中国建材集团：材料talk show | 水泥是怎么变硬的？

材料talk show

水泥是

怎么变硬的？

水泥，简单来说就是加水拌和后能胶结其他材料，并在空气或水中硬化的水硬性胶凝材料，今天我们以用途最广泛的硅酸盐水泥为例来讲解水泥的硬化过程。

水泥熟料中四种主要矿物质

水泥是由水泥熟料掺加混合材料经粉磨后制成的粉状物料。水泥熟料作为其最主要的成分，由硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙(C2S)、铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)四种主要矿物质构成，这四种矿物质被称为水泥熟料的“四大金刚”。“四大金刚”平时的精神状态十分稳定，但遇到水之后，他们可就兴奋起来了，产生一系列的水化反应，这就是水泥硬化的关键所在。

水泥和它的好伙伴们

水泥一般不会单独使用，它常常会和砂、石等其他材料加水后胶结在一起，最后变成坚固的整体，即我们常说的混凝土。水泥和砂、石等材料加水拌和后，以“老大”硅酸三钙（C3S）为首的水泥熟料矿物质开始发生水化反应，形成水化物以胶体微粒析出，并逐渐凝聚形成形状各异的凝胶。伴随着水化反应的持续进行，这些凝胶在水泥颗粒表面聚集形成薄膜，胶体薄膜会在某点进行接触，构成疏松的网状结构。之后，形成网状结构的薄膜逐渐破裂，被包裹的水泥颗粒暴露后继续与水反应，产生更多水化物形成更紧密的网状结构，此过程中它们会像胶水一样将砂、石等材料紧紧胶结起来，最终形成坚固的混凝土。随着水化反应的进行，水分不断消耗，水化物不断产出，水泥强度随之不断增加。

四种矿物质水化反应特点

知识点来啦！实际上，由于“四大金刚”脾气各不相同，水化反应的特点也差异巨大，这就导致水泥强度的增长是一个漫长的过程。前3天，水化反应最为强烈，强度增长比较快，此时检测强度可以判断水泥中熟料添加量是否合格。而在28天以后，强度增长明显放缓，强度基本稳定，此时检测强度可以确认水泥最终硬化状态是否符合施工要求。