(1)硬石膏的水化硬化 硬石膏的化學(xué)組成主要是CaSO4﹐屬于正交晶系。根據(jù)無水石膏結(jié)晶水含量及水化活性的不同﹐硬石膏可分為α、β、7三種。二水石膏在加熱過程中當(dāng)溫度升至200℃時﹐半水石膏首先轉(zhuǎn)變?yōu)?‐CaSO4﹐并含有比例很小的結(jié)晶水﹐其親水性強﹐在潮濕空氣中可轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨喋r溫度升至300?700℃時﹐7‐CaSO4轉(zhuǎn)變?yōu)棣漏\CaSO4﹐同時形成一種很致密的穩(wěn)定的結(jié)晶相。β‐CaSO4即天然硬石膏﹐具有潛在的水化活性﹐但其水化速率緩慢﹔當(dāng)二水石膏經(jīng)1100℃以上高溫煅燒后﹐即形成不具有水化活性的α‐CaSO4硬石膏匚29?32?。

天然硬石膏水化硬化為二水石膏是一個熱力學(xué)自發(fā)過程 (25℃時?G為一18kJ∕m○l)﹐這是硬石膏作為建筑材料使用的化學(xué)基礎(chǔ)﹐但在實際應(yīng)用中凝結(jié)硬化緩慢。將天然硬石膏磨成細粉﹐加水調(diào)和后也能較緩慢地水化硬化﹐且在25?30℃的室溫干燥條件下強度不斷增長﹐28d抗壓強度能達到14·3?17·1MPa。研究發(fā)現(xiàn)﹐約有20%左右的硬石膏水化生成二水石膏。這是由于天然硬石膏中往往含有其他成分﹐可能有活化作用﹔同時磨細過程能使硬石膏部分活化﹐促進水化能力。但總的來說﹐天然硬石膏本身的膠凝性很差﹐能夠達到的強度有限﹐在很多情況下不能滿足使用要求﹐一般需要采取措施提高其活性。

(2)硬石膏的活性激發(fā) 采取措施提高硬石膏的活性﹐通常也稱為激發(fā)﹐即采用一定的方法加速其水化硬化過程的反應(yīng)速率。天然硬石膏的活性激發(fā)主要有機械力化學(xué)法、熱化學(xué)法和外加劑激發(fā)法等。前兩種方法有時也并稱為物理活性激發(fā)。機械力化學(xué)法主要是通過機械粉磨增大物料比表面積﹐增加反應(yīng)的可能性。熱化學(xué)法是通過適當(dāng)溫度煅燒硬石膏﹐使其晶格畸變﹐激發(fā)其水化活性。這兩種方法激發(fā)硬石膏活性的效能較低﹐仍不能使天然硬石膏達到實際使用要求﹐因此需要在天然硬石膏中摻人激發(fā)劑進行化學(xué)活性激發(fā)。
外加劑激發(fā)法是通過改變硬石膏水化硬化模式達到激發(fā)其活性的目的。在硬石膏中加人某些無機物或有機物以改變其無水石膏相的溶解度或改變它的溶解速度。在這些外加劑的激發(fā)作用下﹐硬石膏水化硬化能力增強﹐凝結(jié)時間縮短。根據(jù)激發(fā)性能不同﹐激發(fā)劑可分為硫酸鹽激發(fā)劑、堿性激發(fā)劑以及高爐礦渣和粉煤灰等復(fù)雜化合物。
(3)硬石膏激發(fā)劑 圖6‐23展示岀部分激發(fā)劑對天然硬石膏水化率的影響 (即激發(fā)效果)。
(4)激發(fā)劑激發(fā)硬石膏活性機理 硬石膏具有組成絡(luò)合物的能力﹐在有水和鹽存在時﹐硬石膏表面生成不穩(wěn)定的復(fù)雜水化物﹐然后此水化物又分解為含水鹽類和二水石膏。正是這種分解反應(yīng)生成的二水石膏不斷結(jié)晶﹐使?jié){體凝結(jié)硬化。

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