水泥熟料中掺入石膏的主要原因如下:
缓凝作用:
石膏中的硫酸钙与水泥熟料中的铝酸三钙反应生成钙矾石(3CaO•Al2O3•3CaSO4•31H2O),这一反应减少了水泥的水化速度,从而起到缓凝的作用。这有助于水泥在施工过程中具有更长的可使用时间,便于搅拌、运输和浇筑。
调节凝结时间:
适量石膏的加入可以有效地调节水泥的凝结时间,防止其过快凝结。石膏在水泥颗粒表面形成的钙矾石保护膜阻碍了水分子等移动,从而延缓了水泥的凝结过程。
提高强度:
适量的石膏掺入量还可以增加水泥的强度。石膏与水泥熟料中的铝酸三钙反应生成的钙矾石是一种针状晶体,这些晶体沉积在水泥颗粒表面,不仅起到缓凝作用,还能提高水泥的强度。
改善安定性:
通过控制石膏的掺入量,可以避免因石膏掺量过多或过少而导致的假凝或急凝现象。假凝会导致混凝土失去可塑性,影响施工质量,而急凝则可能使新拌混凝土在硬化后产生开裂。适宜的石膏掺量能够确保水泥的安定性,防止后期出现裂缝。
控制水化过程:
石膏的加入还可以降低水泥浆体中铝酸钙的浓度,使其水化物不能快速析出,从而延缓了水泥的凝结时间。这一过程对凝结时间起决定作用的是反应较慢的C3S胶体溶液自身浓度的增大。
综上所述,石膏在水泥生产中起着至关重要的作用,通过调节凝结时间、提高强度和改善安定性,确保水泥在各种施工条件下的最佳性能。适宜的石膏掺量是确保水泥质量的关键。