中國建材集團：材料talk show | 水泥是怎么變硬的？

材料talk show

水泥是

怎么變硬的？

水泥，簡單來說就是加水拌和后能膠結其他材料，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

水泥是由水泥熟料摻加混合材料經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)四種主要礦物質構成，這四種礦物質被稱為水泥熟料的“四大金剛”。“四大金剛”平時的精神狀態(tài)十分穩(wěn)定，但遇到水之后，他們可就興奮起來了，產生一系列的水化反應，這就是水泥硬化的關鍵所在。

水泥和它的好伙伴們

水泥一般不會單獨使用，它常常會和砂、石等其他材料加水后膠結在一起，最后變成堅固的整體，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開始發(fā)生水化反應，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。伴隨著水化反應的持續(xù)進行，這些凝膠在水泥顆粒表面聚集形成薄膜，膠體薄膜會在某點進行接觸，構成疏松的網狀結構。之后，形成網狀結構的薄膜逐漸破裂，被包裹的水泥顆粒暴露后繼續(xù)與水反應，產生更多水化物形成更緊密的網狀結構，此過程中它們會像膠水一樣將砂、石等材料緊緊膠結起來，最終形成堅固的混凝土。隨著水化反應的進行，水分不斷消耗，水化物不斷產出，水泥強度隨之不斷增加。

四種礦物質水化反應特點

知識點來啦！實際上，由于“四大金剛”脾氣各不相同，水化反應的特點也差異巨大，這就導致水泥強度的增長是一個漫長的過程。前3天，水化反應最為強烈，強度增長比較快，此時檢測強度可以判斷水泥中熟料添加量是否合格。而在28天以后，強度增長明顯放緩，強度基本穩(wěn)定，此時檢測強度可以確認水泥最終硬化狀態(tài)是否符合施工要求。