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硬石膏動力學曲線上水化反應(yīng)過程的五個階段

時間:2014-05-15 10:16:12

作者:世邦機器

所謂溶解,實質(zhì)上是溶劑對溶質(zhì)內(nèi)聚力的破壞。這種破壞能力(即溶解能力或溶解速度)取決于溶劑的性質(zhì)即水的性質(zhì)。對水而言,這種性質(zhì)主要是水分子的極性?,F(xiàn)已證明,對于液體水,大部分的水分子不是以單分子狀態(tài)存在,而是以分子團形式存在的。分子團中的水分子之間以氫鍵連結(jié),于是抵消了原來單分子的一部分極性,所以分子團水的溶解能力就不如單分子水,而且分子團水的體積大于單分子水,對溶質(zhì)的滲透能力也不如單分子水。已知大多數(shù)無機鹽在溶液中并不完全以金屬離子和酸根離子存在的,而往往在水中形成水合離子。因此,可以推測,無機鹽在水中形成水合離子時,可能破壞了水分子團的結(jié)構(gòu),使一部分水分子團中的某些氫鍵斷裂,從而形成了一部分水合質(zhì)子和一部分單分子水。所以加入無機鹽類都能對硬石膏的水化速率有所提高。

專家還研究了硬石膏的水化反應(yīng)動力學,并在動力學曲線上將水化反應(yīng)過程分為五個階段

前列階段:硬打肯顆粒勺水接觸時,立即反應(yīng)進行的階段。此階段溶解度升高很快,具有―定的水比速度,但時間較短;

第二階段:相當于所謂的潛伏期階段。此階段溶解度上升較快,但水化反應(yīng)速度很慢,為晶核生成控制階段。此階段石膏生產(chǎn)線硬石膏典型的水化反應(yīng)動力學曲線長短變化較大,影響因素較多,如硬石膏的品種、溫度、催化劑濃度、水膏比等。此階段長短決定初凝時間的長短。

第三階段:這―?階段反應(yīng)進行很快,反應(yīng)速度-與閂寸俱增。此階段是在上階段晶核生成達到臨界尺寸后很快結(jié)晶的階段,所以水化率呈直線上升。

第四階段:較活潑的反應(yīng)階段結(jié)束后,反應(yīng)速度逐漸減慢的階段。此階段晶體繼續(xù)生成,但由于反應(yīng)物濃度下降,溶液中離子濃度較低,總的反應(yīng)速度下降較快。

第五階段:水化反應(yīng)速度減慢,逐漸趨于平穩(wěn),鈣離子濃度逐漸接近到催化劑和二水石膏混合液的平衡濃度,此階段時間相對較長。

將以上五個階段合并為三個時期。Ⅰ和Ⅱ階段相當于誘導(dǎo)期,Ⅲ階段為加速期,Ⅳ和v階段是緩慢期。其中誘導(dǎo)期和加速期石膏粉設(shè)備對硬石膏水化較重要,因為這兩個時期決定硬石膏的凝結(jié)時間、早期強度和耐久性。

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然而實際上并非如此,工業(yè)二水石膏純度遠低于100%,而且是個不確定的數(shù)值。煅燒設(shè)備所得的煅燒產(chǎn)品也不會全轉(zhuǎn)化成半水石膏,還會有部分二水石膏沒有轉(zhuǎn)化成半水石膏;煅燒產(chǎn)物也并非全部為半水石膏。

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