材料talk show

水泥是

怎么變硬的？

水泥，簡(jiǎn)單來說就是加水拌和后能膠結(jié)其他材料，并在空氣或水中硬化的水硬性膠凝材料，今天我們以用途最廣泛的硅酸鹽水泥為例來講解水泥的硬化過程。

水泥熟料中四種主要礦物質(zhì)

水泥是由水泥熟料摻加混合材料經(jīng)粉磨后制成的粉狀物料。水泥熟料作為其最主要的成分，由硅酸三鈣（C3S）、硅酸二鈣(C2S)、鋁酸三鈣(C3A)和鐵鋁酸四鈣(C4AF)四種主要礦物質(zhì)構(gòu)成，這四種礦物質(zhì)被稱為水泥熟料的“四大金剛”?！八拇蠼饎偂逼綍r(shí)的精神狀態(tài)十分穩(wěn)定，但遇到水之后，他們可就興奮起來了，產(chǎn)生一系列的水化反應(yīng)，這就是水泥硬化的關(guān)鍵所在。

水泥和它的好伙伴們

水泥一般不會(huì)單獨(dú)使用，它常常會(huì)和砂、石等其他材料加水后膠結(jié)在一起，最后變成堅(jiān)固的整體，即我們常說的混凝土。水泥和砂、石等材料加水拌和后，以“老大”硅酸三鈣（C3S）為首的水泥熟料礦物質(zhì)開始發(fā)生水化反應(yīng)，形成水化物以膠體微粒析出，并逐漸凝聚形成形狀各異的凝膠。伴隨著水化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，這些凝膠在水泥顆粒表面聚集形成薄膜，膠體薄膜會(huì)在某點(diǎn)進(jìn)行接觸，構(gòu)成疏松的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。之后，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的薄膜逐漸破裂，被包裹的水泥顆粒暴露后繼續(xù)與水反應(yīng)，產(chǎn)生更多水化物形成更緊密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，此過程中它們會(huì)像膠水一樣將砂、石等材料緊緊膠結(jié)起來，最終形成堅(jiān)固的混凝土。隨著水化反應(yīng)的進(jìn)行，水分不斷消耗，水化物不斷產(chǎn)出，水泥強(qiáng)度隨之不斷增加。

四種礦物質(zhì)水化反應(yīng)特點(diǎn)

知識(shí)點(diǎn)來啦！實(shí)際上，由于“四大金剛”脾氣各不相同，水化反應(yīng)的特點(diǎn)也差異巨大，這就導(dǎo)致水泥強(qiáng)度的增長(zhǎng)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。前3天，水化反應(yīng)最為強(qiáng)烈，強(qiáng)度增長(zhǎng)比較快，此時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度可以判斷水泥中熟料添加量是否合格。而在28天以后，強(qiáng)度增長(zhǎng)明顯放緩，強(qiáng)度基本穩(wěn)定，此時(shí)檢測(cè)強(qiáng)度可以確認(rèn)水泥最終硬化狀態(tài)是否符合施工要求。