第3章 混凝土结构形成与基本性能
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填充在相应大小的孔隙之中。
第三阶段：加水24h以后，直到水化结束 这一阶段，石膏已基本耗尽，钙矾石开始转化为单硫型水化 硫铝酸钙，还可能会形成 C4(A·F)H13。随着水化的进行，各 种水化产物的数量不断增加，晶体不断长大，使硬化的水泥
浆体结构更加致密，强ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ逐渐提高。
二、硬化水泥浆体的结构
硬化的水泥浆体是一个非均质的多相体系，是由各种水化产 物和残存熟料所构成的固相、孔隙、存在于孔隙中的水及空 气所组成。即硬化水泥浆体是固、液、气三相共存的多孔体 。
A、优点： 新拌混凝土具有较小的内摩擦力，易于泵送。 B、缺点： 弹性模量、抗折强度、收缩、徐变等性能不佳。
② 骨架—空隙结构
当混凝土中粗集料所占的比例较高，细集料很少时，粗 集料可以相互靠拢形成骨架；但由于细颗粒数量较少，不足 以填满粗集料之间的空隙，因此形成骨架—空隙结构。
这种结构适宜于制作透水混凝土。其他混凝土应避免这 种结构，因其抗水、抗渗透能力差。
一、浆体结构的形成和发展 第一阶段：大约从水泥加水起到初凝为止。 C3S和水迅速反应生成Ca(OH)2过饱和溶液，并析出Ca(OH)2晶 体。同时石膏也很快进入溶液与C3A和C4AF反应，生成细小 的钙矾石晶体。 在这一阶段，由于生成的产物层阻碍了反应进一步进行，同 时，水化产物尺寸细小，数量又少，不足以在颗粒间架桥连
1）表面胶结原理 混凝土是由粗集料、细集料和水泥石组成的密实的体系， 粗、细集料构成骨架，水泥石分布在集料颗粒表面，将它 们胶结为一个具有强度的整体。
混凝土
集料骨架
粗集料 细集料
胶结料
水泥石
2）多级分散原理
混凝土的物理结构也可以理解为，粗集料为分散相分散 在砂浆中而形成的一种粗分散系，同样砂浆是以细集料为分 散相而分散在水泥石中的一种细分散系，水泥石是以水化硅 酸钙为连续相，其他水化产物晶体、未水化水泥颗粒、水泥 中的惰性组分为分散相而形成的微分散系。
⑵ 毛细孔
毛细孔代表未被水化水泥浆固体组分所填充的空间。水化良好 的低水灰比浆体中，毛细孔在10～50nm范围内；在高水灰比 浆体中，水化早期毛细孔可大至3～5um。 大于50nm的毛细孔已被假定为是危害强度和抗渗性的，而小 于50nm的孔则对干缩和徐变有更大的重要性。
⑶ 气孔 气孔一般呈圆形，而毛细孔则呈不规则形状。 在水化水泥浆体中，陷进的气孔可大至3mm，对水泥石强度 和抗渗性影响非常大；混凝土中常常掺入引气剂，其目的是 在水泥浆体中引入非常细小的气孔，引入的气孔大致范围在 50～200um，有利于抗渗性的改善。
混
分散相：粗集料 连续相：水泥石（微分散系）
分散相： 晶体、颗粒等
凝
土
连续相：砂浆（细分散系） 分散相：细集料 连续相：
CSH凝胶
（2）混凝土内部结构类型
按照表面胶结原理，可以将混凝土内部结构分为三类：
① 悬浮—密实结构
按粒子干涉理论，为避免次级颗粒对前级颗粒密排的干 涉，前级颗粒之间必须流出比次级颗粒粒径稍大的空隙供次 级颗粒排布。按此组合的混凝土，经过多级密垛虽然可以获 得很大的密实度，但是各级集料均被次级集料所隔开，不能 直接靠扰而形成骨架。
C3A + CH +12H = C4AH13 在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生； 处于碱性介质中的C4AH13在室温下能够稳定存在，其数量迅 速增多，就足以阻碍粒子的相对移动，使浆体产生瞬时凝结。 在水泥粉磨时通常都掺有石膏进行缓凝。
在石膏、氧化钙同时存在的条件下 ：
C4AH13+3C H2+14H=
期的结束。
C.加速期 反应重新加快，出现第二 个放热峰，到达峰顶时本 阶段即告结束(4～8h)。 此时终凝已过，开始硬化。
⑷ 减速期： 反应速率随时间下降的阶 段，约持续12～24h，水化 作用逐渐受扩散速率的控 制。
⑸ 稳定期： 反应速率很低、基本稳定的阶段，水化作用完全受扩散 速率控制。
(2) 硅酸二钙 β型硅酸二钙的水化过程和C3S极为相似，β-C2S的水化反应可采
一、水化过程
第一个峰：AFt相 的形成 第二个峰：相当于 C3S的水化
第三个峰： 水泥中硫酸盐含量一般不足以将全部C3A转化为AFt相，因而 剩余的C3A与AFt相将转化为AFm即单硫酸盐相。
二、影响水泥水化的因素 1. 水泥矿物组成和晶体结构 2. 水泥细度和水灰比
水泥粉磨得越细，比表面积就越大，与水接触的面积也越大， 在其他条件相同的情况下，水化反应就会越快；水灰比在一 定范围内变化时，适当增大水灰比，可以增大水化反应的接 触面积，使水化速度加快。 3. 温度 4.外加剂 促凝剂、早强剂、缓凝剂等
因此，混凝土内部结构的 含义不仅包括水泥石的结构、 即水化产物的类型、结晶状态、 大小及聚集形式等，还包括固 相组分的堆积状态、孔结构及 水泥石-集料的界面等。
混凝土内部结构特征、状 态直接影响到混凝土材料的性 能，同时它又受原材料及加工 工艺过程的影响。
因此研究其内部结构形成 原理及特征对于我们改善混凝 土性能、完善和改进工艺具有 十分重要的意义。
3 混凝土结构形成与基本性能
混凝土内部结构的形成原理 混凝土的基本性能
要求掌握：
1.硅酸盐水泥矿物的水化过程； 2.水泥石的相组成和物理结构； 3.界面过渡区及其对混凝土性能的影响； 4.混凝土拌合物性能、表征方法及其影响因素； 5.硬化混凝土性能、表征方法及其影响因素。
通过学习，认识到材料的宏观性能和工程行为是由材料内 部的组成和结构所决定的，而混凝土的组成和结构将随时间和 外部环境条件下的变化而发生改变。
(3) 铝酸三钙 在常温下: 2C3A+27H=C4AH19+C2AH8 C4AH19在低于85%的相对湿度时，即失去6摩尔的结晶水而成 为C4AH13。C4AH19、C4AH13和C2AH8均为六方片状晶体，在 常温下处于介稳状态，有向C3AH6等轴晶体转化的趋势。
在液相的氧化钙浓度达到饱和时，
1. 水化产物的基本特征
各种水化产物的相对含量为：C-S-H凝胶约70%，Ca(OH)2约20% ， 钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约7%，未完全水化的残留熟料和其他 微量组分约3%。
2. 孔结构 ⑴ C-S-H中的层间空间 （又称凝胶孔） C-S-H中的层间空间的宽度为1.8nm，在固体C-S-H中孔隙率占 28％。该尺寸太小不会对水化水泥浆体的强度和渗透性起不 良影响。 但水在这些小孔隙中为氢键所固定，在某些条件下会移去，可 以造成干缩和徐变。
2. 硅酸盐水泥的水化
（1）硅酸三钙
① C3S的水化反应 3CaO·SiO2+nH2O =x CaO·SiO2·yH2O+（3-x）Ca(OH)2 即: C3S+nH = C-S-H +（3-x)CH 式中 x——表示钙硅比（C/S）
n——表示结合水量
A. C-S-H（水化硅酸钙） 特点： 凝胶（非晶体），水泥石强度主要提供物质
维持水泥石体系较高碱度，稳定C-S-H；
可作为火山灰质等混合材的碱性激发剂。
② 水化过程
A.诱导前期 急剧反应，出现第一 个放热峰，时间很短， 在15min以内结束。
B.诱导期 反应极其缓慢，又称静止期。 一般持续 1～4ｈ，是硅酸盐 水泥浆体能在几小时内保持 塑性的原因。 初凝时间基本上相当于诱导
3. 水及其存在形式 结晶水：是各种水化产物结构的整体部分，在干燥时不会失 去。当水化产物受热分解时化学结合水才会放出。 吸附水：细毛细管（5～50nm）中毛细张力所固定的水；固体 表面物理吸附水；C-S-H层间为氢键所牢固固定的水等。失去 吸附水将引起水化水泥浆体的收缩。 自由水：在>50nm数量级的大孔中的水，可视为自由水。失去
接形成网络状结构，水泥浆体仍呈塑性状态。
第二阶段：大约从初凝到加水24h为止。 水泥水化开始加速，生成较多的Ca(OH)2和钙矾石晶体，同时 水泥颗粒上升开始长出纤维状的C-S-H。由于钙矾石晶体的长 大和C-S-H的大量形成、增长而相互交错连接成网状结构，水 泥开始凝结，随网状结构不断加强，强度也相应增长，将剩 留在颗粒之间空隙中的游离水逐渐分割成各种尺寸的水滴，
+ 2C4AH13 =3
+2CH+20H
• C3A的水化产物
CaSO4·2H2O/C3A （摩尔比）
3.0
AFt
水化产物
1.0～3.0
AFt + AFm
1.0
AFm
<1.0
单硫型固溶体
0
水石榴石 C3AH6
四、铁相固溶体
铁铝酸钙的水化反应及其产物与C3A极为相似。氧化铁 基本上起着与氧化铝相同的作用，也就是在水化产物中铁置 换部分铝，形成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙的固溶体，或 者水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。
+CH
所形成的三硫型水化硫铝酸钙，又称钙矾石。由于其中的铝
可被铁置换而成为含铝、铁的三硫酸盐相，故常以AFt表示。
钙矾石不溶于碱溶液而在C3A表面沉淀形成致密的保护层，阻 碍了水与C3A进一步反应，因此降低了水化速度，避免了急凝。
当C3A尚未完全水化而石膏已经耗尽时： C3A水化所成的C4AH13又能与先前形成的钙矾石依下式反应， 生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm）
1、混凝土内部结构概述
（1）混凝土内部结构原理
如前所述，混凝土是一种多相体系，内部结构十 分复杂，其结构的形成过程也非常复杂，对这一体系 的研究也是十分困难的。至今为止，对混凝土结构形 成的原理，理论上也不十分成熟，目前较为认可的有 两种说法：
表面胶结原理
多级分散原理
（1）混凝土内部结构原理
可以从两种方式理解 混凝土物理结构原理
组成不固定： [CaO]：0.112～1.12g/l时， C-S-H（Ⅰ） (0.8～1.5)CaO·SiO2·(0.5～2.5)H2O [CaO]>1.12g/l时， C-S-H（Ⅱ） (1.5～2.0)CaO·SiO2·(1～4)H2O
B. CH （氢氧化钙） 特点：
较粗大晶体，造成水泥石强度下降；
本章是联系原材料、配合比设计、混凝土成型与养护工艺等 相关环节的纽带。
混凝土原材料的性能和配合比设计是决定混凝土内部结构和 各项性能形成与发展的内在因素。成型和养护工艺是决定混凝土 结构的形成与发展的外在因素。
一、混凝土内部结构的形成原理
混凝土是将胶凝材料、 水、粗细集料及各类化学 外加剂按一定比例，经均 匀拌和、密实成型及养护 硬化后制成的的一种人造 石材。
用下式表示:
2CaO·SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 即: C2S十mH=C-S-H+(2-x)CH 与硅酸三钙水化相似，区别在于： 1、水化速率为硅酸三钙的1/20； 2、水化形成的Ca(OH)2、C-S-H结晶困难，单独水化速度极慢，
但是在硅酸盐水泥水化时受到硅酸三钙影响而水化加快。
自由水不会造成任何体积改变。
混凝土的特性
混凝土从制作到制得成品都要经历拌合物、凝结硬 化及硬化后三个阶段，掌握这三个阶段混凝土的性 质特征，对于选择施工方法，控制质量将大有益处。
二、混凝土的基本性能 （一）混凝土拌合物性能
混凝土搅拌后尚未凝结硬化的混合物称为拌合物，又 称为新拌制的混凝土。
新拌制的混凝土应具有—定的弹性、塑性和粘性。这 些性质综合起来通常叫做和易性(稠度)。是混凝土拌合物 的一种综合性的技术性质。
二、混凝土的基本性能 （一）混凝土拌合物性能
1、工作性 （1）新拌混凝土的基本要求
1）易于拌和与运输； 2）质量均一、稳定、易于浇注； 3）易于振捣与密实；最好避免振捣、自密实、低燥音或无燥； 4）浇注、密实、成型过程中不产生离析、分层； 5）成型后的混凝土表面易于修整。
（2）工作性
工作性也可以定义为：制备充分密实而不产生分层离析 的混凝土所需要的机械功（或能量）。
③ 密实—骨架结构
当集料中断去中间尺寸的颗粒，既有较多数量粗集料可形 成空间骨架，同时又有相当数量细集料可填实骨架的空隙时， 形成密实骨架结构。
这种结构的新拌混凝土有较高的内摩擦阻力，不易泵送； 但弹性模量与抗折强度高，收缩、徐变小。
结论：
以上分析表明：粗集料的级配和堆积状态对混凝土的结 构和性能影响很大，而水泥石是将粗细集料胶结成整体的 关键。因此水泥水化形成水泥石的过程、水泥石的结构及 集料与水泥石的界面是混凝土内部结构的决定因素。
第三阶段：加水24h以后，直到水化结束 这一阶段，石膏已基本耗尽，钙矾石开始转化为单硫型水化 硫铝酸钙，还可能会形成 C4(A·F)H13。随着水化的进行，各 种水化产物的数量不断增加，晶体不断长大，使硬化的水泥
浆体结构更加致密，强ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ逐渐提高。
二、硬化水泥浆体的结构
硬化的水泥浆体是一个非均质的多相体系，是由各种水化产 物和残存熟料所构成的固相、孔隙、存在于孔隙中的水及空 气所组成。即硬化水泥浆体是固、液、气三相共存的多孔体 。
A、优点： 新拌混凝土具有较小的内摩擦力，易于泵送。 B、缺点： 弹性模量、抗折强度、收缩、徐变等性能不佳。
② 骨架—空隙结构
当混凝土中粗集料所占的比例较高，细集料很少时，粗 集料可以相互靠拢形成骨架；但由于细颗粒数量较少，不足 以填满粗集料之间的空隙，因此形成骨架—空隙结构。
这种结构适宜于制作透水混凝土。其他混凝土应避免这 种结构，因其抗水、抗渗透能力差。
一、浆体结构的形成和发展 第一阶段：大约从水泥加水起到初凝为止。 C3S和水迅速反应生成Ca(OH)2过饱和溶液，并析出Ca(OH)2晶 体。同时石膏也很快进入溶液与C3A和C4AF反应，生成细小 的钙矾石晶体。 在这一阶段，由于生成的产物层阻碍了反应进一步进行，同 时，水化产物尺寸细小，数量又少，不足以在颗粒间架桥连
1）表面胶结原理 混凝土是由粗集料、细集料和水泥石组成的密实的体系， 粗、细集料构成骨架，水泥石分布在集料颗粒表面，将它 们胶结为一个具有强度的整体。
混凝土
集料骨架
粗集料 细集料
胶结料
水泥石
2）多级分散原理
混凝土的物理结构也可以理解为，粗集料为分散相分散 在砂浆中而形成的一种粗分散系，同样砂浆是以细集料为分 散相而分散在水泥石中的一种细分散系，水泥石是以水化硅 酸钙为连续相，其他水化产物晶体、未水化水泥颗粒、水泥 中的惰性组分为分散相而形成的微分散系。
⑵ 毛细孔
毛细孔代表未被水化水泥浆固体组分所填充的空间。水化良好 的低水灰比浆体中，毛细孔在10～50nm范围内；在高水灰比 浆体中，水化早期毛细孔可大至3～5um。 大于50nm的毛细孔已被假定为是危害强度和抗渗性的，而小 于50nm的孔则对干缩和徐变有更大的重要性。
⑶ 气孔 气孔一般呈圆形，而毛细孔则呈不规则形状。 在水化水泥浆体中，陷进的气孔可大至3mm，对水泥石强度 和抗渗性影响非常大；混凝土中常常掺入引气剂，其目的是 在水泥浆体中引入非常细小的气孔，引入的气孔大致范围在 50～200um，有利于抗渗性的改善。
混
分散相：粗集料 连续相：水泥石（微分散系）
分散相： 晶体、颗粒等
凝
土
连续相：砂浆（细分散系） 分散相：细集料 连续相：
CSH凝胶
（2）混凝土内部结构类型
按照表面胶结原理，可以将混凝土内部结构分为三类：
① 悬浮—密实结构
按粒子干涉理论，为避免次级颗粒对前级颗粒密排的干 涉，前级颗粒之间必须流出比次级颗粒粒径稍大的空隙供次 级颗粒排布。按此组合的混凝土，经过多级密垛虽然可以获 得很大的密实度，但是各级集料均被次级集料所隔开，不能 直接靠扰而形成骨架。
C3A + CH +12H = C4AH13 在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生； 处于碱性介质中的C4AH13在室温下能够稳定存在，其数量迅 速增多，就足以阻碍粒子的相对移动，使浆体产生瞬时凝结。 在水泥粉磨时通常都掺有石膏进行缓凝。
在石膏、氧化钙同时存在的条件下 ：
C4AH13+3C H2+14H=
期的结束。
C.加速期 反应重新加快，出现第二 个放热峰，到达峰顶时本 阶段即告结束(4～8h)。 此时终凝已过，开始硬化。
⑷ 减速期： 反应速率随时间下降的阶 段，约持续12～24h，水化 作用逐渐受扩散速率的控 制。
⑸ 稳定期： 反应速率很低、基本稳定的阶段，水化作用完全受扩散 速率控制。
(2) 硅酸二钙 β型硅酸二钙的水化过程和C3S极为相似，β-C2S的水化反应可采
一、水化过程
第一个峰：AFt相 的形成 第二个峰：相当于 C3S的水化
第三个峰： 水泥中硫酸盐含量一般不足以将全部C3A转化为AFt相，因而 剩余的C3A与AFt相将转化为AFm即单硫酸盐相。
二、影响水泥水化的因素 1. 水泥矿物组成和晶体结构 2. 水泥细度和水灰比
水泥粉磨得越细，比表面积就越大，与水接触的面积也越大， 在其他条件相同的情况下，水化反应就会越快；水灰比在一 定范围内变化时，适当增大水灰比，可以增大水化反应的接 触面积，使水化速度加快。 3. 温度 4.外加剂 促凝剂、早强剂、缓凝剂等
因此，混凝土内部结构的 含义不仅包括水泥石的结构、 即水化产物的类型、结晶状态、 大小及聚集形式等，还包括固 相组分的堆积状态、孔结构及 水泥石-集料的界面等。
混凝土内部结构特征、状 态直接影响到混凝土材料的性 能，同时它又受原材料及加工 工艺过程的影响。
因此研究其内部结构形成 原理及特征对于我们改善混凝 土性能、完善和改进工艺具有 十分重要的意义。
3 混凝土结构形成与基本性能
混凝土内部结构的形成原理 混凝土的基本性能
要求掌握：
1.硅酸盐水泥矿物的水化过程； 2.水泥石的相组成和物理结构； 3.界面过渡区及其对混凝土性能的影响； 4.混凝土拌合物性能、表征方法及其影响因素； 5.硬化混凝土性能、表征方法及其影响因素。
通过学习，认识到材料的宏观性能和工程行为是由材料内 部的组成和结构所决定的，而混凝土的组成和结构将随时间和 外部环境条件下的变化而发生改变。
(3) 铝酸三钙 在常温下: 2C3A+27H=C4AH19+C2AH8 C4AH19在低于85%的相对湿度时，即失去6摩尔的结晶水而成 为C4AH13。C4AH19、C4AH13和C2AH8均为六方片状晶体，在 常温下处于介稳状态，有向C3AH6等轴晶体转化的趋势。
在液相的氧化钙浓度达到饱和时，
1. 水化产物的基本特征
各种水化产物的相对含量为：C-S-H凝胶约70%，Ca(OH)2约20% ， 钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约7%，未完全水化的残留熟料和其他 微量组分约3%。
2. 孔结构 ⑴ C-S-H中的层间空间 （又称凝胶孔） C-S-H中的层间空间的宽度为1.8nm，在固体C-S-H中孔隙率占 28％。该尺寸太小不会对水化水泥浆体的强度和渗透性起不 良影响。 但水在这些小孔隙中为氢键所固定，在某些条件下会移去，可 以造成干缩和徐变。
2. 硅酸盐水泥的水化
（1）硅酸三钙
① C3S的水化反应 3CaO·SiO2+nH2O =x CaO·SiO2·yH2O+（3-x）Ca(OH)2 即: C3S+nH = C-S-H +（3-x)CH 式中 x——表示钙硅比（C/S）
n——表示结合水量
A. C-S-H（水化硅酸钙） 特点： 凝胶（非晶体），水泥石强度主要提供物质
维持水泥石体系较高碱度，稳定C-S-H；
可作为火山灰质等混合材的碱性激发剂。
② 水化过程
A.诱导前期 急剧反应，出现第一 个放热峰，时间很短， 在15min以内结束。
B.诱导期 反应极其缓慢，又称静止期。 一般持续 1～4ｈ，是硅酸盐 水泥浆体能在几小时内保持 塑性的原因。 初凝时间基本上相当于诱导
3. 水及其存在形式 结晶水：是各种水化产物结构的整体部分，在干燥时不会失 去。当水化产物受热分解时化学结合水才会放出。 吸附水：细毛细管（5～50nm）中毛细张力所固定的水；固体 表面物理吸附水；C-S-H层间为氢键所牢固固定的水等。失去 吸附水将引起水化水泥浆体的收缩。 自由水：在>50nm数量级的大孔中的水，可视为自由水。失去
接形成网络状结构，水泥浆体仍呈塑性状态。
第二阶段：大约从初凝到加水24h为止。 水泥水化开始加速，生成较多的Ca(OH)2和钙矾石晶体，同时 水泥颗粒上升开始长出纤维状的C-S-H。由于钙矾石晶体的长 大和C-S-H的大量形成、增长而相互交错连接成网状结构，水 泥开始凝结，随网状结构不断加强，强度也相应增长，将剩 留在颗粒之间空隙中的游离水逐渐分割成各种尺寸的水滴，
+ 2C4AH13 =3
+2CH+20H
• C3A的水化产物
CaSO4·2H2O/C3A （摩尔比）
3.0
AFt
水化产物
1.0～3.0
AFt + AFm
1.0
AFm
<1.0
单硫型固溶体
0
水石榴石 C3AH6
四、铁相固溶体
铁铝酸钙的水化反应及其产物与C3A极为相似。氧化铁 基本上起着与氧化铝相同的作用，也就是在水化产物中铁置 换部分铝，形成水化硫铝酸钙和水化硫铁酸钙的固溶体，或 者水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。
+CH
所形成的三硫型水化硫铝酸钙，又称钙矾石。由于其中的铝
可被铁置换而成为含铝、铁的三硫酸盐相，故常以AFt表示。
钙矾石不溶于碱溶液而在C3A表面沉淀形成致密的保护层，阻 碍了水与C3A进一步反应，因此降低了水化速度，避免了急凝。
当C3A尚未完全水化而石膏已经耗尽时： C3A水化所成的C4AH13又能与先前形成的钙矾石依下式反应， 生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm）
1、混凝土内部结构概述
（1）混凝土内部结构原理
如前所述，混凝土是一种多相体系，内部结构十 分复杂，其结构的形成过程也非常复杂，对这一体系 的研究也是十分困难的。至今为止，对混凝土结构形 成的原理，理论上也不十分成熟，目前较为认可的有 两种说法：
表面胶结原理
多级分散原理
（1）混凝土内部结构原理
可以从两种方式理解 混凝土物理结构原理
组成不固定： [CaO]：0.112～1.12g/l时， C-S-H（Ⅰ） (0.8～1.5)CaO·SiO2·(0.5～2.5)H2O [CaO]>1.12g/l时， C-S-H（Ⅱ） (1.5～2.0)CaO·SiO2·(1～4)H2O
B. CH （氢氧化钙） 特点：
较粗大晶体，造成水泥石强度下降；
本章是联系原材料、配合比设计、混凝土成型与养护工艺等 相关环节的纽带。
混凝土原材料的性能和配合比设计是决定混凝土内部结构和 各项性能形成与发展的内在因素。成型和养护工艺是决定混凝土 结构的形成与发展的外在因素。
一、混凝土内部结构的形成原理
混凝土是将胶凝材料、 水、粗细集料及各类化学 外加剂按一定比例，经均 匀拌和、密实成型及养护 硬化后制成的的一种人造 石材。
用下式表示:
2CaO·SiO2+mH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 即: C2S十mH=C-S-H+(2-x)CH 与硅酸三钙水化相似，区别在于： 1、水化速率为硅酸三钙的1/20； 2、水化形成的Ca(OH)2、C-S-H结晶困难，单独水化速度极慢，
但是在硅酸盐水泥水化时受到硅酸三钙影响而水化加快。
自由水不会造成任何体积改变。
混凝土的特性
混凝土从制作到制得成品都要经历拌合物、凝结硬 化及硬化后三个阶段，掌握这三个阶段混凝土的性 质特征，对于选择施工方法，控制质量将大有益处。
二、混凝土的基本性能 （一）混凝土拌合物性能
混凝土搅拌后尚未凝结硬化的混合物称为拌合物，又 称为新拌制的混凝土。
新拌制的混凝土应具有—定的弹性、塑性和粘性。这 些性质综合起来通常叫做和易性(稠度)。是混凝土拌合物 的一种综合性的技术性质。
二、混凝土的基本性能 （一）混凝土拌合物性能
1、工作性 （1）新拌混凝土的基本要求
1）易于拌和与运输； 2）质量均一、稳定、易于浇注； 3）易于振捣与密实；最好避免振捣、自密实、低燥音或无燥； 4）浇注、密实、成型过程中不产生离析、分层； 5）成型后的混凝土表面易于修整。
（2）工作性
工作性也可以定义为：制备充分密实而不产生分层离析 的混凝土所需要的机械功（或能量）。
③ 密实—骨架结构
当集料中断去中间尺寸的颗粒，既有较多数量粗集料可形 成空间骨架，同时又有相当数量细集料可填实骨架的空隙时， 形成密实骨架结构。
这种结构的新拌混凝土有较高的内摩擦阻力，不易泵送； 但弹性模量与抗折强度高，收缩、徐变小。
结论：
以上分析表明：粗集料的级配和堆积状态对混凝土的结 构和性能影响很大，而水泥石是将粗细集料胶结成整体的 关键。因此水泥水化形成水泥石的过程、水泥石的结构及 集料与水泥石的界面是混凝土内部结构的决定因素。