1、4.1 水泥的水化机理从化学角度来看,水泥的水化反应是一个复杂的溶解沉淀过程,在这一过程中,与单一成分的水化反应不同,各组分以不同的反应速度同时进行水化反应,而且不同的矿物组分彼此之间存在着互相影响。水泥中最多的熟料矿物是硅酸盐化合物，是制约水泥水化性质及相关性能的关键组分。水泥中的硅酸盐熟料矿物的主要成分为硅酸三钙和硅酸二钙。（1） 硅酸三钙（C 3S）的水化硅酸三钙是水泥熟料中的含量最多的组分，通常占材料总量的 50%左右，有时高达 60 %。硅酸钙的水化产物的化学组成成分不稳定，常随着水相中钙离子的浓度、温度、使用的添加剂、养护程度而发生变化，而且形态不固定，通常称为“C-S-H”凝胶。
2、C3S 在常温下发生水化反应，可大致用下列方程式表述：3CaOSiO+nH2OxCaOSiO2yH2O+(3-x)Ca(OH)2硅酸三钙的水化速率很快，其水化过程根据水化放热速率随时间的变化，可以将 C3S 的水化过程划分为五个阶段，各阶段的化学过程和动力学行为如表1.1 所示。表 1.1 C3S 水化各阶段的化学过程和动力学行为时期 早期 中期 后期反应阶段 诱导前期 诱导期 加速期 减速期 稳定期化学过程初始水解，离子进入溶液继续溶解，早期 C-S-H稳定水化产物开始生长水化产物继续生长，微结构发展微结构组件密实动力学行为 反应很快 反应慢 反应快 反应变慢 反应很慢（2）硅酸二钙的水化C
3、2S 也是水泥主要熟料矿物组分之一，水化过程与 C3S 相似，也有诱导期、加速期，但是水化速率特别慢。C 2S 的水化反应可大致用下列方程表述：3CaOSiO+nH2OxCaOSiO2yH2O+(2-x)Ca(OH)2（3） 铝酸三钙的水化C3A 是水泥熟料矿物的重要组分之一,其水化产物的组成与结构受溶液中的氧化铝、氧化钙浓度的影响很大，它对水泥的早期水化和浆体的流变性能起着重要的作用。纯水中 C3A 的水化：大量的研究结果表明， C3A 遇水后能够立即在表面形成一种具有六边形特征的初始胶凝物质粒子，开始时其结晶度很差也很薄，呈不规则卷层物，随着水化时间的推移，这些卷层物生长成结晶度较好的，成
4、分为 C4AH19 和 C2AH8 济的六边形板状物。这种六边形水化物是亚稳的，并能转化成立方形稳定的晶体颗粒。常温下 C3A 在纯水中的水化反应可用下式表示： 2(3CaOAl2O3)+27H2O=4CaOAl2O319H2O+2CaOAl2O38H2O有石膏存在时 C3A 的水化：在水泥浆体中，熟料中的 C3A 实际上是在和有石膏存在的环境中水化的，C 3A 在 Ca(OH)2 饱和溶液中的水化反应可以表述为C3A+CH+12H=C3AH13。当处于水泥浆体的碱性介质中时，C 3AH13 在室温下能稳定存在，其数量增长也很快，这是水泥浆体产生瞬时凝结的主要原因之一。（4） 铁铝酸四钙的水化铁铝酸四钙的水化与铝酸三钙的水化过程相似，只是反应速率很慢，而且产物是含铁和铝的共同产物。
