水泥水化机理及其研究方法.pdf

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1、2011年第6期(总第260期)混凝土原材料及辅助物料Number6in20l1(Tota1No．260)CohereteMATERIALANDADMINICLEdoi：10．3969~．issn．1002—3550．2011．06．024水泥水化机理及其研究方法李林香，谢永江a，冯仲伟，朱长华a(中国铁道科学研究院a．铁道建筑研究所；b．科研开发处，北京100081)摘要：介绍了水泥水化机理，包括液相水化论和固相水化论，并从动态和静态的角度详细介绍了水泥水化机理的研究方法，动态研究法包括水化热法、水化动力学法、电阻率法、环境扫描电镜法和电化学方法，静态研究法包括化

2、学结合水法、CH定量测试法、x射线衍射法、扫描电镜法，以及先进的研究方法，包括图像分析法和计算机模拟，为进一步研究复合胶凝体系的水化过程及水化机理提供理论依据。关键词：水泥水化；机理；研究方法中图分类号：TU528．01文献标志码：A文章编号：1002—3550(2011)06—0076—05CementhydrationmechanismandresearchmethodsLILin-xiang',XIEYong-jiang',FENGZhong-weib,ZHUChang-hua(a．InstituteofRailwayEngineering；b．Departm

3、entofResearchandDevelopment，ChinaAcademyofRailwaySciences，Beijing100081，China)Abstract：Cementhydrationmechanismisintroduced，includingtheoryofliquidhydrationandtheoryofsolidhydration．Researchmethodsofhydr~ionmechanismfromthedynamicandstaticpointsarereviewed．Dynamicresearchmethodsconsist

4、ofhydmtionheatmethod，hydrationdy-namicmethod，electricalresistivitymethod，environmentalscanningelectronmicroscopyandelectrochemistrymethod；Staticresearchmethodsconsi~sofchemistrycombinedwater、CHquantitativetesting、X—raydifractionandscanningelectronmicroscopy；Someadvancedresearchmeth—ods

5、arealsointroduced，includingimageanalysism~hodandcomputersimulation．TheorybasisCanbeprovidedforfurtherstudyofhydrationprocessandmechanismofcompositegelsystem．KeyWOrds：cementhydration；mechanism；researchmethods而是固相直接与水就地发生局部化学反应，生成水化产物。关于0引言水泥水化硬化的实质，历史上曾有三种理论来解释：水泥混凝土各项性能的发展都是基于水泥水化这一过程(

6、1)雷·查特里(LeChatelier)提出的“结晶理论”认为：水泥开始的，水泥水化机制直接影响其水化放热量和放热速率，并影拌水后，无水化合物溶解于水，并与水结合成水化物，而水化物响混凝土的各种物理力学性能的发展。研究水泥早期水化的实的溶解度比无水化合物小，因此就呈过饱和状态以交织晶体析际意义在于了解水泥微结构的形成规律，而微结构的变化对于出。由于细长的水化物晶体本身具有较大的内聚力，使得晶体间控制水泥早期强度发展有着重要的意义，并将最终影响到混凝产生了较大的黏附力，从而使水泥石具有较高的强度。土的各种性能。因此，要提高混凝土的性能，必须从水泥水化入(2)W·米契埃

7、里斯(w·Michaelis)提出的“胶体理论”认为：手，弄清楚水泥水化的本质、水泥水化的机理及水泥水化动力水泥与水作用虽能生成氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙学等，才能不断改进水泥的品质，进而提高混凝土的性能。晶体产生一定强度，但因这些晶体的溶解度较大，故而抗水性差。使水泥石具有较好抗水性和强度的是难溶的水化硅酸(低)1水泥水化机理钙凝胶，填塞在水泥颗粒间的孔隙中所致。接着，未水化的水泥水泥与水拌和后，水泥熟料矿物即被水化生成水化硅酸钙、颗粒不断吸水，使凝胶更为致密，因而提高了内聚力，也就不断氢氧化钙、水化硫铝酸钙等水化产物。随时间的推延，初始形成提高了强度