4.1水泥的水化机理
从化学角度来看,水泥的水化反应是一个复杂的溶解沉淀过程,在这一过程
中,与单一成分的水化反应不同,各组分以不同的反应速度同时进行水化反应,而且不同的矿物组分彼此之间存在着互相影响。

水泥中最多的熟料矿物是硅酸盐化合物，是制约水泥水化性质及相关性能的关键组分。

水泥中的硅酸盐熟料矿物的主要成分为硅酸三钙和硅酸二钙。

（1）硅酸三钙（C
3
S）的水化
硅酸三钙是水泥熟料中的含量最多的组分，通常占材料总量的50%左右，有时高达60 %。

硅酸钙的水化产物的化学组成成分不稳定，常随着水相中钙离子的浓度、温度、使用的添加剂、养护程度而发生变化，而且形态不固定，通常称为“C-S-H”凝胶。

C
3
S在常温下发生水化反应，可大致用下列方程式表述：
硅酸三钙的水化速率很快，其水化过程根据水化放热速率随时间的变化，可
以将C
3
S的水化过程划分为五个阶段，各阶段的化学过程和动力学行为如表1.1所示。

表1.1 C
3
S水化各阶段的化学过程和动力学行为时期早期中期后期
反应阶段诱导前期诱导期加速期减速期稳定期
化学过程初始水解，
离子进入溶
液
继续溶解，
早期C-S-H
稳定水化产
物开始生长
水化产物继
续生长，微
结构发展
微结构组件
密实
动力学行为反应很快反应慢反应快反应变慢反应很慢（2）硅酸二钙的水化
C
2
S也是水泥主要熟料矿物组分之一，水化过程与C3S相似，也有诱导期、
加速期，但是水化速率特别慢。

C
2
S的水化反应可大致用下列方程表述：
（3）铝酸三钙的水化
C
3
A是水泥熟料矿物的重要组分之一,其水化产物的组成与结构受溶液中的氧化铝、氧化钙浓度的影响很大，它对水泥的早期水化和浆体的流变性能起着重
要的作用。

纯水中C
3A的水化：大量的研究结果表明，C
3
A遇水后能够立即在表
面形成一种具有六边形特征的初始胶凝物质粒子，开始时其结晶度很差也很薄，呈不规则卷层物，随着水化时间的推移，这些卷层物生长成结晶度较好的，成分
为C
4AH
19
和C
2
AH
8
济的六边形板状物。

这种六边形水化物是亚稳的，并能转化成立
方形稳定的晶体颗粒。

常温下C
3
A在纯水中的水化反应可用下式表示：
有石膏存在时C
3A的水化：在水泥浆体中，熟料中的C
3
A实际上是在和有石
膏存在的环境中水化的，C
3A在Ca(OH)
2
饱和溶液中的水化反应可以表述为
C 3A+CH+12H=C
3
AH
13。

当处于水泥浆体的碱性介质中时，C
3
AH
13
在室温下能稳定存在，
其数量增长也很快，这是水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一。

（4）铁铝酸四钙的水化
铁铝酸四钙的水化与铝酸三钙的水化过程相似，只是反应速率很慢，而且产物是含铁和铝的共同产物。

欢迎您的下载，
资料仅供参考！
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等
打造全网一站式需求。