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建筑工人为什么总是喜欢往水泥里加糖?白糖真能阻止水泥硬化吗?

糖是人类不可或缺的调味品,也是几乎人人都爱吃的零食,它的甜味能使人感到幸福和快乐,当然贪吃的人们也会因此获得蛀牙或者身体变得肥胖,它也是糖尿病的罪魁祸首。

除此之外,它与水泥也是相爱相杀的伙伴,你没听错,确实是工地上用来建筑的水泥,为什么这样说呢?看似毫无联系的它们之间又有什么化学反应呢?

利用白糖处理建筑工程的事件

2009年,连接中国环渤海区域五大港口、沟通环渤海经济区的重要运输通道的滨海公路在施工时遇到了一个难题,滨海大桥经过的海域海水由于氯离子含量过高,导致海水的腐蚀性很强,进而导致了一般的混凝土都无法承担桥梁的材质,因此还请来了清华大学和北京大学的教授来攻克这个难题。


当时请来的专家在混凝土中加入了绵白糖,来增加混凝土的坚固性,他们把这样混出来的混凝土称为高耐久性海砼混凝土。因为白糖可以用来被作为混凝土的缓凝剂,来起到使混凝土更加坚固的作用。

2014年,伦敦地铁的电梯井水泥事故,利用白糖和水泥的反应另一方面解决了事故的危机。当时在伦敦维多利亚地铁施工,就在准备用水泥填充电梯井道时,因工人的失误不小心把水泥泄露到外边的控制室里。


眼看着就快要凝固的水泥覆盖了重要电线以及开关,再不处理就要发生难以想象的后果,而工人却丝毫不慌,只是跑去买了几袋白糖,全部撒入了水泥中并使劲搅拌了搅拌,很快水泥凝固速度变慢了下来,而且使水泥像普通泥土一样容易清理,有效的提高了清理效率。

当然,白糖和水泥的故事不仅于此,在二战期间,法国抵抗运动人士,就偷偷的在德国的水泥中加入了白糖,几乎所有水泥在短时间内变成了无法用于建筑的烂泥,使得他们的建筑计划直接被破坏。

白糖对水泥的作用到底有多大呢?

白糖可以用来被作为混凝土的缓凝剂,使混凝土更加坚固,还能控制混凝土的凝固时间,因为白糖可以增加混凝土的抗渗性和流动性,不过如果加入的比例过量,超过了1%,那起到的作用将适得其反,水泥将会变成一滩烂泥,就算最后凝固了,也会变得十分脆弱。

日常生活中常见的水泥是硅酸盐水泥,它的主要成分是硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙和铁铝酸四钙,往里面加入适量的水后,这些矿物就会发生物质反应,最终形成水化硅酸钙晶体,也就是水泥浆体的本体。

洒入的白糖会吸附在还没有来得及水化的硅酸三钙的颗粒上,并破坏粒子表面形成的水化硅酸钙晶体,从而阻止晶体的生成。实验表明,原本需要一小时18分钟凝固的水泥,如果加入0.04%的白糖凝固,时间能够足足延长一倍。

除此之外,产生的蔗糖化钙会被吸附到水泥颗粒表面,颗粒之间难以扩大交织,因此才延缓了水泥凝固的时间,增强混凝土的抗渗性和流动性。混凝土在施工过程中由于水热化造成内外温差控制不均匀,容易产生裂缝,白糖能够降低水泥所释放出来的温度,减少表面的裂缝。

      有专家曾实验过加糖的混凝土受温度影响的大小,在没有加糖或其他缓凝剂时,混凝土的内部温度高达70℃以上,加入白糖后,温度降到了50摄氏度。所以,白糖作为水泥的好伙伴,同时也算得上是水泥的“克星”了。

当然,水泥与其他物质也会发生化学反应。例如,在水泥中加入洗衣粉可以增加水泥爽滑度,而在水泥中加入盐,可以增加抗冻能力,可以让混凝土在0到零下15度的低温环境中正常水化,在水泥中加入秸秆,可以加强水泥的韧性以及保温性,但是需要注意虫子和氧化等问题。

最后,市面上确实有不少使混凝土变得更加坚硬、还能缓合凝固时间的混凝土缓凝剂,但是使用白糖作为混凝土的缓凝剂要比这些商用的价格便宜很多,一般情况下还是会有工程师去考虑使用它来降低成本,不过出于安全和质量过关的方面考虑,还是得用建筑时国家法律规定的专门的混凝土缓凝剂,才能保证百分百不出现安全问题。



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