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水泥水化热的计算与分析

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来源:
2018/07/18 01:58
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 1、水泥水化热分析 
  水泥在水化时会发生温度变化,这主要源于几种无水化合物组分的溶解热和几种水化物在溶液中的沉淀热。这些热值的代数和就是水泥在任何龄期下的水化热。国家标准GB T 12959-2008规定了水泥水化热的测定方法,但是水泥水化热的测定较复杂,一般水泥厂都不会配备有这方面的仪器,有些水泥厂曾经添置过水泥水化热的测试仪器,但也没能很好地使用,关键是水化热测试对仪器和操作技术的要求较高,一般的工人难以熟练掌握该技术。水泥水化热大小与水泥内部矿物质成分有一定的关系,在同等量的水泥情况下,具有C3A的水泥水化热最大,其次是C3S,最后是C4AF。水化热越大,水泥浆体单位时间内放出热量也将会越多。工程实践中一般是通过增加三氧化二铁与氧化铁含量之比作为降低C3A的指标,为了达到更好的效果,可以在上述基础上,对C3S含量进一步降低。 
  2、我国水泥水化热情况分析 
  我国在很多水泥里面都会添加不同数量的材料,如何对水泥水化热过程中释放热量的估算是一个值得探讨的问题。一般情况下,通过掺入混合料,可以适当降低水泥水化热。我国科研工作人员在总结国内外先进经验基础上,提出了一种可以估算掺有混合材料的水泥水化热含量的方法。其理论计算公式如下: 
  Qp=Qo(1-mp); 
  Qp为掺有混合料水泥水化热,单位是cal/g; 
  Q0为没有掺混合料水泥水化热,单位是cal/g; 
  m为经验系数,其变化范围为1至2,在混合材水化活性与熟料含量相当时,m可以取0值;如果混合材在水泥水化过程中,没有起到作用,那么此时m可以取值为1。 
  目前工程实践中用到的混凝土一般会添加矿渣、粉煤灰等矿物,这些矿物可以有效降低水化热释放出来的热量。高水胶比材料会加速水泥水化热速度,反之,低水胶比材料会降低水泥水化热速度。在低水胶比条件下,水泥中硅灰在不同阶段会表现出不同的性质,由于可以增加水泥水化热的诱导期,所以硅灰可以在一定程度上降低水化热的速度。另外,硅灰还会随着水胶比的增加,对水化热进程有推动作用。硅灰和粉煤灰同时加入水泥内,水泥水化将会被严重地延迟,水化热减少并且硅灰的早期性状变化将会延迟,其加速作用也会逐步降低。硅灰对水化放热值以及水化放热速度影响取决于它在水化过程中的物理化学反应。 
  不同的混凝土试验组分如果内部水胶比不同,那么可以通过改变混凝土中的粉煤灰的比重来改变其性质。当粉煤灰在混凝土中的含量增加达到40%时,试验组分的水化热也会达到一定程度。如果继续增加粉煤灰,那么试验组分的水化热将会逐步减少。经研究发现,在水泥水化的前一个小时内,粉煤灰可以使硅酸盐水泥获得更多的水分,在其后阶段粉煤灰可以起到相反作用,对水泥水化起到减速的作用,这主要是由于粉煤灰的活性差所决定的,另外随着粉煤灰含量增加,其稀释性也会逐渐降低。 

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