#為什麼建築工地不允許帶白糖進入#

很多人都感覺到不可理解，為什麼建築工地不允許帶白糖進入？白糖不僅可以用作食物調味品，就連施工工地也會需要它。開句玩笑的話，可能是初中化學沒學好。

水泥是搭建建築物的重要材料，當我們走進工地就可以看見到處都堆放着水泥。在水泥工業中，最常用的矽酸鹽水泥熟料主要化學成分為氧化鈣、二氧化矽和少量的氧化鋁和氧化鐵。主要礦物組成為矽酸三鈣、矽酸二鈣、鋁酸三鈣和鐵鋁酸四鈣。C3S是矽酸三鈣的簡寫，全拼為3CaOoSiO2，水泥含量37%~60%。水泥是粉狀水硬性無機膠凝材料。水泥熟料是以石灰石和粘土、鐵質原料為主要原料，按适當比例配制成生料，燒至部分或全部熔融，并經冷卻而獲得的半成品，矽酸鹽水泥熟料加适量石膏共同磨細後，即成矽酸鹽水泥。

而工人們在和水泥時需要添加适量的水，才可以讓水泥稀釋。和好的水泥常常很快就會變硬，因此工人要不是選擇一次少和一些，随用随和，要不是就選擇在和水泥的時候添加一種物質，延長水泥變硬的時間，這樣就不用重複進行和和水泥的操作了，也能夠提高工作效率。那麼你們知道，工人們為了避免和好的水泥發硬而添加的物質是什麼嗎？是白糖。難道白糖真的能阻止水泥變硬嗎？

這裡就不得不提到水泥緩凝劑了。

緩凝劑種類很多，常用的主要有：木質素磺酸鹽及其衍生物、低分子量纖維素及其衍生物、羟基羧酸（鹽）、有機膦酸（鹽）、硼酸（鹽）、複合物等。國内外針對原有緩凝劑存在的缺陷進行了不斷改進，也新開發了一些緩凝劑。

具體可用作緩凝劑的物質有：糊精、各種類型的澱粉、幹酪素以及某些含蛋白的物質；還有蔗糖、葡萄糖、木質磺酸鈣鹽或鈉鹽、羧甲基纖維素鈉（CMC）、羧乙基纖維素（CHC）以及他們的混合物；另外還有酒石酸、酒石酸鉀、酒石酸鈣、二水硫酸鈣、亞硫酸鈣、硫酸亞鐵、硼酸、硼酸和酒石酸的混合物、酒石酸和碳酸氫鈉的混合物、六偏磷酸鈉、磷酸、磷酸二納、磷酸三納、磷酸四納、磷酸氫二鈉、焦磷酸鈉、烷基磷酸脂、乙二胺四乙酸二鈉、各種腐植酸等。

看到了吧，蔗糖和葡萄糖是水泥緩凝劑的一種，也是我們生活中常見的。我們知道，隻要在水泥中添加水就會産生化學反應，會出現凝固的現象。這是因為，水泥中含有碳酸鈣、二氧化矽、鹽酸鹽等多種成分，水泥在遇到水的時候就會産生水化矽酸鈣，水化矽酸鈣會讓水泥迅速凝固。但這個時候隻要在水泥中添加白糖就可以延長凝固的時間，白糖相當于起到了一種調和的作用，就像水泥和水的調解員一樣，讓雙方都後退一步。

水化矽酸鈣的形成

白糖對水泥的幫助很大，隻要有水泥出現的工地也會有白糖的出現。在施工過程中，如果水泥凝固太快并不是一件好事，這樣就會耽誤施工進度。對于水泥凝固的問題，也有專用的緩凝劑可以緩解。但是，在一些小作坊中，因為施工成本有限，相比于昂貴的緩凝劑，他們更傾向于選擇用白糖代替緩凝劑添加到水泥當中。白糖也可以添加在混凝土中，用來解決混凝土粘稠度較高，流動性不強的問題。

一般來說，有機類緩凝劑大多對水泥顆粒以及水化産物新相表面具有較強的活性作用，吸附于固體顆粒表面，延緩了水泥和漿體結構的形成。無機類緩凝劑，往往是在水泥顆粒表面形成一層難溶的薄膜，對水泥顆粒的水化起屏障作用，阻礙了水泥的正常水化。這些作用都會導緻水泥的水化速度減慢，延長水泥的凝結時間。緩凝劑對水泥緩凝的理論主要包括吸附理論、生成絡鹽理論、沉澱理論和控制氫氧化鈣結晶生産理論。多數有機緩凝劑有表面活性，它們在固液界面産生吸附，改變固體粒子表面性質，即親水性。由于吸附作用，它們分子中的羟基在水泥粒子表面，阻礙水泥水化過程，使晶體相互接觸受到屏蔽，改變了結構形成過程。如葡萄糖吸附在C3S表面生成吸附膜，因此摻0.1﹪葡萄糖是水泥凝結時間延長70﹪。

緩凝劑分子在水泥離子上的吸附層的存在，使分子間的作用力保持在厚的水化層表面上，使水泥懸浮體也有分散作用。它們不但在原膠凝物質的粒子表面吸附，而且在水化和硬化過程中吸附在新相的晶胚上，并使其穩定。這種穩定作用組織結構形成過程，并降低早期強度。緩凝劑不僅由于在原化合物和最終化合物上的吸附作用，而且由于改變了飽和溶液中晶胚生成的速度，因此控制了膠凝物上的吸附作用，而且由于改變了飽和溶液中晶胚生成的速度，因此控制了膠凝物的水化和硬化過程。無論是使用何種緩凝劑，在水泥水化繼續進行過程中，由于水泥粒子的膨脹引起吸附層分子之間的空隙擴大或膜層破裂，因此水化作用可照常進行。這樣對後期強度的發展幾乎沒有壞的影響，在合理摻量範圍内（0.01﹪～0.20﹪）甚至可以增加後期強度。

不過，白糖的添加也是有講究的，如果添加過多的白糖，雖然可以控制水化矽酸鈣的形成，但水泥中的碳酸鈣也遭到了嚴重的損害，水泥也就變成了一灘爛泥。以前就出現過類似的事情，曾經有人在水泥中添加了大量白糖，最後導緻水泥凝固不起來，真的起到了和稀泥的效果。

雖然這些添加劑對水泥來說有着重要的幫助，但是操作不當就會對建築物的安全造成影響。水泥中如果添加了過多的洗衣粉，将水泥塗抹在牆面上，等牆面幹了以後就會出現大面積剝落的現象。添加在水泥中的食用鹽過多的話，就會腐蝕水泥中的鋼筋，這也讓鋼筋的使用壽命大大減少了。

①矽酸三鈣水化

矽酸三鈣在常溫下的水化反應生成水化矽酸鈣(C-S-H凝膠)和氫氧化鈣。

3CaO·SiO2 nH2O=xCaO·SiO2·yH2O (3-x)Ca(OH)2

②矽酸二鈣的水化

β-C2S的水化與C3S相似，隻不過水化速度慢而已。

2CaO·SiO2 nH2O=xCaO·SiO2·yH2O (2-x)Ca(OH)2

所形成的水化矽酸鈣在C/S和形貌方面與C3S水化生成的都無大區别，故也稱為C-S-H凝膠。但CH生成量比C3S的少，結晶卻粗大些。

③鋁酸三鈣的水化

鋁酸三鈣的水化迅速，放熱快，其水化産物組成和結構受液相CaO濃度和溫度的影響很大，先生成介穩狀态的水化鋁酸鈣，最終轉化為水石榴石（C3AH6）。

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