水泥基材料水化产物的研究发展状况评述
水泥基材料-水化1
层状的托勃莫来石凝胶，具有很高的比表 面，～180m2/g；极小孔隙率为28%，为 凝胶粒子间的孔隙。孔隙口径小于4埃，所 以凝胶孔只能容水分子进入。任何没有被 凝胶填充的空间称为毛细孔。 凝胶内部粒子间的距离约为18埃，胶粒直 径约100埃。
凝胶粒子由范德华力结合，C-S-H凝胶 在水中的膨胀性是由于单个粒子间存在 水分子层而导致粒子的分离。 徐变是由于应力作用使粒子间的水被挤 出。 粒子间存在某种化学键，以解释材料受 限制的膨胀性质，但其精确位置和作用 不清楚。
存在于水泥熟料中的各种矿物都是无水 的，与水接触时能与水发生反应，或被 水分解，形成水化物。 水化初期形成不稳定的饱和溶液，逐渐 析出固体，并与内部孔溶液形成离子平 衡。 无水化合物在固-液系统中不能存在，最 后将全部水化。 水化物不能通过失水、结晶等过程而重 新生成。水化反应是不可逆过程。
CSH（I）和CSH（II）又称作外部水化产 物。 CSH（III）和CSH（IV）则称作内部水化 产物。
Hadley粒子
一种水化后期生成的水化产物。无水矿物颗粒在 其本身周围形成一薄层水化产物，而后这个颗粒 在薄层内部部分部分或全部溶解，形成中空粒子。
Stark提出的新C-S-H凝胶粒子模型
Daimon对Feldman-Sereda模型的修正
进入层间空间的水成为结构的一部分， 对系统的硬度有贡献。 Powers模型中的凝胶孔在此是层间空间 的一部分。总孔隙率只能用不引起层间 渗透的流体来测量，如甲醇、液氮、氦。 凝胶的比表面积在1～150m2/g范围内 变动。
范德华力、硅氧键（-Si-O-Si）、氢键、 钙-硅氧键（-Si-O-Ca-O-Si）的综合作 用使材料获得强度。 湿涨原因为：
复合水泥基材料中水泥的水化程度分析
。建 筑与工程 ０
Ｓ Ｉ Ｎ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｎ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｆ Ｒ ＴＯ
２１ 年 ０２
第 ３ 期 １
复合水泥基材料中水泥的水化程度分析
陈
（ 山东建 工集 团
昕 山东 济南
２ ００ ） ５ ０ １
【 摘 要】 复合水泥基材料 中水泥的水化 程度 一直是 学术界 对水泥化 学研 究的重点 内容 ， 水泥的水化程度 随着时间的变化 可以将胶凝材料 的水化反映肌理做 出很好的反映。 因此 ， 在本文中将 采取三种评 定方法进行 比较研 究， 最终选 出合适精确的方法。 【 关键词】 复合水泥基 ； 水泥 ； 水化程度
１ 传 统 的 等 效化 学 结 合水 量 法
在表征与研究纯水泥体系水化程度的方法中 ． 化学结合水量法是 较为传统而简单快捷的方法 ． 因此它得到了广泛应用 。掺有粉煤灰 的 复合水 泥基 材料 中还存在 着硅酸盐水 泥的水化反应 与粉煤灰 的火山 灰反应 ．这使得试验对化学结合水 量法准确分离两种反应较为 困难 ， 因此 ． 通过复合胶凝材料体系的化学结合水量直接对其所含 的水 泥的 增大许 多 ． 而此时水泥 的水化 反应已基本结束 ． 体系的总化学结合 水 水化反应程度 的表征便不再适用 量 ｗ 长缓慢 ， 以 值降低。这 也可以进 一步说明在此阶段体系 增 所 我们可 以采取对复合水泥基材料 的总化学结合水量 的测 定 ， 并按 中水泥 的水化程度与粉煤灰的反应程度之间的差 距在逐渐缩小 ． 粉煤 照转换公式换算 为单位质量水泥对应 的化学结合水量 ． 公式如下 ： 灰的水化反应正逐步 占据体系中水化反应的主导地位 ． 水泥的水化对 ｗ ＝ｗ ｄ一ｒ） ｃ ／ ± 于复合胶凝材 料化 学结合水量的贡献则更多体现在早龄期 （ ｄ ， ２ 前） ８ 其 中， ｗ 是单位质量水泥对应 的化学结合水量 ， 是 单位质量 ｗ 而粉煤灰 的贡献则体现在水化后期（ ｄ ２ 后１ ８ 复合 水 泥基 材 料 所 对 应 的化 学 结 合 水 量 ， 粉 煤 灰 的 掺 量 。 ｆ为 Ｆ 可 以看 出． 中值确实能在考虑火 山灰反应 对于体系化学结合水量 倘 若可 以测定水 泥完全水化 时复合水泥基 材料的化学 结合水量 的贡献后 ． 相对 比较水泥水化程度 的高低 ． 但 值却 只能反 映而不能 ｗ… ， 即可求出其 中水 泥的水化 程度 。通常称这种依靠转换化学结合 代表真 实的水化程度 ． 因此这种考虑了火山灰反应的等效化学结合水 水量来相对 比较水化程度高低 的方法为等效化学结合水量法 。 按照 以 量法还是不能精确评定复合水泥基材料 中水泥 的水化程度 上公式可 以对单位质量水泥对应 的化学结合水量变化 曲线进 行描绘 ． ３ 在 氢 氧 化 钙 含 量 基础 上 的新 方 法 结果 显示 ： 掺杂 的粉煤 灰数量越大 ， 单位质量水 泥所 对应 的化学 结合 水量便越 大 ． 以说 ， 可 粉煤灰 的掺人促进 了水泥 的水化 ， 它的影响程度 在 复合水泥基材料水化过程 中， ａ（ Ｈ： ｃ Ｏ ）是连接硅酸盐水泥水化
水泥基材料的结构与性能研究
水泥基材料的结构与性能研究随着城市化进程的加速，建筑行业发展迅速，水泥混凝土作为建筑材料始终是建设行业的主力军。
水泥基材料是一种重要的建筑材料，其应用广泛，包括结构构件、地面和墙体等。
本文将着重分析水泥基材料的结构与性能研究，以及现有研究的进展和成就。
一、水泥基材料的结构水泥基材料是由水泥、砂、石、水等多种原材料组成的复合材料，其结构复杂，具有多种组成。
其基础结构主要为硅酸盐水泥凝胶（C-S-H）、钙石灰石（C-S-H）、石灰和无定形水合物等。
其中，硅酸盐水泥凝胶是水泥基材料中最主要的结构，主要由硅酸盐水泥粉末和水反应形成。
其结构由硅酸盐水泥中的矿物晶体相互贯通而成，具有一定的孔隙结构和组织结构。
此外，由于水泥基材料的制备过程和硬化过程都会影响其结构，因此不同的水泥基材料具有不同的孔隙结构和组织结构，这也是影响水泥基材料性能的主要因素之一。
二、水泥基材料的性能研究水泥基材料的性能受到其结构和组成的影响，同时也受到温度、湿度、酸碱度等环境因素的影响。
因此，为了深入研究水泥基材料的性能，需要围绕其多种性能指标开展研究。
下面分别就物理性能、化学性能和力学性能三个方面进行探究。
1.物理性能水泥基材料的物理性能主要包括吸水性、透水性、热膨胀系数、热导率等。
为了充分评价水泥基材料的物理性能，需要采用多种测试方法，例如吸水率、渗透性测试、热膨胀系数测试等。
研究表明，水泥基材料的物理性能直接影响其工程应用效果，因此进行物理性能研究对于水泥基材料的实际应用具有重要意义。
2.化学性能水泥基材料的化学性能主要包括抗硫酸盐侵蚀性、抗碱性侵蚀性、抗冻性、耐久性等指标。
化学性能也是影响水泥基材料使用寿命和工程效果的主要因素之一。
为了评价水泥基材料的化学性能，一般需要进行酸碱侵蚀性测试和其他化学性能测试。
3.力学性能水泥基材料的力学性能是衡量其工程应用性能的重要指标之一，主要包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等。
为了评价水泥基材料的力学性能，通常需要进行力学性能测试，例如单轴压缩试验、三点弯曲试验等。
水泥浆体固化过程中水分迁移研究
水泥浆体固化过程中水分迁移研究一、水泥浆体固化过程概述水泥浆体作为一种广泛应用于建筑和工程领域的材料，其固化过程是水泥与水反应形成硬化体的关键步骤。
水泥浆体的固化过程涉及到水化反应、水分迁移以及最终形成稳定结构的一系列复杂物理化学变化。
研究水泥浆体固化过程中水分迁移的规律，对于提高水泥基材料的性能、延长其使用寿命以及优化施工工艺具有重要意义。
1.1 水泥浆体固化的基本特性水泥浆体固化过程主要包括水泥与水的混合、水化反应的进行以及最终形成硬化体。
在这一过程中，水泥颗粒与水接触后，水泥中的硅酸盐矿物和铝酸盐矿物与水发生化学反应，生成水化产物，这些水化产物逐渐填充水泥颗粒间的空隙，形成网络结构，最终导致水泥浆体的硬化。
1.2 水泥浆体固化过程中水分迁移的重要性水分在水泥浆体固化过程中起着至关重要的作用。
水泥的水化反应需要水分的参与，而水分的迁移则会影响水泥浆体内部的湿度分布，进而影响水化反应的进程和最终形成的硬化体的结构和性能。
因此，深入研究水泥浆体固化过程中水分迁移的机制，对于优化水泥浆体的性能具有重要的理论和实际意义。
二、水泥浆体固化过程中水分迁移的机制水泥浆体固化过程中的水分迁移是一个复杂的物理过程，涉及到毛细作用、扩散、渗透等多种机制。
研究这些机制对于理解水泥浆体内部水分的分布和迁移行为至关重要。
2.1 水分迁移的基本原理水分迁移的基本原理主要包括毛细作用、扩散和渗透。
毛细作用是由于表面张力引起的液体在毛细管中的上升或下降，这在水泥浆体中表现为水分在水泥颗粒间的上升。
扩散是由于浓度梯度引起的水分从高浓度区域向低浓度区域的自发运动。
渗透则是由于压力差引起的水分通过多孔介质的运动。
2.2 水分迁移的影响因素水分迁移受到多种因素的影响，包括水泥浆体的组成、水泥的水化速率、环境条件等。
水泥浆体的组成，如水泥类型、掺合料的种类和比例，会影响水化产物的形成和水分迁移的路径。
水泥的水化速率决定了水化反应的进行速度，进而影响水分的消耗和迁移。
复合硅酸盐水泥与普通水泥的水化产物对比分析
复合硅酸盐水泥与普通水泥的水化产物对比分析水泥是建筑材料中常用的胶凝材料，可以通过与水反应生成水化产物，从而形成胶凝材料的强度和硬化特性。
在建筑工程中，复合硅酸盐水泥和普通水泥是两种常见的水泥类型。
本文将对复合硅酸盐水泥和普通水泥的水化产物进行对比分析，以了解它们的特性和优劣势。
首先，让我们先介绍一下复合硅酸盐水泥和普通水泥的基本概念。
复合硅酸盐水泥是一种由硅酸盐水泥熟料和适量硅质材料（如硅灰、硅渣等）混合煅烧而成的水泥，其主要成分为三元复合硅酸盐水泥熟料。
普通水泥是由石灰石和粘土或矿渣等材料研磨成粉末后与熟料混和煅烧而成的。
在水化产物方面，复合硅酸盐水泥与普通水泥的水化物相存在一定差异。
复合硅酸盐水泥的主要水化产物是硬固硅酸盐凝胶（C-S-H凝胶），这是一种具有胶凝性和胶结性的水化产物，它能够填充孔隙、连接颗粒，并提供强度和硬化特性。
同时，复合硅酸盐水泥的水化产物还包括钙榨水石和硫酸钙等。
与之相比，普通水泥的主要水化产物是硅酸钙凝胶（C-S-H凝胶），这种凝胶的强度和胶结性较差，容易形成大量孔隙。
从水化产物的角度来看，复合硅酸盐水泥的水化产物具有更好的胶凝性和胶结性。
这意味着复合硅酸盐水泥可以在更短的时间内形成高强度的水泥基材料，而且具有更好的耐久性和抗渗性能。
此外，由于复合硅酸盐水泥的水化产物中含有较少的孔隙，因此其抗冻性和耐化学侵蚀性也较普通水泥更好。
另一方面，普通水泥由于其水化产物中孔隙较多，容易与外界环境中的水和空气发生反应，导致水泥基材料的强度和耐久性下降。
因此，普通水泥在一些对水泥基材料要求较高的工程中，可能需要采取其他措施（如添加增强剂）来提高其性能。
综上所述，复合硅酸盐水泥与普通水泥的水化产物具有显著差异。
复合硅酸盐水泥的水化产物具有更好的胶凝性、胶结性和抗渗性，能够提供更高的强度和耐久性；而普通水泥的水化产物中孔隙多，强度和耐久性相对较差。
因此，在选取水泥类型时需要根据具体工程需求进行合理选择。
水泥工业发展状况及发展趋势
水泥工业发展状况及发展趋势引言概述：水泥是建筑材料中不可或缺的一种，它在建筑、基础设施建设等领域发挥着重要作用。
本文将从五个方面分析水泥工业的发展状况及发展趋势，包括产能扩张、技术创新、环境保护、市场需求和国际竞争力。
正文内容：1. 产能扩张1.1 市场需求的增长：随着城市化进程的加快和人口增长，对住房和基础设施的需求不断增加，推动了水泥产能的扩张。
1.2 投资力度的加大：政府对基础设施建设的重视以及对产业升级的支持，促使水泥企业加大投资力度，扩大产能。
2. 技术创新2.1 新型水泥的研发：为了提高水泥的质量和性能，水泥企业不断进行技术创新，研发出新型水泥，如高性能水泥、自修复水泥等。
2.2 生产工艺的改进：通过改进生产工艺，提高生产效率，降低能耗和排放，实现可持续发展。
3. 环境保护3.1 节能减排措施：水泥生产是一个能耗高、排放大的行业，为了减少对环境的影响，水泥企业采取了一系列节能减排措施，如使用新型燃料、提高能源利用率等。
3.2 废弃物的资源化利用：水泥生产过程中产生的废弃物可以通过资源化利用，减少对自然资源的需求，同时降低环境污染。
4. 市场需求4.1 建筑业的发展：随着房地产市场的繁荣和城市化进程的推进，建筑业对水泥的需求将持续增长。
4.2 基础设施建设的推动：政府对基础设施建设的重视将带动水泥需求的增长，如高速公路、桥梁、地铁等项目的建设。
5. 国际竞争力5.1 技术水平的提升：水泥企业通过技术创新和引进国外先进技术，提升产品质量和技术水平，提高国际竞争力。
5.2 市场开拓的拓展：水泥企业积极开拓国际市场，拓宽销售渠道，增加出口量，提高国际竞争力。
总结：水泥工业在市场需求的推动下，产能不断扩张；通过技术创新和环境保护措施，提高产品质量和生产效率；市场需求的增长和国际竞争力的提升将进一步推动水泥工业的发展。
然而，水泥工业也面临着能源消耗和环境污染等挑战，需要进一步加强技术创新和环境保护，实现可持续发展。
混凝土中水化产物对力学性能的影响研究
混凝土中水化产物对力学性能的影响研究一、研究背景混凝土是建筑工程中常用的材料之一，其力学性能对工程质量和安全至关重要。
水化产物是混凝土中重要的组成部分，其对混凝土的力学性能有着重要的影响。
因此，研究水化产物对混凝土力学性能的影响，对于提高混凝土工程质量和安全具有重要意义。
二、水化产物的类型及其对力学性能的影响1. 水泥凝胶水泥凝胶是混凝土中的主要水化产物之一，其具有较强的粘结性和强度。
水泥凝胶的形成与水泥中的主要成分——硅酸盐水化反应密切相关。
水泥凝胶的生成能够填充混凝土孔隙，提高混凝土的密实性和力学性能。
2. 水化硅酸盐水化硅酸盐是混凝土中的另一种重要水化产物。
它的生成与混凝土中的硅酸盐矿物质反应有关。
水化硅酸盐具有较高的强度和稳定性，能够提高混凝土的抗压强度和抗裂性能。
3. 水化铝酸盐水化铝酸盐也是混凝土中的一种重要水化产物，其生成与混凝土中的铝酸盐矿物质反应有关。
水化铝酸盐具有较高的强度和硬度，能够提高混凝土的抗压强度和耐久性。
4. 水化石膏水化石膏是混凝土中的一种常见水化产物，其生成与混凝土中的石膏反应有关。
水化石膏能够填充混凝土孔隙，提高混凝土的密实性和强度。
三、水化产物对混凝土力学性能的影响机理水化产物对混凝土力学性能的影响机理主要包括以下几个方面：1. 填充作用水化产物能够填充混凝土孔隙，减少混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实性和强度。
2. 晶体生长作用水化产物能够在混凝土中形成晶体结构，增加混凝土的强度和硬度。
3. 化学反应作用水化产物与混凝土中的其他成分发生化学反应，生成新的物质，进一步提高混凝土的强度和耐久性。
四、水化产物对混凝土力学性能的实验研究1. 压缩强度测试压缩强度测试是评价混凝土强度的主要方法之一。
通过制作不同含水化产物的混凝土试件，进行压缩强度测试，可以评价不同水化产物对混凝土强度的影响。
2. 抗裂性能测试抗裂性能是评价混凝土耐久性的重要指标之一。
通过制作不同含水化产物的混凝土试件，进行抗裂性能测试，可以评价不同水化产物对混凝土抗裂性能的影响。
硫铝酸盐水泥基材料水化硬化机制的研究
摘要硫铝酸盐水泥具有快硬、早强、抗冻、抗渗、耐蚀、低碱性等优良特性，广泛应用于建筑工程、水泥制品、紧急抢修、防渗工程等方面。
在研究影响水泥性能的方面，水化硬化是两个重要的影响因素，同时粉煤灰和矿渣是水泥基材料中最常用的矿物掺合料。
本文结合颗粒的紧密堆积理论和最小二乘法原理，研究了矿渣和粉煤灰的掺入对水泥浆体力学性能、微观结构的影响。
研究结果表明：掺入矿渣和粉煤灰可以改善水泥基材料的颗粒级配，使水泥基材料具有较好的堆积密度，同时可以改善硬化水泥浆体的孔结构，增加硬化浆体的致密度，提高硬化浆体的强度。
当在硫铝酸盐水泥中同时掺入3.9%的粉煤灰和2.7% 2500目的矿渣时，硬化浆体结构较为致密，抗折、抗压强度较高。
关键词：硫铝酸盐水泥；粉煤灰；矿渣；紧密堆积理论；最小二乘法原理ABSTRACTsulphoaluminate cement with properties of high early strength, high strength, high impermeability, high frost resistance, anti-corrosion, lower alkalinity and so on, widely used in construction engineering, cement products, emergency repair, seepage control projects,etc. The study of influence of cement performance, hydration and harden are two important influence factors. Fly ash and slag are the most commonly used mineral admixtures in cement. This paper take packing density theory and the least square method into consideration, the influence of fly ash and slag mixed in cement on physical properties and microstructure is studied. The results show that adding slag and fly ash can improve grain composition of cement base material, make cement base material has good packing density, also can improve pore structure, density, and strength of hardening cement paste. The optimum additions of slag powder in mesh of 2500 and fly ash are 3.9% and 2.7%Keywords：Sulphoaluminate cement; Fly ash; Slag; Mechanical properties; Packing density theory;Least square method目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.2.1 硫铝酸盐水泥的研究现状 (2)1.2.2 矿物掺合料的研究现状 (4)1.3本课题主要研究内容 (8)2 实验原料、设备及试验方法 (9)2.1 实验原料 (9)2.2 原料性能 (10)2.3 试验设备 (10)2.4 实验具体内容 (11)2.5预期实验结果 (11)2.6 试验方法 (11)2.6.1基本性能测试 (11)2.6.2 分析 (13)2.7 本章小结 (13)3 相关系数D值的计算 (14)3.1 粉体颗粒体积百分含量计算 (14)3.2 相对系数D值的计算 (14)3.3 最紧密堆积原理 (15)3.4 相对系数D值的选择 (15)3.5 本章小结 (19)4 矿物掺合料的掺入对硫铝酸盐水泥性能的影响 (20)4.1 粉煤灰和矿渣的掺量 (20)4.2 抗折强度分析 (20)4.3 抗压强度分析 (22)4.4 水化产物XRD分析 (24)4.5水化产物SEM分析 (25)4.6 本章小结 (26)5 结论 (27)参考文献 (28)致谢 ............................................................................................. 错误！未定义书签。
混凝土硬化过程中的水化反应研究
混凝土硬化过程中的水化反应研究一、引言混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其主要成分是水泥、砂和石子。
在混凝土制作过程中，水泥的水化反应是关键的过程。
水泥在与水混合后，会发生化学反应，产生水化产物，从而使混凝土逐渐硬化并获得强度。
本文将探讨混凝土硬化过程中的水化反应研究。
二、混凝土水化反应的基本过程1. 水泥的成分水泥的主要成分是硅酸盐和铝酸盐。
硅酸盐主要包括硅酸二钙、硅酸三钙和硅酸钙，铝酸盐主要包括三钙铝酸和二钙铝酸。
2. 水化反应的化学过程水泥与水混合时，水泥中的硅酸盐和铝酸盐会与水中的氢氧根离子结合，形成水化产物。
其中，硅酸二钙和硅酸三钙会形成硅酸三钙水化产物，铝酸盐会形成铝酸盐水化产物。
这些水化产物会填充水泥颗粒之间的空隙，从而使混凝土逐渐硬化并获得强度。
3. 水化反应的影响因素水化反应的速度受到很多因素的影响，包括水泥的成分、水泥与水的比例、水泥的温度、湿度和氧气含量等。
一般来说，水泥的成分越多，水化反应速度越快；水泥与水的比例越高，水化反应速度越慢；水泥温度越高，水化反应速度越快；湿度越高，水化反应速度越慢；氧气含量越高，水化反应速度越快。
三、混凝土水化反应的过程研究方法1. 试块的制备试块是研究混凝土水化反应过程的重要工具。
试块制备时需要按照一定比例将水泥、砂和石子混合，加入适量的水进行搅拌，然后将混合物倒入模具中，振实并晾干。
2. 试块的测试试块制备完毕后，需要进行强度测试。
测试可以使用万能试验机进行，将试块放入机器中，进行拉伸或压缩测试，得出试块的强度数据。
此外，还可以使用热释光和放射性同位素等方法研究混凝土水化反应过程。
3. 数据分析研究混凝土水化反应过程需要对测试数据进行分析。
可以绘制试块强度随时间的变化曲线，分析不同因素对水化反应的影响。
此外，还可以使用扫描电镜等仪器观察混凝土内部结构的变化，进一步了解水化反应的过程。
四、混凝土水化反应的研究进展1. 水泥成分的研究近年来，越来越多的研究关注水泥成分对水化反应的影响。
水泥材料水化热探究
水泥材料水化热探究水泥是一种常见的建筑材料，它在施工中起着非常重要的作用。
在水泥凝结的过程中，会释放出大量的热量，这就是水泥的水化热。
水化热的产生过程涉及到许多化学反应和物理变化，对于水泥的质量和性能有着重要的影响。
本文就深入探究水泥材料的水化热产生机制，并讨论其对水泥性能的影响。
一、水泥材料的水化热产生机制1.水泥水化反应水泥的水化反应是水泥固化过程中最为重要的化学反应之一。
水泥中主要的水化产物是硅酸钙水化物(C-S-H)和钙水化物(C-H)。
在水泥添加水后，水中的Ca(OH)2和水化硅酸盐分别与水反应，生成硅酸钙水化物和钙水化物，释放出热量。
这些水化产物会填充水泥颗粒间隙，形成致密的胶凝体系，从而增加水泥的强度和耐久性。
2.水泥成分对水化热的影响水泥的成分对水化热的产生有着重要的影响。
一般而言，硅酸盐水泥的水化热要比铝酸盐水泥高，因为硅酸盐水泥中的硅酸盐和氢氧化钙的化学反应产生的热量更大。
水泥中的矿物掺合料和矿渣对水化热也有一定的影响。
矿物掺合料和矿渣中的硅酸盐和铝酸盐含量不同，其水化产物也会不同，从而影响水泥的水化热。
3.水化温度的影响水泥水化热的产生与外界温度有着密切的关系。
一般来说，水泥在较高的温度下水化热较大，反应速度也较快。
但是如果温度过高，可能会导致水化反应过快，产生裂缝和损伤。
因此在实际施工中需要对温度进行控制，以保证水泥水化反应能够顺利进行。
1.对混凝土温度的影响水泥的水化热会直接影响混凝土的温度。
在水泥水化过程中释放的热量会导致混凝土温度的升高，甚至在高温条件下可能会导致混凝土温度超过可承受范围。
这对混凝土的强度和耐久性都会产生一定的影响。
因此在实际施工中需要根据水泥的水化热特性和外界温度对混凝土的养护进行合理的控制。
2.对水泥强度的影响水泥的水化热对水泥的早期和后期强度都有着重要的影响。
水化热会导致水泥颗粒体系中形成致密的胶凝体，从而增加水泥的强度和硬化速度。
但是如果水化热过大，可能会导致水泥的裂缝和损伤，从而影响水泥的强度。
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南 建 材
２０年３ ０２ 期
水 泥基材 料水化 产物 的研究 发展状况 评述
张立华 许祥俊 武汉理工大学材料学院（３０ ０ ４０７）
摘
要 详细介绍 了 水泥基材料水化产物的研究现状， 分析 了 水化产物研 究中存在的问题， 讨的称为外 部产物。将离 子减薄技术联 合 Ｔ Ｍ 对 Ｓ 化浆体进行 测定， Ｅ 硬 获得 了有关凝胶微观 结构 的精 确信 息： 包裹在未水 化水泥颗粒周 围的 内部 产物是一种匀质 的凝胶 状， 与之相连的外部产 物则呈现 出典型 的纤维和 薄 片 状， 而且 外部 产物 是 多 孔 的， 因此 它的 密度 比 内部 产
能做 出评价， 并对组 成、 结构进行测定解析， 从宏观 和微 观 不 同层次 上 探 索 材 料 的组 成 、 构 与性 能 之 结
间 的关 系 ， 且 已经 取得 了丰 硕的 成果 ， 文将 对 这 并 本
而且纤维状的外部产物随着矿渣掺量的增加逐渐变 成棒 状和 树 枝状 ３。 对 于凝胶形 态的研 究报道较多， 只是在不同的 条件下形态略有差异。但是对于水化产物的形 态还 有以下方面需要研究 ： ） １ 水的含量对 凝胶形态有很 大影响， 在高性 能混凝土 中， 水灰 比低、 碱度低、 成分 复 杂 ， 如何 影 响其 形 态 ； ） 态差 异对 凝胶 性 能 的 将 ２形 影响 ：） ３矿物掺合料复合掺加时， 宏观上表现为性 能 上的超叠加原理， 但是其微观作用机理还不很明了。 １２ Ｃ—Ｓ—Ｈ 凝 胶的 化学 组 成 ． 对 Ｃ—Ｓ —Ｈ凝胶化学组成研 究最 多的是 Ｃ Ｓ ／ 比。Ｃ—Ｓ —Ｈ的 Ｃ Ｓ随水化龄期 在一定范 围内变 ／ 化， 纯波特兰水泥的 Ｃ Ｓ为 １ ２ ．， ／ ． —２ ３ 平均值 为 １ ． ７； ５ 掺加矿渣的混合体系 Ｃ Ｓ比在 ０ ７ ． ； ／ ． —２ ４ 掺加 硅灰的混合体系［ 中， ６ Ｃ—Ｓ ］ —Ｈ凝胶按 Ｃ Ｓ可分为 ／
随着科学技术 的发展， 材料测试技术的不断进 步， 材料科 学 家开 始对 水 泥 土 材 料 进 行 分 子 层 昆凝
次 的研 究设 计 ， 以期 实 现象 生 物工 程那 样 ， 以进 行 可
离子减 薄和 Ｔ Ｍ 等测 试手 段分 别研 究 了大粒 径 Ｅ （ ｔ 颗粒 和 小 颗粒 （ ５ ） 内部产 物 。 研 究 ＞５ｔ ． ｍ） ＜ ／ 的 ｍａ 表 明： 在形 态上两种颗粒 的内部产物都是形状规整、 形 态单 一 ， 且 含 有 直 径 在 ｌｎ 以 下 的 凝 胶 孔 。 并 Ｏｍ 通过 背散射 电子成像研 究发现 ： 小颗粒 的 内部产物 密度较低， 在原始边界处有一 圈密度相对较 大的 Ｃ
三种 ： 一是水 泥熟料水化生成， ｃ ｓ为 １５ 其 ／ ． 左右 ； 二是硅灰和 Ｃ （ Ｈ） 二次水化反应生成， Ｃ Ｓ略 ａＯ ２ 其 ／ 小于 １ ５三 是 已经 生 成 的 外 部 产 物 Ｃ—Ｓ—Ｈ 凝胶 ．；
和多余 的反应 生成， Ｃ Ｓ在 １ １左 右。总的说 其 ／ ．
—
基因分割和重组 以实现材料质的改变。 水 泥基 水化 产 物相 的性 质决 定 着水 泥 混 凝土 材
料 的工 程性 能 ， 因此 ， 化 产物 相 一直 是人 们研 究的 水 热点… １。他 们借 助 先 进 的测 试 手 段 对 材 料 的性 ２，
Ｓ—Ｈ 凝 胶 和 典 型 的 纤 维 状 外 部 产 物 将 其 包 裹 ，
维普资讯
２０ 年 ３ ０２ 期
张 华 水 基 竖 立 等： 泥 材 兰
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对于硅酸根离子聚合度的测定有很多方法， 常 用的 有 钼 酸 盐 反 应 、 甲基 硅 烷 化 法 ［ 和 核 磁 共 三 】
振 ［等 。 由于 前 两 种 方 法 的 局 限性 ， 在对 硅 酸 根 ３ 现
离子的聚合度、 聚体 的分布和连接方式 的测定普 遍
采用 核磁共 振 方 法 。 通过研究发现影响硅酸根离子聚合度的因素主
要有：） 化龄期 的影响。总 的说来， Ｓ—Ｈ 凝 １水 Ｃ—
方面研究发展状况作一概述。
凝胶态水 化产物 的研究
１ １ 凝胶 形 态的 研 究 ．
早在 ４ 年前， ａ ｌ 提出的观点［ 已被普遍接 ０ Ｔ ｐｎ ｉ ０ ］ 受， 他认为水泥水化生成的水化硅酸钙可分为两种 ： 种是 存 在于颗 粒 原 始 边 界 内部 的 水 化 产 物 ， 为 称
Ｃ Ｓ由里及表逐渐变小， ／ 其水化产物模型如下图 １ ： 实 际上 影 响 Ｃ Ｓ的 因素 很 多 ， ／ 主要 有 ： ） 灰 １水 比。由于在水泥基体中， 随着水分 的降低， Ｃ—Ｓ —Ｈ
Ｒ ｃａ ｓｎ Ｇ ｏｅ 等人对掺加工业废渣水泥的水 ｉ ｒ ｏ 和 ｒｖｓ ｈｄ 化产物形态、 组成和结构作 了研究【 ４ 。他们采用 。． ’
物要小。通过高分辨率 Ｔ Ｍ 研究发现， Ｓ Ｅ 颗粒周
围形成了 ５ 种不同形态的水化硅酸钙 ： 内部凝胶状 ； 从凝胶状向外呈辐射状生长， 呈针状和剑状 ； 薄片状
的和板 状 的两 种取 向附生 。 为完 善 高 性 能 混 凝 土 的 水 化 硬 化 理 论 ， ． ＩＧ．
来， 在掺加矿物掺合料的水泥基混合体系中， 颗粒 的
之处 ， 并在此基础 上提 出 了水 泥基材料水化 产物 的研 究方 向： 适应于 高性 能混凝 土 发展 的低 水灰 比、 低碱 度、 多组分 复合
水 泥 基材 料 微 观 结 构 及 性 能 的 研 究 ， 以 实现 水 泥 混 凝 土 材 料质 的 飞跃 。 藉
关 键 词 水化产物相 水泥基材料 微观 复合