硅酸盐水泥的水化硬化概述
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四、铁相的水化
C4AF的水化速率比C3A略慢，水化热较低，其水化反应及 其产物与C3A极为相似。
Fe2O3基本上起着与Al2O3相同的作用，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， 或水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。
如：
C3A + CH + 12H = C4AH13 C4AF + 4CH + 22H = 2C4 (A、F)H13
内)
早 速率下降
就超过12，而后浓度增长减慢
诱导期 期 反应缓慢，放热速率很小， Ca2＋浓度持续增长并超过饱
(1～4小时)
水泥浆体保持塑性，诱导期 和浓度，在诱导期结束时达到
结束相当于初凝时间
最大
加速期
反应重新加快，放热速率随 随反应进行Ca2＋浓度下降，
(4~8小时) 减速期
时间增长，出现第二放热峰，但始终超过饱和浓度 在达到峰顶时本阶段结束， 中 终凝已过，开始硬化 期 反应速率下降，放热速率由 Ca2＋浓度继续下降
水泥水化
硬化：建立具有一定机械强度的结构
硬化之后还在继续水化
硬化水泥浆体：水泥加水发生水化反应后，变成具有一定强度 的固体，叫硬化水泥浆体。由于外观和一些性能与天然石材相 似，又称之为水泥石。
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
一、水泥硬化机理
硬化机理 结晶理论 胶体理论
结晶度极差
近程(纳米级)有序：层 状结构；
远程无序胶体，取决水 化龄期，初期溶胶，中 后期凝胶
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 初期：纤维状
早期：网络状
中期：等大粒子、球状
后期：内部产物
2.Ca(OH)2
组成固定，纯 度高，结晶好
三方晶系层状结构
六方板状，几十微米，
三阶段理论
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， 局部化学反应：熟料矿
由于干燥或继续水化
物不溶于水，固体直接
“内吸”作用失水，胶 与水反应，通过水的扩
体凝聚成刚性凝胶而硬 散，反应界面由颗粒表
[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。
C3A + 6H = C3AH6
凝结机理：水化产物长大、增多
各种颗粒初步联结
成网，形成凝聚结构
水泥浆体开始凝结
（2）有石膏时
C3A + CH + 12H = C4AH13
C4AH13 + 3CSH2 + 14H = C3A ·3CS ·H32+
三硫型C水H化硫铝酸钙,钙矾石,AFt相,
针、杆、柱状晶体,对强度有利
六方片状
立方状,强度下降
液相CaO浓度达到饱和 C3A + CH + 12H = C4AH13
该反应在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生，且常温下C4AH13在 碱性介质中稳定存在，其数量迅速增多，就足以阻碍粒子的相对移动， 是浆体产生瞬时凝结的主要原因。所以，掺加石膏调节凝结时间。
温度较高(35℃以 上)
影响C-S-H凝胶C/S的因素：
（1）液相中Ca(OH)2浓度越大，C/S越大； （2）水灰比越大，液相越多，C/S越小；
（3）水化龄期越长，C/S越小，高C/S比的C-S-H凝胶离解为低C/S比
C的-。S-H的结构：
CaO为平面层状或曲面结构；
（3）后期水化
局部化学反应
反应界面区逐渐向颗粒内部推进，水离解的H+在内部产物中向内转移， 一直到达未反应的C3S并与之作用，而界面区内部的Ca2+和Si4+则通过 内部产物向外迁移，在界面区原子重新组排，使C3S转化成内部C-S-H。
二、硅酸二钙的水化
C2S的水化与C3S相似，但水化速度很慢。 C2S的水化反应为： C2S+H2O=C-S-H+CH
钙矾石在水泥颗粒表面形成保护薄膜，阻滞水分子以及离子的扩散， 从而延缓水泥颗粒特别是C3A的水化。当钙矾石结晶压力达到一定数 值时，就将薄膜局部胀裂，水化继续进行。
石膏掺量不足时
2C4AH13 + C3A ·3CS ·H32 = 3(C3A ·CS ·H12 ) + 2CH + 20H
单硫型水化硫铝酸钙,AFm相,片状晶 体
(12~24小时)
第二放热峰顶下降，水化逐
渐受扩散速率控制
稳定期
后 反应速率很低，基本稳定， Ca2＋浓度趋近饱和浓度 期 完全受扩散控制
2、C3S的水化机理
（1）早期水化
保护膜理论（一致溶理论）：假设C3S在水中是一致溶解的，最初生成 的第一水化产物（C/S≈3）很快在C3S周围形成致密保护膜层，阻碍其 进一步水化，使放热变慢，向液相溶出Ca2＋的速率也降低(Ca2＋浓度增 长下降) ，导致诱导期开始。 当第一水化产物转变为第二水化产物(C/S≈0.8～1.5)时，第二水化产物 较易使离子通过，较多的Ca2＋和OH-进入液相达到过饱和，水化重新加 速并加快放热，诱导期结束。
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
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
C3A ·3CaX ·mH2O m=30～32
（2）细度
颗粒越细，与水的接触面积越大，水化速率快。 颗粒越细，晶体缺陷越多，表面自由能高且不均匀，水化活性高，水化速率快。
（3）水灰比
加水量不仅要满足水化反应的需要，而且还要使C-S-H凝胶内 部的胶孔填满。部分进入胶孔的水不易脱出用于下一步的水化， 为了达到充分水化的目的，拌合水量为化学反应所需水量的一 倍左右。W/C=0.44～0.5
活化粉煤灰用作水泥促凝剂的研究
——解决掺氟硫复合矿化剂水泥出现缓凝的问题
水泥主要是含氟A矿缓凝的原因
含氟A矿水化活性高，水化速率快，为何缓凝？ 水化产物C-S-H和Ca(OH)2形成速率快，但长大速率慢，不 足以相互搭接形成凝聚结构。 加速凝结的启示： 出窑熟料凝结时间长，加矿渣共同粉磨制成水泥后，凝结时 间缩短，为什么？ 矿渣具有潜在水硬性，本身含有部分熟料矿物组成，经水淬 时与水反应，生成了部分水化产物，它们作为“晶种”，加 速了水泥水化时生成的水化产物以它们为晶核而长大。
硅酸盐水泥的水化过程
50％
70％
20％
8％ 15％
2％ 2％
其它
其它
3％
20％ 7％
水化前后固相及其体积变化
按水化放热曲线，把硅酸盐水泥的水化过程划分为三阶段
1.钙矾石形成期：C3A率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石， 是导致第一放热峰的主要原因。
2.C3S水化期：C3S开始迅速水化，生成Ca(OH)2和C-S-H，大量放热，形 成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上出现一个“峰肩”， 一般认为是AFt转化成AFm而引起的。
硅酸盐水泥的水化硬化概述
C3S的水化反应为： C3S+H2O=C-S-H+CH
水化硅酸钙 (C-S-H凝胶)
氢氧化钙
C3S水化放热速率和Ca2+浓度变化曲线
1、C3S的水化过程
水化区间
水化放热速率
Ca2＋浓度
诱导前期 (＋ 、OH-从C3S表面释放， 形成第一放热峰，而后放热 浓度急剧增大，pH值几分钟
第二节 硅酸盐水泥的水化
水泥与水拌合后，立即发生化学反应，在很短的瞬间不再是 纯水，而是含有各种离子的溶液。
C3S、C2S Ca2+、OH- C3A Ca2+、Al(OH)4-
石膏 Ca2+、SO42-
碱的硫酸盐 K+、Na+、SO42-
水化是在含碱的Ca(OH)2、CaSO4的饱和溶液中进行。
SO42- AFt、AFm Ca2+ 在碱存在下，溶解度很小，形成Ca(OH)2晶体。 OH-浓度越高， Ca2+浓度越低。 所以，液相最后成为K+、Na+和OH-离子为主的溶液。
晶核形成延缓理论（不一致溶理论）： C3S最初不一致溶，主要是Ca2＋ 和OH-溶出，液相中C/S>>3， C3S表面变为缺钙的“富硅层”。 Ca2＋吸附 到富硅的表面，使其带上正电荷，形成双电层，因而C3S溶出Ca2＋的速 度减慢，导致诱导期的产生。 一直到液相中的Ca2＋和OH-缓慢增长，达到足够的过饱和度，才形成稳 定的Ca(OH)2晶核。当生长到相当尺寸且数量又足够多时，液相的Ca2＋ 和OH-就迅速沉析出晶体，促使C3S加快溶解，水化重又加速。
三、铝酸三钙的水化
量少，但 粗大些
C3A水化迅速，生成各种不同的水化产物，水化产物的组成、 结构受溶液中CaO、Al2O3离子浓度、温度和石膏量的影响。
（1）无石膏时
常温下 水分充足
2C3A + 27H = C4AH19 + C2AH8
水分少时
C4A H19 = C4AH13 + 6H
介稳态产物转化 C4AH13 + C2AH8 = 2C3AH6 +9H
C2S和铁相亦不同程度参予了这两个阶段的反应，生成相应的水化产物。 3.结构形成和发展期：放热速率很低，趋于稳定。随着各种水化产物的 增多，填入原先由水占据的空间，再逐渐连接，相互交织，发展成硬化 的浆体结构。
硅酸盐水泥的水化放热曲线
第三节 水化速率
一、概念 水化速率是指单位时间内的水化程度或水化深度。 水化程度：在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值。 水化深度：在一定时间内已水化层的厚度。 水化速率的大小影响水泥的凝结硬化性能。
W/C＝0.25～1.0，对早期水化速率无明显影响。 对后期水化，W/C大些好：水泥颗粒高度分散，水泥与水接触面积大，水化速 率快；水化产物有足够的空间容纳。
（4）温度
温度升高，水化速率快，对早期水化影响更大。
（5）外加剂
促凝剂：CaCl2 促硬剂：Na2SO4
缓凝剂：石膏
第四节 硬化水泥浆体
凝结：塑性浆体失去流动性和可塑性
二、测定水化速率的方法
（1）直接法：岩相分析、x射线分析、热分析，定量测定已水化 和未水化部分的数量。较为复杂。
（2）间接法：测定结合水、水化热、Ca(OH)2生成量。较为简单。
三、影响水化速率的因素 （1）熟料矿物的组成和性质
水化速率大小：C3A > C4AF > C3S > C2S B矿有四种不同晶型，对水化速率影响很大，β－C2S水化快，γ－C2S水化慢。 熟料矿物晶体中含有杂质、晶格缺陷、晶格畸变，水化速率快。 熟料矿物为固溶状态，如：F固溶在A矿，水化活性高，水化速率快。
化
面向内延伸。
凝结是由胶体形成凝聚 结构，硬化是晶体结构 的发展
溶解－胶化－结晶过程： 生成溶胶－凝胶－晶体
比较统一的意见
水化反应生成胶体和晶 体，它们共同作用，相 互交叉联结
液相中反应－局部化学 反应：化学反应控制－ 扩散控制
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
胶体 C-S-H凝胶
研究目标： 活化粉煤灰，使其生成部分水化产物，加速缓凝水泥的凝结。
如何活化粉煤灰： 粉煤灰化学成分：SiO2、Al2O3，而形成胶凝材料：需要CaO 粉煤灰玻璃体表面致密，硅氧四面体结构稳定，火山灰活性 低，需要高碱度破坏其结构
加Ca(OH)2及强碱溶液
（2）中期水化
诱导期结束，C3S水化加速，伴随Ca(OH)2及C-S-H的形成和长大，液相中 Ca(OH)2和C-S-H的过饱和度降低，又会相应地使它们的生长速度逐渐变 慢。随着水化产物在颗粒周围的形成， C3S的水化也受到阻碍。因此， 水化加速过程之间转入减速阶段。 最初产物——外部产物：生长在颗粒原始周界以外由水所填充的空间 后期产物——内部产物：生长在颗粒原始周界以内的区域。
晶体 CH、AFt、
AFm等
内部键型 产物之间键型
结构形成
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
二、硬化水泥浆体结构
物质
组成
结构
形貌
1.C-S-H
组成不定，
C/S< 2，在 1.4～1.6左右
C4AF的水化速率比C3A略慢，水化热较低，其水化反应及 其产物与C3A极为相似。
Fe2O3基本上起着与Al2O3相同的作用，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， 或水化铝酸钙和水化铁酸钙的固溶体。
如：
C3A + CH + 12H = C4AH13 C4AF + 4CH + 22H = 2C4 (A、F)H13
内)
早 速率下降
就超过12，而后浓度增长减慢
诱导期 期 反应缓慢，放热速率很小， Ca2＋浓度持续增长并超过饱
(1～4小时)
水泥浆体保持塑性，诱导期 和浓度，在诱导期结束时达到
结束相当于初凝时间
最大
加速期
反应重新加快，放热速率随 随反应进行Ca2＋浓度下降，
(4~8小时) 减速期
时间增长，出现第二放热峰，但始终超过饱和浓度 在达到峰顶时本阶段结束， 中 终凝已过，开始硬化 期 反应速率下降，放热速率由 Ca2＋浓度继续下降
水泥水化
硬化：建立具有一定机械强度的结构
硬化之后还在继续水化
硬化水泥浆体：水泥加水发生水化反应后，变成具有一定强度 的固体，叫硬化水泥浆体。由于外观和一些性能与天然石材相 似，又称之为水泥石。
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
一、水泥硬化机理
硬化机理 结晶理论 胶体理论
结晶度极差
近程(纳米级)有序：层 状结构；
远程无序胶体，取决水 化龄期，初期溶胶，中 后期凝胶
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 初期：纤维状
早期：网络状
中期：等大粒子、球状
后期：内部产物
2.Ca(OH)2
组成固定，纯 度高，结晶好
三方晶系层状结构
六方板状，几十微米，
三阶段理论
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， 局部化学反应：熟料矿
由于干燥或继续水化
物不溶于水，固体直接
“内吸”作用失水，胶 与水反应，通过水的扩
体凝聚成刚性凝胶而硬 散，反应界面由颗粒表
[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。
C3A + 6H = C3AH6
凝结机理：水化产物长大、增多
各种颗粒初步联结
成网，形成凝聚结构
水泥浆体开始凝结
（2）有石膏时
C3A + CH + 12H = C4AH13
C4AH13 + 3CSH2 + 14H = C3A ·3CS ·H32+
三硫型C水H化硫铝酸钙,钙矾石,AFt相,
针、杆、柱状晶体,对强度有利
六方片状
立方状,强度下降
液相CaO浓度达到饱和 C3A + CH + 12H = C4AH13
该反应在硅酸盐水泥浆体的碱性液相中最易发生，且常温下C4AH13在 碱性介质中稳定存在，其数量迅速增多，就足以阻碍粒子的相对移动， 是浆体产生瞬时凝结的主要原因。所以，掺加石膏调节凝结时间。
温度较高(35℃以 上)
影响C-S-H凝胶C/S的因素：
（1）液相中Ca(OH)2浓度越大，C/S越大； （2）水灰比越大，液相越多，C/S越小；
（3）水化龄期越长，C/S越小，高C/S比的C-S-H凝胶离解为低C/S比
C的-。S-H的结构：
CaO为平面层状或曲面结构；
（3）后期水化
局部化学反应
反应界面区逐渐向颗粒内部推进，水离解的H+在内部产物中向内转移， 一直到达未反应的C3S并与之作用，而界面区内部的Ca2+和Si4+则通过 内部产物向外迁移，在界面区原子重新组排，使C3S转化成内部C-S-H。
二、硅酸二钙的水化
C2S的水化与C3S相似，但水化速度很慢。 C2S的水化反应为： C2S+H2O=C-S-H+CH
钙矾石在水泥颗粒表面形成保护薄膜，阻滞水分子以及离子的扩散， 从而延缓水泥颗粒特别是C3A的水化。当钙矾石结晶压力达到一定数 值时，就将薄膜局部胀裂，水化继续进行。
石膏掺量不足时
2C4AH13 + C3A ·3CS ·H32 = 3(C3A ·CS ·H12 ) + 2CH + 20H
单硫型水化硫铝酸钙,AFm相,片状晶 体
(12~24小时)
第二放热峰顶下降，水化逐
渐受扩散速率控制
稳定期
后 反应速率很低，基本稳定， Ca2＋浓度趋近饱和浓度 期 完全受扩散控制
2、C3S的水化机理
（1）早期水化
保护膜理论（一致溶理论）：假设C3S在水中是一致溶解的，最初生成 的第一水化产物（C/S≈3）很快在C3S周围形成致密保护膜层，阻碍其 进一步水化，使放热变慢，向液相溶出Ca2＋的速率也降低(Ca2＋浓度增 长下降) ，导致诱导期开始。 当第一水化产物转变为第二水化产物(C/S≈0.8～1.5)时，第二水化产物 较易使离子通过，较多的Ca2＋和OH-进入液相达到过饱和，水化重新加 速并加快放热，诱导期结束。
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
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
C3A ·3CaX ·mH2O m=30～32
（2）细度
颗粒越细，与水的接触面积越大，水化速率快。 颗粒越细，晶体缺陷越多，表面自由能高且不均匀，水化活性高，水化速率快。
（3）水灰比
加水量不仅要满足水化反应的需要，而且还要使C-S-H凝胶内 部的胶孔填满。部分进入胶孔的水不易脱出用于下一步的水化， 为了达到充分水化的目的，拌合水量为化学反应所需水量的一 倍左右。W/C=0.44～0.5
活化粉煤灰用作水泥促凝剂的研究
——解决掺氟硫复合矿化剂水泥出现缓凝的问题
水泥主要是含氟A矿缓凝的原因
含氟A矿水化活性高，水化速率快，为何缓凝？ 水化产物C-S-H和Ca(OH)2形成速率快，但长大速率慢，不 足以相互搭接形成凝聚结构。 加速凝结的启示： 出窑熟料凝结时间长，加矿渣共同粉磨制成水泥后，凝结时 间缩短，为什么？ 矿渣具有潜在水硬性，本身含有部分熟料矿物组成，经水淬 时与水反应，生成了部分水化产物，它们作为“晶种”，加 速了水泥水化时生成的水化产物以它们为晶核而长大。
硅酸盐水泥的水化过程
50％
70％
20％
8％ 15％
2％ 2％
其它
其它
3％
20％ 7％
水化前后固相及其体积变化
按水化放热曲线，把硅酸盐水泥的水化过程划分为三阶段
1.钙矾石形成期：C3A率先水化，在石膏存在条件下，迅速形成钙矾石， 是导致第一放热峰的主要原因。
2.C3S水化期：C3S开始迅速水化，生成Ca(OH)2和C-S-H，大量放热，形 成第二放热峰。有时会有第三放热峰或在第二放热峰上出现一个“峰肩”， 一般认为是AFt转化成AFm而引起的。
硅酸盐水泥的水化硬化概述
C3S的水化反应为： C3S+H2O=C-S-H+CH
水化硅酸钙 (C-S-H凝胶)
氢氧化钙
C3S水化放热速率和Ca2+浓度变化曲线
1、C3S的水化过程
水化区间
水化放热速率
Ca2＋浓度
诱导前期 (＋ 、OH-从C3S表面释放， 形成第一放热峰，而后放热 浓度急剧增大，pH值几分钟
第二节 硅酸盐水泥的水化
水泥与水拌合后，立即发生化学反应，在很短的瞬间不再是 纯水，而是含有各种离子的溶液。
C3S、C2S Ca2+、OH- C3A Ca2+、Al(OH)4-
石膏 Ca2+、SO42-
碱的硫酸盐 K+、Na+、SO42-
水化是在含碱的Ca(OH)2、CaSO4的饱和溶液中进行。
SO42- AFt、AFm Ca2+ 在碱存在下，溶解度很小，形成Ca(OH)2晶体。 OH-浓度越高， Ca2+浓度越低。 所以，液相最后成为K+、Na+和OH-离子为主的溶液。
晶核形成延缓理论（不一致溶理论）： C3S最初不一致溶，主要是Ca2＋ 和OH-溶出，液相中C/S>>3， C3S表面变为缺钙的“富硅层”。 Ca2＋吸附 到富硅的表面，使其带上正电荷，形成双电层，因而C3S溶出Ca2＋的速 度减慢，导致诱导期的产生。 一直到液相中的Ca2＋和OH-缓慢增长，达到足够的过饱和度，才形成稳 定的Ca(OH)2晶核。当生长到相当尺寸且数量又足够多时，液相的Ca2＋ 和OH-就迅速沉析出晶体，促使C3S加快溶解，水化重又加速。
三、铝酸三钙的水化
量少，但 粗大些
C3A水化迅速，生成各种不同的水化产物，水化产物的组成、 结构受溶液中CaO、Al2O3离子浓度、温度和石膏量的影响。
（1）无石膏时
常温下 水分充足
2C3A + 27H = C4AH19 + C2AH8
水分少时
C4A H19 = C4AH13 + 6H
介稳态产物转化 C4AH13 + C2AH8 = 2C3AH6 +9H
C2S和铁相亦不同程度参予了这两个阶段的反应，生成相应的水化产物。 3.结构形成和发展期：放热速率很低，趋于稳定。随着各种水化产物的 增多，填入原先由水占据的空间，再逐渐连接，相互交织，发展成硬化 的浆体结构。
硅酸盐水泥的水化放热曲线
第三节 水化速率
一、概念 水化速率是指单位时间内的水化程度或水化深度。 水化程度：在一定时间内发生水化作用的量和完全水化量的比值。 水化深度：在一定时间内已水化层的厚度。 水化速率的大小影响水泥的凝结硬化性能。
W/C＝0.25～1.0，对早期水化速率无明显影响。 对后期水化，W/C大些好：水泥颗粒高度分散，水泥与水接触面积大，水化速 率快；水化产物有足够的空间容纳。
（4）温度
温度升高，水化速率快，对早期水化影响更大。
（5）外加剂
促凝剂：CaCl2 促硬剂：Na2SO4
缓凝剂：石膏
第四节 硬化水泥浆体
凝结：塑性浆体失去流动性和可塑性
二、测定水化速率的方法
（1）直接法：岩相分析、x射线分析、热分析，定量测定已水化 和未水化部分的数量。较为复杂。
（2）间接法：测定结合水、水化热、Ca(OH)2生成量。较为简单。
三、影响水化速率的因素 （1）熟料矿物的组成和性质
水化速率大小：C3A > C4AF > C3S > C2S B矿有四种不同晶型，对水化速率影响很大，β－C2S水化快，γ－C2S水化慢。 熟料矿物晶体中含有杂质、晶格缺陷、晶格畸变，水化速率快。 熟料矿物为固溶状态，如：F固溶在A矿，水化活性高，水化速率快。
化
面向内延伸。
凝结是由胶体形成凝聚 结构，硬化是晶体结构 的发展
溶解－胶化－结晶过程： 生成溶胶－凝胶－晶体
比较统一的意见
水化反应生成胶体和晶 体，它们共同作用，相 互交叉联结
液相中反应－局部化学 反应：化学反应控制－ 扩散控制
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
胶体 C-S-H凝胶
研究目标： 活化粉煤灰，使其生成部分水化产物，加速缓凝水泥的凝结。
如何活化粉煤灰： 粉煤灰化学成分：SiO2、Al2O3，而形成胶凝材料：需要CaO 粉煤灰玻璃体表面致密，硅氧四面体结构稳定，火山灰活性 低，需要高碱度破坏其结构
加Ca(OH)2及强碱溶液
（2）中期水化
诱导期结束，C3S水化加速，伴随Ca(OH)2及C-S-H的形成和长大，液相中 Ca(OH)2和C-S-H的过饱和度降低，又会相应地使它们的生长速度逐渐变 慢。随着水化产物在颗粒周围的形成， C3S的水化也受到阻碍。因此， 水化加速过程之间转入减速阶段。 最初产物——外部产物：生长在颗粒原始周界以外由水所填充的空间 后期产物——内部产物：生长在颗粒原始周界以内的区域。
晶体 CH、AFt、
AFm等
内部键型 产物之间键型
结构形成
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
二、硬化水泥浆体结构
物质
组成
结构
形貌
1.C-S-H
组成不定，
C/S< 2，在 1.4～1.6左右