石膏在水泥中成分虽然只占到3%左右甚至更少,但是却在水泥中扮演着举足轻重的角色。石膏在水泥中主要是为了延缓水泥的凝结时间,有利于混凝土的搅拌、运输和施工。水泥中若没有石膏,混凝土在搅拌过程中就会迅速凝固,导致无法搅拌和施工。
未加石膏的水泥加水拌和之后之所以会发生快凝,主要是由于熟料中的C3A佷快地溶于水中,迅速生成铝酸钙水化物。从而使水泥浆体很快凝结。为了避免这种不正常的快凝现象,水泥中一般都需加入适量石膏,以调节水泥的凝结时间。
适量石膏,对水泥熟料的缓凝作用一般认为是由于水泥水化时,石膏很快与C3A及Ca(HO)2发生反应生成难溶于水的水化硫铝钙(即钙矾石C3A·3CaSO4·Ca(HO)2,在C3A粒子表面形成包裹层,阻止了C3A进一步水化,使溶液中铝酸盐的溶解度降低,以致铝酸钙的水化产物不能分离出来。这样,对凝结时间起决定作用的将不是C3A,而是反应较慢的C3S胶体溶液自身浓度的增大,从而延缓了水泥的凝结时间。石膏在水泥中成分虽然只占到3%左右甚至更少,但是却在水泥中扮演着举足轻重的角色。以下从急凝和假凝来分析石膏对水泥的影响。
当水泥中未掺石膏时,水泥中铝酸三钙(C3A)会与水迅速反应,硅酸三钙(C3S)也会有显著的水化作用。若C3A含量较高,水泥的比表面积又较大,则有可能产生急凝。水化过程中伴随显著的放热,并且随后则有水泥浆体的硬化,这就是所谓的急凝。急凝使新拌混凝土失去可塑性,对混凝土的生产极为不利。因此,在水泥粉磨时应加入适宜的石膏量。C3A含量高时,应掺入较多的石膏,但石膏过多反而会产生不良的影响,会使水泥产生假凝现象,甚至会导致水泥的安定性不良。