
【化】 cementation index
cement; concrete
【化】 cement
【化】 cementation index
水泥硬化率(Cement Hardening Rate) 指水泥漿體或混凝土從塑性狀态轉變為剛性固體狀态的速度,反映其早期強度發展的快慢程度。該過程主要依賴水泥中矽酸鈣(C₃S、C₂S)與水發生水化反應,生成水化矽酸鈣凝膠(C-S-H)和氫氧化鈣晶體,使漿體結構緻密化、強度增長。硬化率直接影響施工效率(如拆模時間)及結構早期承載能力。
英文對應:Cement Hardening Rate / Rate of Cement Setting and Hardening
核心概念:描述單位時間内水泥基材料強度增長的量化指标,通常以抗壓強度增長率(MPa/h或%/d)衡量。
水化反應動力學
水泥硬化本質是水化反應速率的外在表現。主要反應式為:
$$2text{C}_3text{S} + 6text{H}_2text{O} rightarrow text{C}_3text{S}_2text{H}_3 + 3text{CH}$$
$$2text{C}_2text{S} + 4text{H}_2text{O} rightarrow text{C}_3text{S}_2text{H}_3 + text{CH}$$
其中C₃S(矽酸三鈣)貢獻早期強度,C₂S(矽酸二鈣)主導後期強度發展。
關鍵影響因素
系統闡釋水化反應動力學與硬化率調控機制。
"Standard Test Method for Time of Setting of Hydraulic Cement by Vicat Needle",規範初凝與終凝時間測定。
定量分析硬化率與微觀結構演變關聯性(ISBN 978-3-319-52171-1)。
注:以上内容綜合建築材料學經典理論與行業标準,核心機理與數據均引自權威出版物及規範。
水泥硬化率是指水泥在凝結硬化過程中,其強度隨時間發展的速率或最終達到的硬化程度。這一指标反映了水泥水化反應的效率及硬化效果,具體可通過以下影響因素分析:
礦物組成
水泥熟料中主要礦物成分(C3A、C4AF、C3S、C2S)的含量直接影響硬化速率。例如,C3A(鋁酸三鈣)水化反應最快,會顯著加快早期硬化速率。
顆粒細度
水泥顆粒越細,比表面積越大,與水接觸面積增加,水化反應速率加快,從而提升硬化率。
環境條件
溫度與濕度升高會加速水化反應。例如,高溫環境可縮短凝結時間并促進強度發展,而低溫則會延緩硬化過程。
水灰比
水灰比(水與水泥的質量比)過大會稀釋水泥顆粒濃度,導緻水化反應減緩,進而降低硬化速率和最終強度。
外加劑作用
不同類型的外加劑(如促凝劑、緩凝劑)可通過調節水化反應速度來改變硬化率。例如,氯化鈣作為促凝劑可顯著縮短凝結時間。
總結來看,水泥硬化率是綜合反映材料特性與環境條件作用的結果,需通過控制上述因素優化工程性能。
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