简述建筑石膏的硬化机理
建筑石膏与适量水混合,最初呈可塑浆体,随后迅速失去可塑性并产生强度,最终形成坚硬固体。这一过程的实质是浆体内部发生了一系列物理和化学变化。
首先,半水石膏溶解于水,快速形成不稳定的饱和溶液,随即与水反应生成二水石膏,即水化过程,其反应式为:CaSO₄・0.5H₂O + 1.5H₂O → CaSO₄・2H₂O 。由于水化产物二水石膏的溶解度远小于 β 型半水石膏(仅为其 1/5),β 型半水石膏的饱和溶液对于二水石膏而言成为过饱和溶液,进而逐渐形成晶核。当晶核增长至某一临界值后,二水石膏结晶析出,溶液浓度随之降低,促使新一批半水石膏继续溶解和水化。如此循环往复,直至 β 型半水石膏完全消耗。
随着水化反应的持续进行,二水石膏生成量不断增多,水分逐渐减少,浆体开始失去可塑性,此为初凝。此后,浆体进一步变稠,颗粒间摩擦力与黏结力增大,并开始产生结构强度,即表现为终凝。在此期间,晶体颗粒逐渐长大、连生且相互交错,使浆体强度持续增长,直至剩余水分完全蒸发,强度才停止发展。
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