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1.水泥凝固原理当水泥与适量旳水调和时,开始形成旳是一种可塑性旳浆体，具有可加工性。
随着时间旳推移,浆体逐渐失去了可塑性，变成不能流动旳紧密旳状态，此后浆体旳强度逐渐增长，直到最后能变成具有相称强度旳石状固体。
如果原先还掺有集合料如砂、石子等,水泥就会把它们胶结在一起，变成结实旳整体,即我们常说旳混凝土。
这整个过程我们把它叫做水泥旳凝结和硬化。
从物理、化学观点来看，凝结和硬化是持续进行旳、不可截然分开旳一种过程,凝结是硬化旳基础，硬化是凝结旳继续。
但是在施工中为了保证施工质量，规定在水泥浆体失去其可塑性此前必须结束施工，因此人们根据需要以及水泥浆体旳这个特性,人为地将这整个过程划分为凝结和硬化两个过程。
凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性,并有很低旳强度旳过程;硬化是指浆体强度逐渐提高能抵御外来作用力旳过程。
此外，对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝，用加水后开始计算旳时间来表达。
例如，国标规定：一般硅酸盐水泥初凝不得早于4５min，终凝不得迟于１２h。
使用时施工灌溉过程旳时间，必须早于4５ｍin;到终凝后,才干脱去模板开始下一种周期生产。
水泥旳凝结和硬化，是一种复杂旳物理—化学过程，其主线因素在于构成水泥熟料旳矿物成分自身旳特性。
水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反映而变成水化物，由这些水化物按照一定旳方式靠多种引力互相搭接和联结形成水泥石旳构造,导致产生强度。
一般硅酸盐水泥熟料重要是由硅酸三钙(3ＣaO·SｉO２)、硅酸二钙(β-2CａO·SiO２）、铝酸三钙（３CaO·Al2O3)和铁铝酸四钙（4CaO·Al2Ｏ3·Fe2O３)四种矿物构成旳，它们旳相对含量大体为：硅酸三钙37~6０％，硅酸二钙15~37%,铝酸三钙7～15%，铁铝酸四钙10～18％。
这四种矿物遇水后均能起水化反映,但由于它们自身矿物构造上旳差别以及相应水化产物性质旳不同，各矿物旳水化速率和强度，也有很大旳差别。
二、混凝土的结构与性能为了便于认识粉煤灰在混凝土中的作用，先来看看混凝土的结构和性能之间的关系。
混凝土是由大小不同的颗粒所组成的，大颗粒粗骨料的空隙由中小颗粒的粗骨料（石子）填充；粗骨料颗粒的空隙由细骨料（砂子）填充，它的颗粒也是有粗有细，细颗粒填充粗颗粒之间的空隙；水泥浆则填充粗细骨料堆积体的大小空隙，并包裹它们形成一层润滑层，使新拌混凝土（也称拌合物）具有一定的工作性，能在外力或本身的自重作用下成型密实。
硬化混凝土是一种复杂的、多相的复合材料，它的结构主要包括三个相——骨料、硬化水泥浆体以及二者之间的过渡区，说它复杂是因为它很不匀质，主要体现在以下几方面：第一，过渡区的存在。
过渡区是围绕骨料颗粒周边的一层薄壳，厚度约10～50μm。
由于它的薄弱，对混凝土性能的影响十分显著；第二，三相中的任一相，本身实际上还是多相体。
例如一颗花岗岩的骨料里除了有微裂缝、孔隙外，还不均匀地镶嵌着石英、长石和云母三种矿物。
石英很硬，而云母就很软；第三，与其他工程材料不同，混凝土结构中的两相——硬化水泥浆体和过渡区是随时间、温度与湿度环境不断变化着的。
先谈骨料相。
通常在为混凝土选择骨料时，首先注意的是它的颗粒强度，也就是说：它越坚硬越好。
事实上，由于骨料的强度通常比其他两相的高很多，因此它对混凝土的强度并没有直接的影响。
但是它们的粒径和形状间接地影响混凝土强度：当骨料最大粒径越大、针片状颗粒越多时，其表面积存的水膜越厚，过渡区相就越薄弱，硬化混凝土的强度和抗渗透性也越差。
所以，质量好的骨料应该是颗粒形状均匀、级配好，堆积密实度高，所需要的浆体用量少。
许多路面板之所以不耐久，骨料质量差，尤其缺乏5~10mm粒径的颗粒，因此传荷能力和抗冲击与疲劳能力受到严重影响是重要的原因。
再谈硬化水泥浆体（也称水泥石）。
在配制混凝土选用水泥时，都认为标号越高的水泥就越好。
事实上，高标号水泥因为通常粉磨得越细，在拌合时往往需要更多的水，硬化后生成更多薄弱的氢氧化钙，多余的水分蒸发后也会形成更多的孔隙，对混凝土的强度和耐久性不利。
硬化水泥浆体的组成与结构和性质
硬化水泥浆体的组成主要包括水泥、水和外加剂。
水泥是硬化水泥浆体的胶凝材料，通常使用的水泥有普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和高性能水泥等。
水是用来调节水泥浆体的流动性和达到适当的可操作性。
外加剂则用于调整硬化水泥浆体的工作性能，如缓凝剂、加速剂和减水剂等。
硬化水泥浆体的结构主要是由水泥胶体、水泥石、骨料等组成。
水泥胶体是指水泥颗粒与水的反应产物，它是水泥浆体中起到胶结和充填作用的关键组分。
水泥石是由水泥胶体与骨料颗粒相互结合而形成的坚固网状结构，它能够固定骨料颗粒，提高硬化水泥浆体的强度。
骨料是硬化水泥浆体中的颗粒状填料，它可以分为细骨料和粗骨料，用于增加硬化水泥浆体的体积和强度。
硬化水泥浆体的性质主要包括塑性、可流性、强度、耐久性等。
塑性是指硬化水泥浆体在施工过程中可以正常变形而不破坏其连通性和稳定性的能力。
可流性是指硬化水泥浆体在施工过程中能够较好地流动，填充空间的能力。
强度是指硬化水泥浆体在一定的压力和剪切力下具有抵抗破坏的能力，它决定了硬化水泥浆体的承载能力和耐久性。
耐久性是指硬化水泥浆体在不同的环境条件下，如湿热、冻融循环、化学腐蚀等环境的侵蚀下能够保持较好的工程性能和使用寿命。
总之，硬化水泥浆体的组成和结构以及性质对于混凝土的制备和应用有着重要的影响。
通过对硬化水泥浆体的研究和理解，可以优化混凝土配合比，提高混凝土的工作性能和力学性能，从而满足不同工程的需求。
混凝土凝固的机理当水泥与适量的水调和时，开始形成的是一种可塑性的浆体，具有可加工性。
随着时间的推移，浆体逐渐失去了可塑性，变成不能流动的紧密的状态，此后浆体的强度逐渐增加，直到最后能变成具有相当强度的石状固体。
如果原先还掺有集合料如砂、石子等，水泥就会把它们胶结在一起，变成坚固的整体，即我们常说的混凝土。
这整个过程我们把它叫做水泥的凝结和硬化。
从物理、化学观点来看，凝结和硬化是连续进行的、不可截然分开的一个过程，凝结是硬化的基础，硬化是凝结的继续。
但是在施工中为了保证施工质量，要求在水泥浆体失去其可塑性以前必须结束施工，因此人们根据需要以及水泥浆体的这个特性，人为地将这整个过程划分为凝结和硬化两个过程。
凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性，并有很低的强度的过程；硬化是指浆体强度逐渐提高能抵抗外来作用力的过程。
此外，对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝，用加水后开始计算的时间来表示。
例如，国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于12h。
使用时施工浇灌过程的时间，必须早于45min；到终凝后，才能脱去模板开始下一个周期生产。
水泥的凝结和硬化，是一个复杂的物理—化学过程，其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。
水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物，由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，导致产生强度。
普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（β-2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）四种矿物组成的，它们的相对含量大致为：硅酸三钙37～60％，硅酸二钙15～37％，铝酸三钙7～15％，铁铝酸四钙10～18％。
这四种矿物遇水后均能起水化反应，但由于它们本身矿物结构上的差异以及相应水化产物性质的不同，各矿物的水化速率和强度，也有很大的差异。
水泥硬化的原理
水泥硬化是水泥与水作用后，产生一种水硬性的凝胶体，使水泥石浆体在外力作用下，发生形变而产生强度的过程。
水是水泥中最主要的成分，约占水泥质量的80%左右。
水泥中还含有硅酸三钙、铁铝酸四钙和铁铝酸五钙等矿物成分，它们在水化后会生成钙、铝和铁等物质，这些物质对水泥起着重要的作用。
1.形成水化层
当水溶液中有足够的游离氧时，可以生成水化硅酸钙和水化铝酸钙等化合物。
这些化合物与水泥中的二氧化硅反应生成硅酸二钙和硅酸三钙等化合物。
此外，还可生成一些氢氧化钙、水化铝酸钙等化合物。
在适宜条件下，可以生成一些不溶于水的物质，这些物质在水泥水化过程中起着重要作用。
这些物质一般是由铝、铁和硅酸盐组成的混合物。
水化铝酸钙和水化硅酸钙是水化反应产生的产物。
此外，还有一些不溶于水的物质，它们是由碳酸钙、碳酸镁等组成的化合物。
1.硬化体的性质
当水泥石内部含有大量硅酸三钙或硅酸四钙时，就会硬化成一种坚硬、致密、耐磨损的物体。
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水泥的凝结硬化过程是一个复杂的物理化学过程，主要包括以下步骤：
水泥与适量的水混合后，开始形成一种可塑性的浆体，具有可加工性。
随着时间的推移，浆体逐渐失去了可塑性，变成不能流动的紧密状态。
这一阶段标志水泥开始凝结。
随后，浆体的强度逐渐增加，直到最后能变成具有相当强度的石状固体。
在这个过程中，水泥中的矿物成分会与水发生反应，生成水化物，这些水化物会按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，导致产生强度。
这个过程需要一定的时间来完成，通常需要几天到几周。
同时，这个过程也受到环境条件的影响，如温度和湿度。
在施工过程中，为了确保质量，需要在水泥浆体失去其可塑性之前完成施工。
因此，人们根据需要以及水泥浆体的这个特性，人为地将整个过程划分为凝结和硬化两个过程。
凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性，并有很低的强度的过程；硬化是指浆体强度逐渐提高能抵抗外来作用力的过程。
以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
水泥水化硬化过程是指水泥与水发生化学反应，形成水化产物，使水泥浆体逐渐凝结和硬化的过程。
水泥水化硬化过程可以分为以下几个阶段：
1. 水化初期：水泥与水接触后，水化反应开始迅速进行。
水化反应主要是水泥中的硅酸盐矿物与水中的氢氧根离子（OH-）发生化学反应，生成硅酸钙凝胶和水化硅酸盐胶体。
在这个阶段，水泥浆体开始逐渐凝结，但仍然呈液态。
2. 凝结阶段：随着水化反应的进行，水泥浆体逐渐凝结，变得更加粘稠。
硅酸钙凝胶和水化硅酸盐胶体逐渐形成，并填充水泥颗粒之间的空隙，使水泥浆体变得坚固。
在这个阶段，水泥浆体的强度开始增加。
3. 硬化阶段：水泥浆体逐渐变得坚硬，形成水泥石。
水化反应继续进行，水化产物的数量和密度增加，水泥石的强度不断提高。
在这个阶段，水泥石的强度会逐渐达到设计要求。
水泥水化硬化的过程受到多种因素的影响，包括水泥的成分、水泥与水的比例、温度、湿度等。
不同的水泥和水泥浆体配比可以产生不同的水化硬化过程和水泥石性能。
3.2硅酸盐⽔泥凝结、硬化过程凝结：⽔泥加⽔拌和最初形成具有可塑性的浆体，然后逐渐变稠失去可塑性的过程称为凝结。
硬化：⽔泥凝结后，强度逐渐提⾼并变成坚硬的⽯状固体—⽔泥⽯，这⼀过程称为硬化。
从整体来看，凝结与硬化是同⼀过程中的不同阶段，凝结标志着⽔泥浆体失去流动性⽽具有⼀定塑性强度。
硬化则表⽰⽔泥浆体固化后所建⽴的结构具有⼀定机械强度。
有关⽔泥凝结、硬化过程，历来有不同的观点。
⽬前主要有结晶理论、胶体理论，以及在此基础上发展起来的各种理论和观点。
⽔泥的凝结、硬化过程是⼀个⾮常复杂的过程，实际上，⽔化过程中不同情况下会有不同的⽔化机理，不同的矿物在不同阶段，⽔化机理也不完全相同。
要更清晰地揭⽰⽔泥凝结、硬化的机理与过程，还有待于进⼀步研究。
硅酸盐⽔泥的⽔化产物包括结晶度较差似⽆定形的⽔化硅酸钙凝胶(C-S-H)、结晶良好的氢氧化钙、钙矾⽯、单硫型⽔化硫铝酸钙以及⽔化铝酸钙等晶体。
⽔泥⽔化产物本⾝的化学组成和结构影响着硬化浆体的性能，各种⽔化产物的形貌及其相对含量在很⼤程度上决定着相互结合的坚固程度，与浆体结构的强弱密切相关。
从⼒学性质看，物理结构有时⽐化学组成更有影响。
即使⽔泥品种相同，适当改变⽔化产物的形成条件和发展情况，也可使孔结构与孔分布产⽣⼀定差异，从⽽获得不同的浆体结构，性能也发⽣相应的改变。
硬化⽔泥浆体是⼀⾮均质的多相体系，由各种⽔化产物和残存熟料所构成的固相以及存在于孔隙中的⽔和空⽓所组成，是固.液.⽓三相多孔体。
它具有⼀定的机械强度和孔隙率，⽽外观和其他性能⼜与天然⽯材相似，因此通常⼜称之为⽔泥⽯。
⽔泥⽯的结构相当复杂，⽽且不均匀，⽬前还不能完全阐明其结构的真相，只能从⽔泥⽯组成、形貌、构造等各个⽅⾯，从不同层次进⾏研究与理解。
下⾯我们简单说⼀下⽔泥⽯的的组成。
⽔泥⽯的组成：⽔泥浆硬化后的⽔泥⽯是由未⽔化的⽔泥颗粒、凝胶体的⽔化产物(C-S-H)、结晶体的⽔化产物(Ca(OH)2等)、以有未被⽔泥颗粒和⽔化产物所填满的原充⽔窨(⽑细孔和⽑细孔⽔)及凝胶体中的孔(凝胶孔)的组成。
一．名词解释(每题3分)1．硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，0－5％的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
石灰石或粒化高炉矿渣掺入为0称硅酸盐水泥Ⅰ型，石灰石或粒化高炉矿渣掺入不超过5％称硅酸盐水泥Ⅱ型。
2.安定性：硬化中体积变化的均匀性。
3.熟料粉化：熟料冷却速度慢，在小于5000C时β－C2S会转变γ－C2S,发生体积膨胀，使熟料颗粒膨胀成细粉。
4.熟料的SM：表示熟料中的SiO2与Ai2O3和Fe2O3之比。
5. 烧结范围：烧结所需最少液相量的温度与开始结大块时的温度之差。
7.理论热耗：烧制1Kg熟料，无任何物料和热量损失所需的热量。
8.废品：凡水泥的安定性，初凝结时间，MgO,SO3任一项不合格。
9.抗渗性：抵抗有害介质渗透的能力。
10.不合格品：除初凝时间，安定性，SO3，MgO不合格外，其它指标任一项不合格。
11.火山灰质混合材:以Si2O、Ai2O3为主要成分的矿物质原料，磨成细粉和水后不硬化但与气性石灰加水混合后，能在空气中硬化和水中继续硬化。
12．熟料的KH：生成C3S，C2S需CaO与理上全部SiO2生成C3S需CaO之比。
13.化学减缩：硬化中总体积减少。
14. 急凝：纯熟料磨细拌水，很快出现不可逆的固化，同时放出大量水化热。
15.抗冻性：抵抗冻融循环的能力。
16.矿渣水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，20-70％的粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
17.游离氧化钙：未与酸性氧化物化合的CaO。
18.硅酸盐水泥熟料：由适当成份的生料烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要成份的烧结物。
19.石灰质原料：凡以CaCO3为主要成份的原料，统称石灰质原料。
20.原料预均化：在存取料的过程中，采取特殊堆取料方式，使成分波动减小的过程。
21．碱——集料反应：水泥中的碱（NaO,K2O）与砼集料中的活性物质反应，生成碱硅酸盐膨胀。
导致砼开裂。
23.水化程度：一定时间内，已水化的量与完全水化之比。
