
【化】 cementation index
cement; concrete
【化】 cement
【化】 cementation index
水泥硬化率(Cement Hardening Rate) 指水泥浆体或混凝土从塑性状态转变为刚性固体状态的速度,反映其早期强度发展的快慢程度。该过程主要依赖水泥中硅酸钙(C₃S、C₂S)与水发生水化反应,生成水化硅酸钙凝胶(C-S-H)和氢氧化钙晶体,使浆体结构致密化、强度增长。硬化率直接影响施工效率(如拆模时间)及结构早期承载能力。
英文对应:Cement Hardening Rate / Rate of Cement Setting and Hardening
核心概念:描述单位时间内水泥基材料强度增长的量化指标,通常以抗压强度增长率(MPa/h或%/d)衡量。
水化反应动力学
水泥硬化本质是水化反应速率的外在表现。主要反应式为:
$$2text{C}_3text{S} + 6text{H}_2text{O} rightarrow text{C}_3text{S}_2text{H}_3 + 3text{CH}$$
$$2text{C}_2text{S} + 4text{H}_2text{O} rightarrow text{C}_3text{S}_2text{H}_3 + text{CH}$$
其中C₃S(硅酸三钙)贡献早期强度,C₂S(硅酸二钙)主导后期强度发展。
关键影响因素
系统阐释水化反应动力学与硬化率调控机制。
"Standard Test Method for Time of Setting of Hydraulic Cement by Vicat Needle",规范初凝与终凝时间测定。
定量分析硬化率与微观结构演变关联性(ISBN 978-3-319-52171-1)。
注:以上内容综合建筑材料学经典理论与行业标准,核心机理与数据均引自权威出版物及规范。
水泥硬化率是指水泥在凝结硬化过程中,其强度随时间发展的速率或最终达到的硬化程度。这一指标反映了水泥水化反应的效率及硬化效果,具体可通过以下影响因素分析:
矿物组成
水泥熟料中主要矿物成分(C3A、C4AF、C3S、C2S)的含量直接影响硬化速率。例如,C3A(铝酸三钙)水化反应最快,会显著加快早期硬化速率。
颗粒细度
水泥颗粒越细,比表面积越大,与水接触面积增加,水化反应速率加快,从而提升硬化率。
环境条件
温度与湿度升高会加速水化反应。例如,高温环境可缩短凝结时间并促进强度发展,而低温则会延缓硬化过程。
水灰比
水灰比(水与水泥的质量比)过大会稀释水泥颗粒浓度,导致水化反应减缓,进而降低硬化速率和最终强度。
外加剂作用
不同类型的外加剂(如促凝剂、缓凝剂)可通过调节水化反应速度来改变硬化率。例如,氯化钙作为促凝剂可显著缩短凝结时间。
总结来看,水泥硬化率是综合反映材料特性与环境条件作用的结果,需通过控制上述因素优化工程性能。
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