水泥加水拌合后成為既有可塑性又有流動性的水泥漿，同時產(chǎn)生水化，隨著水化反應(yīng)的進行，逐漸失去流動能力到達“初凝”。待完全失去可塑性，開始產(chǎn)生結(jié)構(gòu)強度時，即為“終凝”。隨著水化，凝結(jié)的繼續(xù)，漿體逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢◤姸鹊膱杂补腆w水泥石，即為硬化。可見，水化是水泥產(chǎn)生凝結(jié)硬化的前提，而凝結(jié)硬化則是水泥水化的結(jié)果。那么，掃描電鏡下的水泥水化過程是什么樣的呢？下面通過這篇文章跟大家分享。

水化反應(yīng)

水泥的水化反應(yīng)是一個極其復(fù)雜的過程，不僅包括孰料礦物的水化反應(yīng)，還包括各種混合材的反應(yīng)，此外，還涉及到微觀孔結(jié)構(gòu)的形成以及水分傳輸?shù)倪^程。

硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物特性在水泥的水化反應(yīng)研究中具有重要的意義。水化產(chǎn)物的成分性質(zhì)對水泥石后期強度的發(fā)展以及混凝土結(jié)構(gòu)的強度發(fā)展具有決定性的影響。

硅酸鹽水泥與水作用后，生成的主要水化產(chǎn)物為水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝肢，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥石中，水化硅酸鈣約占 70%，氫氧化鈣約占 20% ，鈣磯石和單硫型硫鋁酸鈣約占 7%。下面對主要水化產(chǎn)物（水化硅酸鈣和氫氧化鈣）作一些介紹。

水化硅酸鈣

圖1 掃描電鏡下的水化硅酸鈣

水泥水化產(chǎn)物，從占有的比例和體積看，首推水化硅酸鈣（C-S-H 凝膠）。在水泥水化的后期，水泥水化反應(yīng)漸趨減慢，各種水化產(chǎn)物逐漸填滿原來由水所占據(jù)的空間。

通過掃描電鏡圖像觀察，由于大量錨片狀、纖維狀 C-S-H 凝膠的交叉攀附，從而使原先分散的水泥顆粒及其水化產(chǎn)物連結(jié)起來，構(gòu)成一個三維空間牢固結(jié)合較密實的整體，最終在水泥石硬化后構(gòu)成水泥石強度。因此，水化硅酸鈣凝膠對水泥布的強度及其他主要性質(zhì)起支配作用。

氫氧化鈣

圖2 水泥水化產(chǎn)生的氫氧化鈣

水泥水化反應(yīng)的過程中，除了生成水化硅酸鈣凝膠外，還會生成大量的氫氧化鈣（CH）。

CH 微溶于水，在溶液中的濃度很快達到過飽和，并立即以六方板狀或者方形晶體析出。

掃描電鏡拍攝到的水泥石圖像中的 CH 為層狀結(jié)構(gòu)、方形、片狀形態(tài)，這使它對水泥石的強度貢獻極少，而其層間較弱的連接，也可能是水泥石受力時裂縫的發(fā)源地。

CH 的強度很低，穩(wěn)定性極差，在侵蝕條件下是首先遭到侵蝕的組分，而且它們多在水泥石和集料的界面處富集并結(jié)晶成粗大晶粒，因而界面的黏結(jié)被削弱，成為水泥基材料中最薄弱環(huán)節(jié)。

水泥是工業(yè)生產(chǎn)中最重要的原材料之一。水泥的水化反應(yīng)過程是水泥發(fā)揮其各項性能的基礎(chǔ)，正確地理解水泥的水化反應(yīng)對于充分發(fā)揮水泥效能，選擇合適的水泥使用條件，解決其在生產(chǎn)使用中各種問題具有重要意義。

參考文獻

陳永霞. 混凝土中水泥的水化過程及主要水化產(chǎn)物特性 [J]. 青海交通科技, 2013(3):5-6.

以上是掃描電鏡下的水泥水化反應(yīng)的相關(guān)介紹，更多測試需求請聯(lián)系鑠思百檢測。