調節水泥的凝結時間
水泥中加入石膏的主要作用是調節水泥的凝結時間。
水泥中的熟料成分,特別是C3A(鋁酸三鈣),如果直接與水接觸,會迅速發生水化反應,導致水泥快速凝結。為了控制這種快速凝結,需要通過加入石膏來延緩水泥的凝結時間,這樣做的目的是為了方便混凝土的攪拌、運輸和施工。石膏的作用機理在於它與C3A及水化產物發生反應,形成難溶於水的鈣礬石,從而在C3A表面形成包裹層,阻止進一步的水化反應,降低溶液中鋁酸鹽的溶解度,使水泥的凝結時間得到調節。
此外,石膏的加入還能提高水泥的早期強度、減少乾縮、改善耐久性,並對混合材起激發劑作用。它還可以促進水泥與石英砂的反應,從而提高混凝土的力學性能。在水泥生產過程中,石膏的加入還有助於減少環境污染,例如降低SO2的排放。
然而,石膏的加入量需要嚴格控制。如果加入量不足,水泥可能會發生快速凝結;而加入量過多,則可能導致水泥凝結加快,並在後期引起水泥石的膨脹和開裂破壞。因此,石膏的摻入量一般控制在1.8%至2.5%之間。