內(nèi)容摘要：。硅酸鹽水泥的水化過(guò)程與C3s的水化過(guò)程是一致的，基本規(guī)律相似。硅酸鹽水泥的水化一凝結(jié)一硬化．基本原理是水泥系統(tǒng)中熟料、石膏，水三元相分別溶解和交互化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致水泥漿逐漸稠化和硬化，直至最后巖石化。
　　關(guān)鍵詞：建筑，施工，硅酸鹽，水泥，水化
　　我國(guó)的硅酸鹽水泥與世界各國(guó)的波特蘭水泥是同一屬性的水硬性膠凝材料，硅酸鹽水泥命名是按學(xué)科命名，波特蘭水泥是按商品命名，而且有著悠久的歷史稱謂。
　　我國(guó)水泥品種有60多種，經(jīng)常生產(chǎn)的近30種，但最重要的品種是各種硅酸鹽水泥，它的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的98％以上。
　　一．硅酸鹽水泥的水化一凝結(jié)一硬化
　　水泥的凝結(jié)硬化過(guò)程是很復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程。硅酸鹽水泥的水化過(guò)程與C3s的水化過(guò)程是一致的，基本規(guī)律相似。硅酸鹽水泥的水化一凝結(jié)一硬化．基本原理是水泥系統(tǒng)中熟料、石膏，水三元相分別溶解和交互化學(xué)反應(yīng)，結(jié)果導(dǎo)致水泥漿逐漸稠化和硬化，直至最后巖石化。
　　1、按水化歷程來(lái)理解，水泥水化硬化的解釋水泥加水拌和后，最初形成具有可塑性的漿體，然后逐漸失去可塑性，這一過(guò)程稱為凝結(jié)。此后，強(qiáng)度逐漸提高，并變成堅(jiān)硬的石狀物體——水泥石，這一過(guò)程稱為硬化。水泥的凝結(jié)和硬化過(guò)程是人為劃分的，實(shí)際上是一個(gè)連續(xù)的復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程，這些變化決定了水泥的一系列技術(shù)性能。
　　上述反應(yīng)中，硅酸三鈣水化反應(yīng)很快，水化放熱量大，生成的水化硅酸鈣幾乎不溶于水，而以膠體微粒析出，井逐漸凝聚成為凝膠。硅酸二鈣水化反應(yīng)的產(chǎn)物與硅酸三鈣基本相同，但它水化反應(yīng)極慢，水化放熱量小。鋁酸三鈣水化反應(yīng)極快，水化放熱量甚大，且放熱速度也很快．生成的水化鋁酸鈣為立方晶體．鐵鋁酸四鈣水化反應(yīng)快，水化放熱量中等，生成的水化產(chǎn)物為水化鋁酸三鈣和水化鐵酸一鈣．水化鋁酸三鈣和水化鐵酸一鈣是不穩(wěn)定的產(chǎn)物，它們?cè)跉溲趸�鈣飽和溶液中能與氫氧化鈣進(jìn)一步反應(yīng)，生成六方晶體的水化鋁酸四鈣和水化鐵酸四鈣。
　　2、從微觀角度出發(fā)，水泥水化硬化的解釋水泥加水拌和后，未水化的水泥顆粒分散在水中，成為水泥漿體。
　　水泥的水化反應(yīng)首先在水泥顆粒表面劇烈地進(jìn)行，生成的水化物溶于水中。此種作用繼續(xù)下去，使水泥顆粒周圍的溶液很快地成為水化產(chǎn)物的飽和溶液。
　　此后，水泥繼續(xù)水化，在飽和溶液中生成的水化產(chǎn)物，便從溶液中析出，包在水泥顆粒表面。水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣是結(jié)晶程度較高的物質(zhì)，相當(dāng)于膠體物質(zhì)，膠體凝聚便形成凝膠體。
　　隨著水泥顆粒不斷水化，凝膠體膜層不斷增厚而破裂，并繼續(xù)擴(kuò)展，在水泥顆粒之間形
　　成了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，水泥漿體逐漸變稠，黏度不斷增高，失去塑性，這就是水泥的凝結(jié)過(guò)程。
　　以上過(guò)程不斷地進(jìn)行，水化產(chǎn)物不斷生成并填充顆粒之間空隙，毛細(xì)孔越來(lái)越少，使結(jié)構(gòu)更加緊密，水泥漿體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度而進(jìn)入硬化階段。
　　二．水泥凝結(jié)硬化的主要影響因素
　　水泥的凝結(jié)硬化過(guò)程除受本身的礦物組成影響外，尚受以下因素的影響。
　　1、細(xì)度細(xì)度即磨細(xì)程度，水泥顆粒越細(xì)，總表面積越大，與水接觸的面積也越大，則水化速度越快，凝結(jié)硬化也越快。
　　2、石膏摻量水泥中摻入石膏，可調(diào)節(jié)水泥凝結(jié)硬化的速度。在磨細(xì)水泥熟料時(shí)．若不摻人少量石膏，則所獲得的水泥漿可在很短時(shí)間內(nèi)迅速凝結(jié)。這是由于鋁酸鈣電離出三價(jià)鋁離子(AI3+)，而高價(jià)離子會(huì)促進(jìn)膠體凝聚。當(dāng)摻人少量石膏后，石膏將與鋁酸三鈣作用，生成難溶的水化硫鋁酸鈣晶體(鈣礬石)，減少了溶液中的鋁離子，延緩了水泥漿體的凝結(jié)速度，但石膏摻量不能過(guò)多，過(guò)多的石膏不僅緩凝作用不大，還會(huì)引起水泥安定性不良。
　　3、養(yǎng)護(hù)時(shí)間(齡期)隨著時(shí)間的延續(xù)，水泥的水化程度在不斷增大，水化產(chǎn)物也不斷增加。因此，水泥石強(qiáng)度的發(fā)展是隨齡期而增長(zhǎng)的。一般在28d內(nèi)強(qiáng)度發(fā)展最快，28d后顯著減慢。
　　4、溫度和濕度溫度對(duì)水泥的凝結(jié)硬化有著明顯的影響。提高溫度可加速水化反應(yīng)，通常提高溫度可加速硅酸鹽水泥的早期水化，使早期強(qiáng)度能較快發(fā)展，但后期強(qiáng)度反而可能有所降低。在較低溫度下硬化時(shí)，雖然硬化緩慢，但水化產(chǎn)物較致密，所以可獲得較高的最終強(qiáng)度．當(dāng)溫度降至負(fù)值時(shí)，水化反應(yīng)停止，由于水分結(jié)冰，會(huì)導(dǎo)致水泥石凍裂，破壞其結(jié)構(gòu)。溫度的影響主要表現(xiàn)在水泥水化的早期階段，對(duì)后期影響不大。
　　三．硅酸鹽水泥水化過(guò)程中體積的改變
　　在水化過(guò)程中，水泥礦物轉(zhuǎn)變?yōu)樗�化產(chǎn)物，固相體積逐漸增加，但水泥—水體系的總體積卻在不斷減小。由于這種體積減縮是因化學(xué)反應(yīng)所致，故稱化學(xué)減縮。無(wú)論就絕對(duì)數(shù)值還是相對(duì)速度而言，水泥各礦物的減縮作用大小按下列次序排列：C3A>C4AF>C3S>C2S。所以初期減縮量的大小，常與C3A的含量成線性關(guān)系．根據(jù)一般硅酸鹽水泥的礦物組成計(jì)算，每100g水泥的減縮總量約為79mL。
　　一般情況下，水泥初期水化體積是減小的，但是不同水泥品種、不同的水化環(huán)境下水泥早期水化行為可能有所不同。當(dāng)一個(gè)反應(yīng)過(guò)程伴隨了體積劇烈增加，且略微放熱．與此同時(shí)的另一個(gè)反應(yīng)過(guò)程體積減小，且強(qiáng)烈吸熱時(shí)，整體上將產(chǎn)生體積膨脹和正的水化熱(即吸熱)。
　　四．硅酸鹽水泥水化電性能
　　對(duì)比水化熱模型，具體分析了電阻率變化與水泥水化歷程之間的關(guān)系，提出了水泥水化結(jié)構(gòu)形成模型。
　　用電阻率描述的水泥水化過(guò)程是一個(gè)礦物的溶解、離子的傳輸與水化硅酸鈣凝膠的沉積過(guò)程，間接地描述了水泥早期水化的離子變化及漿體結(jié)構(gòu)的演變過(guò)程。影響電阻率的因素有水／固比、孔溶液中離子的濃度、離子的類型與活性、孔隙尺寸、孔徑分布及其連通性等。
　　水對(duì)水泥水化結(jié)構(gòu)的演變過(guò)程有著非常重要的作用，水自身對(duì)水泥水化不存在促進(jìn)或抑制作用，但卻影響著水泥顆粒的分散、水化產(chǎn)物的生成與凝聚。水量增加促進(jìn)了水泥顆粒的分散，水化活性點(diǎn)增多，對(duì)水化熱歷程起促進(jìn)作用。但是過(guò)量的水會(huì)使結(jié)構(gòu)弱化，這是水化熱模型所無(wú)法描述的，結(jié)構(gòu)形成模型卻表現(xiàn)得非常明顯。隨著水量的增加，電阻串呈明顯下降趨勢(shì)。這是因?yàn)樗�量的增加促進(jìn)了水泥粒子的分散、離子的溶解與遷移，因此離子達(dá)到過(guò)飽和度的時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)，溶解平衡期持續(xù)時(shí)間也隨之延長(zhǎng)；而水化產(chǎn)物的結(jié)晶接觸點(diǎn)相對(duì)減少，結(jié)構(gòu)搭建疏松，在結(jié)構(gòu)硬化時(shí)孔隙尺寸相應(yīng)增大并且有較好的連通性，孔隙率增加，體系電阻宰相應(yīng)下降。
　　參考文獻(xiàn)：
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