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大家都知道,在使用水泥的時(shí)候,需要加入水來進(jìn)行攪拌。但是很多人還不知道的是,人們在水泥粉中加水的同時(shí)還會(huì)加入一些白糖,這是為什么,白糖從中能起到怎樣神奇的作用呢?
水泥是我們建造建筑的重要材料,它是一種粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料,和水結(jié)合后就會(huì)成為一種硬化的物質(zhì),而水泥和碎石結(jié)合就可以變成混凝土。這種物質(zhì)硬化后不但強(qiáng)度高,還可以抵抗水及鹽性物質(zhì)的侵蝕,所以水泥一直都作為一種重要的膠凝材料,廣泛應(yīng)用于各種土木建筑、水利以及國防工程等方面。目前全球共有100多個(gè)水泥品種,按用途水泥可以分為通用水泥、特性水泥以及專用水泥三類,而水泥按照水硬性物質(zhì)名稱又可以分為鋁酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥以及火山灰或其他活性材料組成的水泥。而且,我們之所以在將水泥使用在建筑物中時(shí)需要加入一些白糖,其實(shí)是因?yàn)樗軌蚍乐顾嘣诙虝r(shí)間內(nèi)就凝固,影響施工效果和效率。那白糖為何會(huì)有這樣的妙用呢,人們是怎么知道白糖的這一神奇之處呢?這就要從倫敦地鐵發(fā)生的一次意外事故說起了。
在2014年1月23日那晚,工人在倫敦地鐵維多利亞線路填充一個(gè)電梯井的時(shí)候,不小心將用來填充電梯井的水泥倒在邊上的控制室里去了,讓整個(gè)地鐵控制室都被混凝土淹沒了,眼見到水泥就要凝固了,這可怎么辦呢?就在這時(shí),負(fù)責(zé)維修的工人跑去附近的便利店,買回了一大袋白糖,直接倒入了即將發(fā)硬的水泥中,通過一段時(shí)間的攪拌后,這些水泥才重新變回了軟化的狀態(tài),這才化解了一次工程危機(jī)。后來,當(dāng)時(shí)心存疑惑的工人們才知道,原來是因?yàn)樗嗟闹饕煞质鞘沂?、石膏以及沙子等,這些物質(zhì)是不能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的,加入水后他們就變成了水化硅酸鈣。水化硅酸鈣就是讓水泥慢慢變硬的物質(zhì),而白糖屬于多羥基化合物,它可以吸附水泥表面的碳酸三鈣一直破壞正在形成的碳酸鈣晶核,從而阻止水泥變硬。所以,白糖也就被當(dāng)成了水泥緩解劑,專用于控制水泥的凝固時(shí)間。但并不是所有的糖類都能起到這樣的作用,比如說甲級(jí)葡萄糖苷,它是一種高效的增稠劑,一般用于聚醚聚酯多元醇合成中的共聚合劑及樹脂調(diào)節(jié)劑。
雖然現(xiàn)在市面上有很多商用的緩凝劑,但是由于白糖的價(jià)格低廉,工地大多是用白糖來充當(dāng)緩凝劑,減緩混凝土的凝固。在有些工地上,工人還會(huì)在沒有凝固的水泥表面噴灑白糖水,再用清水沖掉露出底層的粗糙石粒,這樣就可以制作出不一樣的地面效果。另外,很多水泥攪拌車在運(yùn)輸過程中也會(huì)帶上一些白糖,防止遇到堵車等意外情況時(shí)水泥太快凝固。
那么白糖對(duì)水泥的作用到底有多大呢?首先白糖可以增加混凝土的抗?jié)B性和流動(dòng)性,在工程施工中,混凝土常常因?yàn)檫^于粘稠而難以入模操作,并且混凝土的流動(dòng)性并不好,如果無法嚴(yán)密地將它們倒入模具中還會(huì)嚴(yán)重影響工程的施工質(zhì)量。對(duì)于抗?jié)B要求高的水池和密封性能高的糧倉來說就更是如此了,原本是可以用加大水的比例來解決這一問題的,但是水分一旦增多,就會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響,但是加上一定量的白糖,就可以完美的解決這個(gè)問題,它不僅增加了混凝土的流動(dòng)性,還提高了操作性。其次,白糖可以降低水泥水熱化程度,減少裂縫產(chǎn)生。
眾所周知,混凝土的一大缺陷就是會(huì)因?yàn)閮?nèi)外溫差過大,從而產(chǎn)生裂縫,這主要就是水泥的水化熱造成的,白糖的緩凝性能就很好的延緩和推遲了這種水化物的轉(zhuǎn)化。它可以延緩水泥的水化熱的釋放程度,從而減少混凝土因溫差而產(chǎn)生的裂縫。根據(jù)實(shí)驗(yàn)證明,加糖或其他緩凝劑的大體積混凝土中心溫度最高時(shí)達(dá)到70攝氏度以上,而加入2%的糖之后的水泥中心溫度最高只有55攝氏度左右,可以說在大體積混凝土施工過程中,糖是不可或缺的一種材料。
此外,白糖還可以提高混凝土的強(qiáng)度,經(jīng)過測試在水泥中加入0.04%的白糖,就可以讓原本18小時(shí)凝固的水泥延長到一天多的時(shí)間,而且抗壓強(qiáng)度提高到了28天。但是這種方法一定要注意用量,如果水泥中加入超過1%的白糖,水泥會(huì)變成一攤爛泥,徹底失去它原有的作用,所以白糖也被稱為水泥終結(jié)者。這句話可不是危言聳聽,在第二次世界大戰(zhàn)的時(shí)候,法國人就偷偷在德國的水泥中倒入了白糖,有效地阻止了德國建設(shè)軍事建筑,法國的反政府人員也用這種辦法阻止了法國修建監(jiān)獄。不光是白糖,我們生活中的很多物品都可以加入水泥中,改變他們的性質(zhì),比如洗衣粉,但是這種物質(zhì)加入水泥后可以增加水泥的濕滑度,弊端就是它會(huì)影響水泥的質(zhì)量,導(dǎo)致墻面發(fā)白,容易脫落,所以平時(shí)并不建議人們使用。而在氣溫較低的地區(qū),在水泥中加鹽則可以起到防凍的作用,因?yàn)樵诹阆碌沫h(huán)境中,水泥的凝固時(shí)間本來就比較長,因此不需要再增加環(huán)凝劑,但是極低的氣溫會(huì)讓水泥凍起來,加入鹽則可以防止這種情況。
可由于鹽中含有堿性,加了鹽的水泥會(huì)腐蝕鋼筋,讓房子變成豆腐渣工程,所以國家是明令禁止在水泥中加鹽的。除此之外,就連稻田里的秸稈都可以加入水泥中,用于提高混凝土的韌性和保溫性,不過這幾種材料都不是那么安全,所以大家還是不能隨便使用。目前市面上有很多安全的緩凝劑供我們選擇,水泥緩凝劑和白糖一樣,是一種可以推遲水泥水化反應(yīng),延緩水泥的凝結(jié)時(shí)間,同時(shí)還不會(huì)對(duì)混凝土的各項(xiàng)性能造成影響的添加劑。
水泥緩凝劑一般分為無機(jī)類和有機(jī)類兩種,無機(jī)化凝劑主要有磷酸鹽、偏磷酸鹽類緩凝劑,硼砂以及氟硅酸鈉,而有機(jī)物類緩凝劑種類非常的多,比如甲撐膦酸衍生物。還有一種聚合物類緩凝劑,則是國內(nèi)外最新研究出的一類緩凝劑。雖然市面上的水泥緩凝劑五花八門、種類繁多,但由于白糖的價(jià)格較低,目前很多工地還是選擇用白糖來替代緩凝劑,畢竟便宜又好用,何樂而不為呢?就是工人在施工時(shí)要特別小心糖的用量,畢竟貪多可是會(huì)出問題的。