硅酸鹽水泥的水化過程概括如圖10-4-1所示,水泥加水后,首先石膏迅速溶解于水,C3A立即發(fā)生反應(yīng),C4AF與C3S亦很快水化而β-C2S則稍慢。幾分鐘后在電子顯微鏡下可以觀察到水泥顆粒表面生成針狀晶體、立方片狀晶體和無定型的水化硅酸鈣凝膠(C-S-H)。尺寸相對較大的立方板狀晶體是氫氧化鈣,針狀晶體(或立方棱柱狀晶體)是三硫型水化硫鋁酸鈣晶體(鈣礬石AFt)。以后由于不斷地生成三硫型水化硫鋁酸鈣,使液相中SO42-離子逐漸耗盡后,C3A與C4AF和三硫型水化硫鋁酸鈣作用生成單硫型水化硫鋁酸鈣(AFm)。生成的3Ca0·(A1203·Fe203)·CaS04·12H20可再和4Ca0·(A1204·Fe304)·13H20形成固溶體,如果石膏不足,還有C3A或C4AF剩留,則會(huì)生成單硫型水化硫鋁酸鈣和C4(AF)H13的固溶體,甚至單獨(dú)的C4(AF)H13,而后再逐漸變成穩(wěn)定的等軸晶體C3(AF)H6。
綜上所述,硅酸鹽水泥水化生成的主要水化產(chǎn)物有:C-S-H凝膠、氫氧化鈣、水化鋁(鐵)酸鈣和水化硫鋁(鐵)酸鈣晶體。在充分水化的水泥石中,C-S-H凝膠約占70%,Ca(OH)2約占20%,鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占70%。
水泥石結(jié)構(gòu)是由未水化的水泥顆粒、水化產(chǎn)物以及孔隙組成,水化產(chǎn)物晶體共生和交錯(cuò),形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在水泥石中起重要的骨架作用,水化硅酸鈣凝膠填充于其中。C-S-H凝膠比表面積很大,表面能高,相互間受到分子間的引力作用,相互接觸而發(fā)展了水泥石的強(qiáng)度。因此,隨著水化齡期的推移,C-S-H凝膠生成量增加,有助于水泥石強(qiáng)度增長。
水泥石的強(qiáng)度與其他多孔材料一樣,取決于內(nèi)部孔隙的數(shù)量,這類影響強(qiáng)度的孔隙,是指拌合水泥漿時(shí)形成的氣孔及不參與水化反應(yīng)的自由水所形成的毛細(xì)孔,但不包括極為微小的凝膠孔。一般,水泥漿的孔隙率與其水灰比成正比,并隨水化齡期推移而降低。因此,降低水灰比,可提高水泥石強(qiáng)度,并且水泥石強(qiáng)度隨水化齡期推移而增強(qiáng)。
綜上所述,硅酸鹽水泥水化生成的主要水化產(chǎn)物有:C-S-H凝膠、氫氧化鈣、水化鋁(鐵)酸鈣和水化硫鋁(鐵)酸鈣晶體。在充分水化的水泥石中,C-S-H凝膠約占70%,Ca(OH)2約占20%,鈣礬石和單硫型水化硫鋁酸鈣約占70%。
水泥石結(jié)構(gòu)是由未水化的水泥顆粒、水化產(chǎn)物以及孔隙組成,水化產(chǎn)物晶體共生和交錯(cuò),形成結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),在水泥石中起重要的骨架作用,水化硅酸鈣凝膠填充于其中。C-S-H凝膠比表面積很大,表面能高,相互間受到分子間的引力作用,相互接觸而發(fā)展了水泥石的強(qiáng)度。因此,隨著水化齡期的推移,C-S-H凝膠生成量增加,有助于水泥石強(qiáng)度增長。
水泥石的強(qiáng)度與其他多孔材料一樣,取決于內(nèi)部孔隙的數(shù)量,這類影響強(qiáng)度的孔隙,是指拌合水泥漿時(shí)形成的氣孔及不參與水化反應(yīng)的自由水所形成的毛細(xì)孔,但不包括極為微小的凝膠孔。一般,水泥漿的孔隙率與其水灰比成正比,并隨水化齡期推移而降低。因此,降低水灰比,可提高水泥石強(qiáng)度,并且水泥石強(qiáng)度隨水化齡期推移而增強(qiáng)。

