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简述硅酸盐水泥的水化过程及其水化后的主要产物
硅酸盐水泥是一种重要的建筑材料，其水化过程是指在水的作用下，
硅酸盐水泥中的主要成分与水发生反应形成新的化合物的过程。
硅酸
盐水泥的主要成分是三氧化二铝和二氧化硅，加入适量石膏、熟石灰
等辅助材料后，在水的作用下发生复杂的化学反应。
硅酸盐水泥在与水接触时，首先发生快速反应，生成一些新型物质。
这个阶段称为初凝期。
初凝期内，硬化体积变化不大，但强度增长很快。
随着时间推移，在细胞结构中形成了一种立体网状结构，并且由
于反应放热而产生高温。
随着时间的推移，硬化体积逐渐增加，强度也逐渐增加。
这个阶段称
为混凝土晚期强度增长期。
在这个阶段内，硬化体积变化很小或者不变，但强度仍然在增长。
最终，在混凝土完全干燥时达到最终强度和稳定性。
硅酸盐水泥水化
后的主要产物是硅酸钙凝胶和水化硅酸钙。
硅酸钙凝胶是一种胶态物质，具有良好的粘结性能，可以将混凝土中的颗粒紧密地粘合在一起。
水化硅酸钙则是一种晶体物质，具有良好的抗压性能。
总之，硅酸盐水泥的水化过程非常重要，它决定了混凝土的强度和稳
定性。
在实际应用中，需要根据不同的工程要求和环境条件选择合适的硅酸盐水泥及其配方，并且控制好水化反应过程，以保证混凝土结构品质和使用寿命。
硅酸盐水化产物的热分析曲线及其特征摘要：本文根据热分析原理对不同实验条件下所得到的硅酸盐水泥水化产物的热分析曲线和数据进行研究,从而比较准确地鉴定其物相组成。
关键词：热分析，硅酸盐水化产物，在硅酸盐制品中,很多矿物是在水化反应中生成的,所以习惯上又把它们称为水化产物或水化生成物。
在研究硅酸混凝土硬化机理时,需要鉴定其矿物组成和查明水在矿物中的存在形式, 通过对硅酸盐水化产物的差热曲线和热重曲线及其特征的分析, 有助于在研究硅酸盐制品水化产物时,能较准确地鉴定其组成和水存在形式，特别是当某些水化产物的结晶较差,除X射线等分析方法之外,往往需要配合使用热分析结果为鉴定依据。
一、热分析原理及其分类物质在加热过程中由于发生物理化学变化所伴生的吸热和放热作用称为热反应。
而热分析是根据物质在加热过程中的热反应和重务变化的特征来鉴定矿物组成的一种物相分析方法。
这种方法已有近百年的历史了,目前广泛地应用于适筑材料、地质、冶金、化学等各卫门。
热分析方法分为两类:1、差热曲线法:是通过记录物质在加热过程中吸收或放出的热昊来进行物相分析的方法,简称“差热分析”。
2、热重曲线法:是通过物质在加热过程中的重号变化来进行物相分析的方法,简称“热重分析”或“热天平分析”。
二、硅酸盐水泥的水化产物用烧制的硅酸盐水泥单矿物:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙及铁铝酸四钙,将其磨细、水化、养护28天,烘至恒重(100~110e)后进行了热分析。
中性样为Al2O3,加热速10~15e/min,其结果如下:（一）水化硅酸三钙水化硅酸三钙的差热曲线如图1,它有三个吸热效应,第一个效应在540~580e 的范围内,这是硅酸三钙水化时生成Ca(OH)2的分解。
第二个微弱停顿尚未得到解释。
第三个吸热效应在855~950e为碳酸钙的分解,它是由于试样中含有少量游离CaO,又在一般条件下养护,使试样碳化,产生较大的碳酸盐吸热干扰。
失重分析表明(见表1),加热到1 000e总的失重为13.2%,其中在250~300e及500~550e失重最剧烈,前者失重2.31%,后者失重3.04%,其余水份是相当均匀地逸出。
低热矿渣硅酸盐水泥水化热绝热温升曲线低热矿渣硅酸盐水泥是一种新型的水泥材料，具有低热特性，能够在水化过程中释放少量热量，适用于各种工程项目。
水泥水化热绝热温升曲线是对水泥在水化过程中温升情况进行分析和研究的重要工具，可以帮助工程师们更好地控制水泥的水化过程，保证工程质量。
低热矿渣硅酸盐水泥的水化热绝热温升曲线通常可以分为三个阶段。
第一个阶段是指水泥初始搅拌后的短暂剧烈温升，这是由于水泥对水的吸热能力较强，导致温度急剧上升。
在这个阶段，工程师可以通过控制水泥的搅拌时长、水泥与水的比例等措施来减缓温升的速度，确保水泥水化过程的顺利进行。
第二个阶段是指水泥水化反应逐渐进入稳定状态，温升速度逐渐减缓。
这个阶段通常是水泥水化过程的主要阶段，水泥中的化学反应会不断释放热量，但这种热量释放速率会逐渐减弱。
在这个阶段，工程师可以通过合理调整水泥配合比例，改变水泥的颗粒大小等方法来控制水泥的水化过程，使温升速度更加平稳。
第三个阶段是指水泥水化反应逐渐接近完成，温升速度进一步减慢，并趋于稳定。
在这个阶段，水泥的水化反应基本上已经完成，热量释放速率非常低。
工程师可以通过及时控制水泥的水化过程来避免水泥的过度温升，保证工程的安全性和稳定性。
了解水泥水化热绝热温升曲线对于工程师来说具有重要的指导意义。
通过分析水泥水化热绝热温升曲线，工程师可以对水泥的水化反应进行评估，合理控制水泥的搅拌时间、配合比例等参数，从而保证水泥水化过程的稳定性和高效性。
此外，水泥的水化温升也与工程的安全性密切相关。
如果水泥过度温升，可能会导致工程结构的破坏或者质量问题。
因此，了解水泥水化热绝热温升曲线对于保证工程安全和提高工程质量具有重要意义。
总之，低热矿渣硅酸盐水泥的水化热绝热温升曲线是工程中重要的研究内容，对于合理控制水泥的水化过程具有重要的指导意义。
工程师们应该深入研究水泥的水化反应机理，并通过合理调整水泥配合比例和搅拌时间等参数，保证水泥水化过程的稳定性和高效性，从而提高工程质量和安全性。
硅酸盐水泥凝结硬化机理硅酸盐水泥是一种常用的建筑材料，它的凝结硬化过程涉及多种化学反应和物理变化。
深入了解硅酸盐水泥的凝结硬化机理对于控制施工质量和提高材料性能至关重要。
本文将全面探讨硅酸盐水泥凝结硬化的机理，并提供一些实用的指导意义。
首先，我们需要了解硅酸盐水泥的主要成分。
硅酸盐水泥由水合硅酸鈣(CSH)、水合硅酸鈣鋁酸鈣(CASH)、水合铝酸钙(AH3)等具有胶凝性的化合物组成。
在水合硬化过程中，这些化合物会逐渐形成并相互交错，从而形成一种稳定的凝胶结构。
凝结过程中的第一个阶段是水化反应。
水泥中的胶凝物质与水发生反应，生成水合物。
水化反应不断释放出粒子、离子和热量，使硅酸盐水泥逐渐凝胶化。
随后，凝剂在溶液中扩散，通过溶解和再沉淀的方式进一步加强凝胶结构。
这个过程被称为「溶解-再沉淀反应」，有助于提高水泥的致密性和耐久性。
凝结的最后一个阶段是凝胶增强。
情况不同,水泥的凝结时间和强度的发展速度也会有所不同。
可以通过控制溶解浓度、温度和反应时间来调节凝结速率。
此外,添加某些外加剂和添加剂也可以改善水泥的凝结性能和强度发展。
需要注意的是，硅酸盐水泥的凝结硬化过程是一个相当复杂的化学和物理过程。
它受到温度、湿度、溶液配比、水泥粒度等多种因素的影响。
因此，在实际施工过程中，应根据具体情况精确控制这些参数，以确保水泥的凝结质量和性能。
通过了解硅酸盐水泥凝结硬化的机理，我们可以更好地理解它的性能特点和应用范围。
在施工过程中，我们可以根据凝结机理来优化配合比、调节温度、提高水泥的强度和耐久性。
同时，也可以根据硅酸盐水泥的凝结特点，选择合适的水泥类型和外加剂，提高材料的工作性能。
总之，硅酸盐水泥的凝结硬化机理是一个复杂而重要的课题。
深入了解这一机理对于控制施工质量和提高材料性能至关重要。
我们应该不断学习和研究，掌握凝结机理的核心原理，并将其应用到实际工作中，以推动建筑材料的发展和创新。
硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成及水化特点下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究共3篇矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理研究1水泥基材料是建筑工程中常用的材料之一，矿渣和粉煤灰水泥基材料是近年来发展的一种新型水泥基材料。
矿渣和粉煤灰是工业副产品，将其掺入水泥基材料中，不仅能够降低生产的成本，还能够有效地利用工业副产品，减少对环境的污染，从而得到广泛的应用。
本文将探讨矿渣和粉煤灰水泥基材料的水化机理。
1. 矿渣水化机理水泥基材料的水化反应主要是硅酸盐水化反应。
矿渣中含有大量的二氧化硅和铝氧化物等成分，这些成分可以参与硅酸盐水化反应。
矿渣水化是一个较为复杂的过程，主要包括以下几个阶段：(1) CaO和MgO水化阶段：矿渣中含有大量的CaO和MgO等物质，当石灰石与热力煤渣反应时，产生的高温可以将石灰中的CaO和MgO分解出来，在水中溶解形成Ca(OH)2和Mg(OH)2等化合物。
这些化合物具有较强的碱性，可以中和其它酸性物质，从而起到保护作用。
(2) 活性硅酸盐水化阶段：当矿渣中的SiO2在水中溶解时，可以与Ca(OH)2等碱性物质反应形成C-S-H凝胶，C-S-H凝胶是水泥基材料的主要水化产物之一，可以起到胶凝和增强作用。
(3) 铝酸盐水化阶段：矿渣中含有大量的铝酸盐，当铝酸盐在水中溶解时，可以与Ca(OH)2等碱性物质反应，形成膨胀胶体，并将矿渣中的Ca(OH)2消耗殆尽，从而减缓水化反应速率，增加水化产物的稳定性。
2. 粉煤灰水化机理粉煤灰水泥基材料的水化机理与矿渣水泥基材料有些不同。
粉煤灰中含有大量的SiO2和Al2O3等物质，这些物质可以参与水化反应，并与水中的Ca(OH)2等碱性物质反应形成C-S-H凝胶和C-A-H凝胶等水化产物，从而起到增强作用。
粉煤灰水泥基材料的水化反应主要包括以下几个阶段：(1) CaO和MgO水化阶段：粉煤灰中含有大量的CaO和MgO等物质，这些物质可以与水中的Ca(OH)2等碱性物质反应，形成Ca(OH)2和Mg(OH)2等化合物，从而起到碱性作用。
水泥水化热测定方法（溶解热法）标准名称：水泥水化热测定方法（溶解热法）标准类型：中华人民共和国国家标准标准号：GB/T 12959-91发布单位：国家技术监督局标准名称（英） Test method for heat of hydration of cement-The heat of solution method标准发布日期 1992-06-04批准标准实施日期 1993-03-01实施标准正文1 主题内容与适用范围本标准规定了用溶解热法测定水泥水化热试验的方法原理、仪器设备、试验步骤及结果计算等。
本标准适用于中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和其他指定采用本方法的水泥品种。
2 方法原理本方法是依据热化学的盖斯定律，即化学反应的热效应只与体系的初态和终态有关而与反应的途径无关提出的。
它是在热量计周围温度一定的条件下，用未水化的水泥与水化一定龄期的水泥分别在一定浓度的标准酸中溶解，测得溶解热之差，即为该水泥在规定龄期内所放出的水化热。
3 仪器设备3.1 热量计：如下图所示。
由保温水槽、内筒、广口保温瓶、贝克曼差示温度计、搅拌装置等主要部件组成。
另配一个曲颈玻璃漏斗和一个直颈装酸漏斗。
3.1.1 保温水槽：水槽内外壳之间装有隔热层，内壳横断面为椭圆形的金属筒，横断面长长轴450mm，短轴300mm，深310mm，容积约30L。
并装有控制水位的溢流管。
溢流管高度距底部约270mm，水槽上装有二个搅拌器，分别用于搅拌水槽中的水和保温瓶中的酸液。
3.1.2 内筒：筒口为带法兰的不锈钢圆筒，内径150mm，深210mm筒内衬有软木层或泡沫塑料。
筒盖内镶嵌有橡胶圈以防漏水，盖上有三个孔，中孔安装酸液搅拌器，两侧的孔分别安装加料漏斗和贝克曼差示温度计。
3.1.3 广口保温瓶：容积约为600mL，当盛满比室温高5℃的水，静置30min时，其冷却速度不得超过0.001℃/min·℃。
混凝土中水泥水化反应的原理一、水泥的成分和特性水泥是混凝土的主要成分，其主要成分为熟料和石膏。
熟料是指将石灰石和粘土等原料在高温下煅烧得到的矿物物质，其中主要成分为三氧化二铝和二氧化硅。
石膏则是用于调节水泥硬化过程中的凝结时间和硬化性能的一种添加剂。
水泥的主要特性包括初凝时间、终凝时间、强度和耐久性等。
二、水泥水化反应的基本过程水泥在混凝土中的主要作用是通过水化反应形成胶凝体，填充空隙并形成强度。
水泥水化反应的基本过程可分为以下几个阶段：1. 水化初期水泥与水发生反应，形成硬化物质和水化热。
水化初期的主要反应是三氧化二铝和水的化学反应，产生氢氧化铝胶体和放热。
这个阶段的特点是反应速度快、放热量大、强度增长较慢。
2. 胶凝期随着水化反应的进行，氢氧化铝胶体逐渐成熟，形成更加稳定的硅酸盐胶凝体。
胶凝期的主要反应是氢氧化铝胶体和硅酸盐之间的反应，产生硅酸钙胶凝体。
这个阶段的特点是反应速度减慢、放热量减少、强度增长较快。
3. 强化期随着胶凝体的形成，水泥石的强度逐渐增加。
强化期的主要反应是硅酸盐胶凝体的晶化和形成更加稳定的结构。
这个阶段的特点是反应速度缓慢、放热量减少、强度增长较快。
4. 稳定期水泥水化反应的最后阶段是稳定期。
此时，水泥石的强度基本上已经达到了稳定状态。
稳定期的主要反应是水泥石结构的继续稳定和硬化过程的结束。
三、水泥水化反应的影响因素水泥水化反应的速度和强度受到多种因素的影响，包括水泥熟料的成分、水泥的质量、混凝土配合比、水泥与水的接触方式等。
1. 水泥熟料的成分水泥熟料的成分对水泥水化反应的速度和强度有很大的影响。
一般来说，熟料中的三氧化二铝含量越高，水泥的早期强度越高，但晚期强度可能降低。
二氧化硅含量较高的熟料可提高水泥的晚期强度。
石膏的添加量也会影响水泥水化反应的速度和强度。
2. 水泥的质量水泥的质量对水泥水化反应的速度和强度也有很大的影响。
水泥的烧制温度、磨细度、比表面积等因素都会影响水泥的水化反应速度和强度。
硅酸盐水泥水化反应
嘿，朋友们，你们知道吗？硅酸盐水泥这家伙，一碰到水，那化学反应可是热闹非凡，简直就像是一场盛大的派对！
想象一下，水泥熟料里的硅酸三钙和硅酸二钙，它们就像是两个活泼的孩子，一见到水就迫不及待地开始玩耍。
它们与水反应，生成了水化硅酸钙和氢氧化钙。
这就像是在派对上，孩子们找到了自己的玩伴，开始尽情地玩耍，生成了新的、更有趣的东西。
而铝酸三钙和铁铝酸四钙呢，它们更像是派对上的摇滚明星，与水反应后，生成了水化铝酸钙。
这水化铝酸钙还不甘寂寞，又与氢氧化钙进一步反应，生成了水化铝酸四钙。
这就像是在派对上，摇滚明星们找到了自己的乐队，开始演奏起激情四溢的音乐，让整个派对更加火热。
但是，派对上怎么可能少了石膏这位重要的嘉宾呢？当有石膏存在时，水化铝酸钙会与石膏反应，生成钙矾石。
这就像是在派对上，石膏这位神秘的嘉宾与水化铝酸钙这位摇滚明星合作，共同演绎了一首令人惊叹的歌曲，让整个派对达到了高潮。
当然，这场派对不仅仅只有这些化学反应，还有二氧化碳与氢氧化钙的碳化反应，就像是派对上的小游戏，给整个派对增添了一丝乐趣。
经过这场盛大的派对，硅酸盐水泥的主要水化产物有C-S-H 凝胶、氢氧化钙、钙矾石和水化硫铝酸钙。
它们就像是派对后的纪念品，记录着这场热闹非凡的化学反应。
你看，硅酸盐水泥的水化反应就是这么有趣，就像是一场盛大的派对，充满了活力和激情。
下次当你看到硅酸盐水泥与水反应时，不妨想象一下这场热闹的派对，感受一下其中的乐趣吧！。
文章编号：１００７—０４６Ｘ（２００９）Ｏ１—００３３—０４ 题论述
硅酸盐水泥水化机理研究方法 Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｃｅｍｅｎｔ Ｈｙｄｒａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ 武华荟 （中南大学土， 刘宝举
长沙４１００７５）
摘要：介绍了硅酸盐水泥的水化机理及其几个研究水泥水化机理的方法。并指出其中一些方法优缺点及未来研究方向。 关键词：硅酸盐水泥：水泥水化；研究方法
中图分类号：ＴＱ１７２．７１ Ｘ７７３ 文献标识码：Ａ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｐｏｒｔｌａｎｄ ｃｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｓｅｖｅｒａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｎｄ ｄｉＳ·ａｄｖａｎｔａｇｅ ａｒｅ ｌｉｓｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｐｏｒｔｌａｎｄ Ｃｅｍｅｎｔ，Ｈｙｄｒａｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｐｐｒｏａｃｈｅｓ
０前言 自第八届国际水泥化学会议以来，人们对硅酸盐水泥 及其各矿物的水化反应机理、水化反应产物、水化反应热 力学、水化反应动力学以及各反应物的特性（化学组成、晶 体结构、细度等）和环境条件（水灰比、溶解或分散在水中 的化学物质）对水化作用等进行了深入的研究和探讨。水泥 的水化和硬化是水泥的重要特性，水泥水化机理的研究对 水泥的生产和使用、对当今和将来水泥应用于复杂建筑体 系都有着十分重要的作用，对混凝土和外加剂的研究也有 着重要的指导作用。
１硅酸盐水泥水化机理的研究状况 水化特性及机理一直是水泥研究的热点和难点，对水 化机理的研究、特别是对水泥早期水化特性的细节解释存 在许多不同的观点 。硅酸盐水泥的水化硬化机理最早是 由法国人吕·查德理（Ｌｅ Ｃｈａｔｅｌｉｅｒ） 提出的晶体理论， 认为由于未水化水泥化合物溶于水中，然后沉淀出水化物， 呈交错生长的晶体，从而引起胶凝作用。德国人米哈埃利 斯（Ｍｉｃｈａｅｌｉｓ）” 提出的胶体理论认为水化物凝胶的生 成和脱水才是产生胶凝作用的原因，即水泥水化后生成大 量胶体，由于干燥或未水化的水泥颗粒继续水化产生”内 吸作用”而失水，从而使胶体凝聚变硬。近年来随着对水 泥水化过程的认识不断深入，两个理论正趋于一致。实际 上两个理论各自强调了水泥水化的不同侧面，将两个理论
结合起来，能更全面地解释水泥水化硬化的全过程。 １ ９８０年第七届国际水泥会议召开时，水泥水化学家对 硅酸盐水泥水化的研究又发展了许多新理论。Ｖｙｒｏｄｏｖ 认为是局部化学过程，其特点是在无水化合物表面形成 热力学不稳定的水化物层，诱导期的形成是因为一次水化 物的形成速率大于其同时发生的溶解。Ｖｓｈｅｒｏｖ—Ｍａｒｓｈａｋ 和Ｖｒｚｅｎｋｏ从热力学研究中得到结论，认为核晶作用控制 着水泥水化。Ｄｏｕｂｌｅ 等根据高压电子显微镜的研究发展 了渗透压机理学说。Ｂａｒｎｅｓ 等报道了水泥颗粒的空壳水 化机理。Ｔａｙｌｏｒ 等人根据水化放热速率与时间的关系把 水泥水化反应过程分为５个反应阶段（即：诱导前期、诱导 期、加速期、减速期、稳定期），后来又发展为三个反应 时期。洛赫尔（Ｆ．Ｗ．Ｌｏｃｈｅｒ）等人从水化产物形成及发展的 角度，把水泥的硬化过程分为三个阶段，比较形象地描述 了硅酸盐水泥水化浆体结构形成的过程 。第一阶段从水 泥拌水到初凝为止，Ｃ ３Ｓ与水迅速反应生成Ｃａ（ＯＨ）２饱和 溶液，并析出Ｃａ（ＯＨ）２￣体，与此同时石膏也进入溶液与 Ｃ３Ａ反应生成细小的钙矾石晶体，这一阶段水泥浆体呈塑 性状态。第二阶段大约从初凝开始至２４ ｈ为止，这个阶段 水泥水化开始加速，生成较多￣Ｃａ（ＯＨ）２和钙矾石晶体， 同时水泥颗粒上长出纤维状的Ｃ—Ｓ—Ｈ凝胶。水化产物的大 量形成将各颗粒初步连接成网状，随着网状结构的不断增 强，强度相应增长，剩余的非结合水被分割成各种尺寸的
１／２００９粉煤灰 ３３ 水滴，填充在浆体孔隙之中。第三阶段是指水化２４ ｈ后直 到水化结束的时间，这一阶段相对较长，随着水化的进 行，水化产物数量不断增加，浆体结构更趋致密，强度 进一步提高。 对于水泥的水化，形成了两种不相容的水化机理， 种是所谓溶解机理，即水泥中的化合物能够溶解在水 中，并在溶液中产生离子，然后再与水化合生成水化物。 第二种机理为”局部化学”机理或称为”固相反应”机理，认 为水泥化合物不必进入溶液，而是直接与水反应形成水化 产物。后人的研究证明，水泥的水化过程中既有溶解机理， 又有固相反应机理，在水泥水化的早期，溶解机理占主导 地位，而水化后期特别是扩散作用更难进行时，主要是固 相反应机理起作用。现代分析仪器的应用，使人们对水泥 水化过程的认识有了更进一步的发展。目前，人们对于水 化的主要特征已经有了比较一致的认识，但是对细节的解 释还有很大的差别 川。 ２硅酸盐水泥水化机理的研究方法 ２．１从动态的角度研究水泥浆体的性质和水泥水化进程 很多研究者通过测定水泥浆体的物理、化学性质随时 间的变化来跟踪和纪录水化进程，并分析这些性质与水化 进程、反应速率等的相关性，进而对水化特性及机理进行 解释。经过努力研究，目前已经找到了水化浆体中与水化 历程相关的许多性质，如：力学性质、电动学性质、离子 浓度、放热量和水化产物的物相生成、胶凝程度、结晶度、 孔分布、微观结构、体积变化等，从而使得测定研究水化 的方法多种多样。 ２．１．１水化热法 水泥加水后，发生一系列物理化学变化，并释放出 大量热量。水泥水化反应热和反应速度是水泥重要的水化 特性，多年来许多学者都利用水化热来研究水泥水化。 水化热法主要用于纯水泥体系的水泥水化进程研究， 但此方法不适用于水泥基复合体系中水泥水化程度的测定。 这是由于粉煤灰、煤矸石等活性掺和料的加入会对水泥水 化产生一定的物理化学作用，而到目前为止，人们还不能够 量化出这种作用．此外，水化热法虽对纯水泥体系早期水化 进程起着很好的表征作用，但该法不适用于长龄期水泥水 化程度的测试，其原因主要在于水化若干天以后，水泥水化 放热量降低，水化热曲线趋于平缓，由测量系统本身及操作 人员造成的误差越来越大。 ２．１．２水化动力学法 ３４ ＣＯＡＬ ＡｓＨ １／２００９ 水泥和水拌和后，硬化水泥浆体中固、液、气三相 同时存在，并发生一系列物理化学变化。基于前人研究 出的用于描述多相体系中物理化学变化特征的数学方程， Ｂｅｚｊａｋ￣” ” 研究得出了硬化水泥浆体中各主要组分水 化的数学模型。基于前人建立的硬化水泥浆体各组分的水 化模型，Ｄａｂｉｃ、Ｋｒｓｔｕｌｏｖｉｃ等 进一步研究了水泥的水化 过程，并建立数学模型来描述水化程度与水化速率的关系， 进而得出水化程度与时间的关系。 ２．１．３电阻率法 水泥基材料的电阻率随水泥水化时间的变化而改变， 可用来描述水泥基材料水化过程、判断矿物外加剂和化学 外加剂等对水泥水化的影响” 。通过测定新拌水泥浆、 砂浆或混凝土的电阻率，并绘制电阻率随时间变化的特征 曲线，可以确定水泥基材料的凝结硬化特征，为水泥水化 研究提供了测定手段。 ２．２从静态的角度研究水泥水化产物的性质和水泥水化进程 水泥水化产物特别是后期的硬化浆体中的水化产物一 直是人们研究的焦点。对水化产物的研究，一是想研究水 泥水化产物，二是研究水泥水化产物的微观形貌及化学组 成。目前常用的研究方法有如下几种： ２．２．Ｉ化学结合水法 化学结合水法为测试水泥水化程度的传统方法，由于 其测试方便简易而得到了广泛的应用。但该方法仍存在 着一定的缺点，在７５ ｃｃ的低温或真空状态下部分水泥水化 产物如ｃ—ｓ—Ｈ凝胶，ＡＦｒｏ，ＡＦｔ中的部分弱结合水就开始 分解，导致所测化学结合水含量较实际偏小，影响了测试 的精确性。化学结合水法与水化热法一样，目前只适用于 纯水泥体系中水泥水化程度的研究。对于水泥基复合体系 而言，化学结合水法只能定性比较水化产物生成量的多少， 而其中的水泥及各活性组分的水化程度则无法直接测试 得出。 ２．２．２ ＣＨ定量测试法 水泥水化主要产物为水化硅酸钙、水化硫铝酸钙以及 氢氧化钙（ｃＨ）。研究表明，普通硅酸盐水泥完全水化时需 水量为水泥质量的２０％ ２４％，生成ＣＨ量为水泥质量的 ２０％一２５％ 。由于水泥水化程度与水泥水化生成的ＣＩ－Ｉ 含量成正比，因此可以通过确定水泥浆体中的ＣＨ含量而 间接得出水泥水化程度。 ＣＨ含量可通过定量ｘ射线衍射（ＱＸＲＤ１、差示扫描量 热分析（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｃａｎｎｉｎｇ ｃａｌｏｒｉｍｅ一简称ｏｓｃ）或热重分 析（ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｙ ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｉ￣ＴＧＡ） ，” 等方法测 量得出。由于ＣＨ优取向及无定形ＣＨ的存在，用ＱＸＲＤ法 测量的ＣＨ含量结果偏低，因此多采用热分析法测” 。对 于掺有粉煤灰、煤矸石、矿渣等具有火山灰活性混合材的 水泥基复合体系来说，由于其中的性ＳｉＯ２会与水泥水化产 物ＣＨ进行二次反应生成水化硅酸钙凝胶，所以上述理论 不能直接应用复合体系水泥水化程度的研究。在粉煤灰与 水泥的复合体系中，水化３￣７ ｄ内，粉煤灰开始与水泥水化 产物之－－ＣＨ反应，但３个月后仍有大量的ｃＨ与未水化的粉 煤灰存在。粉煤灰与水泥水化物ｃＨ反应生成物主要为水化 硅酸钙，也就是ｃ—ｓ—Ｈ凝胶，比水泥水化生成的Ｃ—ｓ—Ｈ凝 胶有着低的钙硅比” 。Ｂｅｒｒｙ￣”。 和施惠生等 揭示了早期 水化进程中，粉煤灰对整个体系起着物理填充的作用，并 参与形成钙￣ｉ（ＡＦｔ）；而在长期水化进程中，粉煤灰则主 要参与硅铝化合物的形反应。粉煤灰的掺入在长龄期里表 现的作用有以下两方面：第一，它加强了颗粒之间的联系； 第二，吸收ＣＨ．煤矸石与粉煤灰的成分大体相同，煤矸石与 水泥水化产物之间的反应也主要是与ＣＨ用生成水化硅酸 钙。虽然ＣＨ定量测试法不能定量应用于水泥基复合体系， 但测出的ＣＨ含量能反映出具有火山灰活性的混合材对水 泥基复合体系的影响。 ２．２．３ Ｘ射线衍射（ＸＲＤ） 利用ｘ射线衍射可以用来分析水泥水化产物的组成。 ２．２．４扫描电镜（ＳＥＭ） 利用扫描电镜观察水泥净浆水化产物的微观形貌，但 是由于受检验样品处于高真空下并被电子束轰击，这两者 都会引起材料发生变化，会导致结果产生偏差。 ２．３硅酸盐水泥水化研究的先进方法和技术 人们对水泥水化的重视程度越来越高，新的研究方 法在不断出现，最近报道了用超声波研究水泥早期水化浆 体微观结构的形成与发展 ”，并用水化模型论证出水泥 浆体微观结构与超声波脉冲速率存在着相关性。 ２．３．１图象分析法 近年来，背散射电子图像（ＢＥＩ）大量应用于水泥基复 合体系中水泥和其它活性组分的水化程研究 。根据 扫描电镜中背散射电子成像（ＢＥＩ）原理，背散射电子是被固 体样品中的原子反射回来的一部分人射电子，它的成像衬 度与样品表面原子序数的分布有关。样品表面上平均原子 序数较高的区域，产生较强的信号，在背散射电子图像上 呈现较亮的衬度，因此可以根据背散射子图像衬度来判断 相应区域原子序数的相应高低。如对于纯水泥体系样品， ＢＥＩ图片中原子序数最的未水化水泥颗粒呈亮白区域，其 中Ｃ ４ＡＦ因含有原子序数较大的Ｆｅ而较Ｃ，Ｓ和Ｃ。Ｓ更亮， 而ｃ，Ａ因含大量原子序数较ｃａ低的Ａｌ，在未水化水泥颗粒 成像区域中稍显暗淡；其次为水化产物，暗为孔隙。 ２．３．２计算机模拟 用计算机来模拟水泥的水化过程，２０世纪８０年代便开 始了具体研究。Ｐｏｍｍｅｒｓｈｅｉｍ等 率先对单个组分Ｃ Ｓ进 行了数学分析模拟，此后Ｊｅｎｎｉｎｇｓ等 在Ｐｏｍｍｅｒｓｈｅｉｍ等 的研究基础上，用计算机数字图片来模拟ｃ，ｓ的水化过程 以及微观结构。上述研究都是对水泥熟料中单矿物的水化 进行二维模拟。Ｐｈａｎ等 ”认为水泥水化进程的两大主要 机理是相界面控制机理和扩散控制机理，在此理论基础上 结合一些系统参数来模拟熟料单矿物的水化进程。在ＮＩＳＴ 实验室中，Ｂｅｎｔｚ等 根据水泥颗粒粒径分布（ＰＳＤ）、水 灰比以及矿物组成等参数，研究出了以纯水泥水化三维模 型ＣＥＭＨＹＤ ３Ｄ来模拟纯水泥体系水化的全过程。此模型 模拟了水泥矿物与水之间的反应。在此模型中，１ ｍ 为 １个像素点 标明所代表的成分一水、石膏或者水泥熟料中 的某一矿物组分。在此基础上，对体系中的溶解、化学反 应以及扩散等过程进行循环模拟。每一轮模拟完毕，皆可 得出此刻水泥熟料微结构中的水化程度、孔隙率、相组成 等一些性能。 ２，３．４电动学性质研究 在硅酸盐类水泥的水化研究方面，水泥浆体和悬浮液 的电动学性质越来越受关注，用电动学性质研究水泥水化 比传统方法简单、准确。Ｌａｕｒｅｎｔ Ｎａｃｈｂａｕｒ等 对硅酸盐 水泥水化早期的悬浮液的电动学性质作了较为深刻的研究， 指出∈电位与硅酸盐水泥的凝结有关，随着水化的进行， ｃａ 逐渐增多，‘电位会由负变正，还得出零电位对应 的ｃａ。 浓度为４ｍｍｏ１／Ｌ，凝结力在‘零电位点最大，Ｃａ“ 的浓度决定乙电位和凝结物，也决定水化动力学和水化浆 体的结构，进而可以预测水化浆体的水化行为。
