，水化速率加快，特別是對(duì)水泥早期水化速率影響更大，但水化程度的差別到后期逐漸趨小。溫度對(duì)不同礦物的水化速率的影響程度不盡相同。對(duì)水化慢的β-C2S，溫度的影響最大。而C3A在常溫下水化就很快，其反應(yīng)放熱較多，故溫度對(duì)C3A水化速率的影響不大。溫度越高，對(duì)水泥早期水化速率影響越大，但水化程度的差別到后期逐漸趨小。
（5）外加劑。常用的外加劑有促凝劑、促硬劑及延緩劑等。絕大多數(shù)無(wú)機(jī)電解質(zhì)都有促進(jìn)水泥水化的作用，例如，最早會(huì)用的CaCl2，主要是增加Ca2+濃度，加快Ca(OH)2的結(jié)晶，縮短誘導(dǎo)期。大多數(shù)有機(jī)外加劑對(duì)水化有延緩作用，最常用的是各種木質(zhì)磺酸鹽。一般認(rèn)為是由于所含磺酸能吸附到C2S表面，阻礙了C-S-H成核的緣故。但也有人認(rèn)為是木質(zhì)磺酸鈉使氫氧化鈣結(jié)晶成長(zhǎng)推遲甚至完全受到阻礙之故。
凡能影響水化速率的因素，基本上也都同樣地影響水泥的凝結(jié)時(shí)間。一般水泥熟料磨成細(xì)粉，與水相遇就會(huì)在瞬間很快凝（熟料的鋁酸三鈣含量相當(dāng)?shù)蜁r(shí)除外，如C3A含量＜2%或熟料迅速冷卻而極少析出C3A晶體），使施工無(wú)法進(jìn)行。加入適量石膏不僅可調(diào)節(jié)其凝結(jié)時(shí)間，以利于施工，同時(shí)還可以改善水泥的一系列性能，如提高水泥的強(qiáng)度，改善水泥的侵蝕性、抗凍性、抗?jié)B性，降低干縮變形等。但石膏對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響并不與摻量成正比，而突變的，當(dāng)摻量超過(guò)一定數(shù)量時(shí)，略有增加會(huì)使凝結(jié)時(shí)間變化很大。石膏摻量太少，起不到緩凝的作用；但摻量太多，會(huì)在水泥水化后期繼續(xù)形成鈣礬石，將使初期硬化的漿體產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，削弱強(qiáng)度，發(fā)展嚴(yán)重的還會(huì)造成安定性不良的后果。為此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限制了出廠水泥中的石膏的摻入量，其根據(jù)是使水泥的各種性能不會(huì)惡化的最大允許含量。
在實(shí)際生產(chǎn)中，通常用同一熟料摻各種比例的石膏（SO3含量為1%-4%），分別磨到同一細(xì)度，然后進(jìn)行凝結(jié)時(shí)間、不同齡期的強(qiáng)度等性能試驗(yàn)，用所得數(shù)據(jù)作出強(qiáng)度與水泥中SO3含量的關(guān)系曲線，根據(jù)曲線，結(jié)合各齡期情況綜合考慮，選擇在凝結(jié)時(shí)間正常時(shí)能達(dá)到最高強(qiáng)度的適宜SO3摻入量，這個(gè)摻入量為最佳石膏摻入量。
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