用吸附法和压汞法测定孔径分布后，即可测得水泥浆体的总孔隙率。
（3）孔的形态
开口孔（连通孔） 闭口孔（封闭孔）
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03 硬化水泥浆体性质
3.1 硬化水泥浆体的力学性能
（1）硬化水泥浆体的强度
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03 硬化水泥浆体性质
（2）硬化水泥浆体的弹性模量 硬化水泥浆体或者混凝土的弹性模量与强度之间的关系紧密相连，抗压强度越大，弹 性模量相应也大，大致与抗压强度的平方根成正比例。
六方板状，几十微米，
层内：离子键，结合强 尺寸取决液相中Ca2+离子
层间：范德华力，结合 弱，受力时的薄弱环节，
浓度增长的速度：越快， 尺寸越小，强度越高
沿层间产生裂缝
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02 硬化水泥浆体组成与结构
物质 3.AFt
4.AFm
组成
[Ca3(Al,Fe)(OH)6·12H2O]2·X3·yH2
OX－二价,SO4、CO3、Cl2、(OH)2
材料强度愈高，徐变愈小。混凝土中徐变主要来பைடு நூலகம்硬化水泥浆体。 （3）水灰比
水灰比对徐变的影响，定性的评论是水灰比越大，徐变也愈大。 （4）温度
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02 硬化水泥浆体组成与结构
2.1硬化水泥浆体中矿物组成与结构
物质 1.C-S-H
组成 组成不定，
结构 结晶度极差
远程无序胶体，取决水 化龄期，初期溶胶，中 后期凝胶
形貌
取决水化龄期－与生长 空间有关：水化龄期长， 尺寸越小，2～0.1µm
2.Ca(OH)2
组成固定，纯 度高，结晶好
三方晶系层状结构
THE MAIN CONTENTS
01 概述 03 硬化水泥浆体的性质
02 硬化水泥浆体组成与结构
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01 概述
1.1硬化水泥浆体
硬化水泥浆体是非均质的多相体系，由各种水化产物和残存熟料所构成的固相以 及存在于空隙中的水和空气组成，所以是固-液-气三相多孔体。它具有一定的机械强 度和空隙率，而外观和其他性能则与天然石材相似，因此通常又称之为水泥石。
弹性模量的影响因素：孔隙率，温度，干燥程度等
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03 硬化水泥浆体性质
3.2 硬化水泥浆体的干缩和徐变性能
3.2.1 硬化水泥浆体的收缩 （1）干缩或减缩 硬化水泥浆在水泥水化硬化过程中，自发的产生体积变化。 （2）干燥收缩 如果硬化水泥浆处于高风速，低温度和高气温环境下，就有可能引起毛细管水，凝胶水的蒸 发损失，必然会导致水泥浆体的体积变化。
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02 硬化水泥浆体组成与结构
2.2 水及其存在形式
（1）按与固相组成的作用
自由水 (游离水)
吸附水
毛细孔水 凝胶水
存在于粗大孔隙中，与一般水性质相同
数量取决于毛细孔的数 量，以中性水分子存在
数量大体上正比于凝胶体的 数量，以中性水分子存在
结晶水 (化学结合水)
以中性水分子存在，占有晶格固定位置，由氢键和 弱结晶水 剩余键相结合，结合力弱，如：C-S-H中的层间水
C3A ·3CaX ·mH2O m=30～32
[Ca2(Al,Fe)(OH)6]·X·yH2O C3A ·CaY ·nH2O n=10～12
X－一价，Y－二价
结构 三方晶系 柱状结构
三方晶系 层状结构
形貌 针棒状、杆状、 柱状、空心管状
六方板状
与AFt相比，AFm中的结构水少，其密度更大。当AFm接触到各种来源的 SO42-离子而转变成AFt时，结构水增加，密度减小，从而产生相当的体 积膨胀，是引起硬化水泥浆体体积变化的一个主要原因。
继续水化“内吸”作用失水，胶体凝 固体直接与水反应，通过水的扩散，
聚成刚性凝胶而硬化
反应界面由颗粒表面向内延伸。
三阶段理论 比较统一的意见
凝结是由胶体形成凝聚结构，硬化是 溶解－胶化－结晶过程：生成溶胶
晶体结构的发展
－凝胶－晶体
水化反应生成胶体和晶体，它们共同 液相中反应－局部化学反应：化学
作用，相互交叉联结
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03 硬化水泥浆体性质
3.2.2硬化水泥浆体的徐变
晶体材料，金属，岩石和硬化水泥浆体等固体材 料，由于载荷而引起的变形中，其中时间依赖性的 部分就时徐变，或称蠕变。
由于组成结构的不同，硬化水泥浆体，无论在多 么低的应力条件下，都会产生徐变，而且由徐变引 起体积变化。
硬化水泥浆体的徐变包括可你徐变和不可逆徐 变，由左图可以看出，不可逆徐变大于可逆徐变。
反应控制－扩散控制
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01 概述
硬化水泥浆体形成的原因
水泥石具有强度的原因
水化产物
内部键型 产物之间键型
结构形成
胶体 C-S-H凝胶
晶体 CH、AFt、
AFm等
原子价键、 氢键
离子键
范德华力 范德华力
箔片状、纤维状，具有巨 大的表面能，交叉攀附
六方板状、针棒状，相互 搭接
构成三度空间牢固结 合，密实的整体
非蒸发水(Wn)
蒸发后剩余的水
与水化产物数量存在一定比例关系，可表征水化程度
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02 硬化水泥浆体组成与结构
2.3 孔及其结构特征
（1）总孔隙率
孔隙占水泥浆体的体积百分比
（2）孔径分布
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02 硬化水泥浆体组成与结构
吸附法：水蒸气或氮气吸附，一般用于直径小于300A的孔 压汞法：用压力将水银压入干燥浆体，水银能够进入的孔 径与所施加压力成反比，测量直径1µm ～几百微米的孔。
非均质的多相体系
水化产物和残存熟料－固相 孔隙中的水－液相 孔隙中的空气－气相
三相多孔体
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01 概述
1.2 水泥硬化机理
硬化机理 结晶理论
胶体理论
产生凝结硬化的原因
水化硬化过程
水化反应生成晶体 相互交叉联结
溶解－沉淀过程：熟料矿物溶解于 水，与水发生水化反应，产物溶解 度更小，结晶沉淀。
水化反应生成大量胶体，由于干燥或 局部化学反应：熟料矿物不溶于水，
上图为温度平衡时，硬化水泥浆体的徐变和徐 变恢复曲线。
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03 硬化水泥浆体性质
影响徐变的因素： （1）加荷应力
硬化水泥浆体，即使加荷的作用力很小，也能产生徐变变形，加荷应力在混凝土的强度的35%40%以下时，徐变变形大致与应力成正比。 总的影响规律是：加荷作用应力的比例与强度（强度）愈高，徐变愈大。 （2）材料强度
强结晶水
以OH-离子存在，占有晶格固定位置，有确 定含量比，结合力强，如：Ca(OH)2中的OH-
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02 硬化水泥浆体组成与结构
（2）按实用 ——将所有自由水及吸附水除去，仅剩下结晶水
105℃加热、D-干燥(干冰－79℃ )、P-干燥(高氯酸镁)
蒸发水(We)
在规定的标准条件下能除去的水
浆体内孔隙体积的量度。蒸发水越多，孔隙率越大