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3.硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 $lesson$
水泥加水拌合成为可塑性的浆体，叫做水泥浆。随着时间的延长，水泥浆将逐渐失去塑性，并开始产生强度，变成坚硬的具有一定强度和粘结力的固体，称为水泥石。这种形态及性能的变化来自于水泥的水化反应。
(1)水泥的水化反应。水泥加水拌合后，其中的各矿物成分将与水发生化学反应，称为水化反应。水化反应所生成的物质称为水化产物(或称为水化物)。水泥的水化反应为放热反应，伴随着水化反应的进行，生成各水化产物的同时，将放出热量，称为水化热，通常用单位质量的水泥完全水化所放出的热量表示。
(2)水泥的凝结硬化。水泥加水拌合形成水泥浆体，开始具有流动性和可塑性。随着时间的延长，浆体将逐渐失去流动性，变为具有一定强度和固定形状的固体，这一过程称为水泥的凝结硬化。水泥的凝结和硬化实际上是一个连续进行的过程，为了分析问题方便，常常人为地将其划分为凝结和硬化两个阶段。由加水拌合时起至水泥浆失去流动性并具有一定的塑性强度这一阶段称为凝结，由水泥浆失去可塑性发展成为具有一定机械强度的水泥石的过程叫做硬化。
4.硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥的技术性质
水泥是混凝土的重要原材料之一，对混凝土的性能具有决定性的影响。为了保证混凝土材料的性能满足工程要求，国家标准对水泥的各项性能指标有严格的规定，出厂的水泥必须经检验符合这些性能要求;同时在工程中使用水泥之前，还要按照规定对水泥的一些性能进行复试检验，以确保工程质量。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的技术性质如下。
(1)不溶物。不溶物指水泥中用盐酸或碳酸钠溶液处理而不溶的部分，不溶成分的含量可以作为评价水泥在制造过程中烧成反应是否完全的指标。国家标准中规定I型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%;Ⅱ型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。
(2)烧失量。烧失量是指将水泥在950℃土50℃温度的电炉中加热15min的重量减少率。这些失去的物质主要是水泥中所含有的水分和二氧化碳，根据烧失量可以大致判断水泥的吸潮及风化程度。国家标准中规定I型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.0%;Ⅱ型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5%;普通硅酸盐水泥中烧失量不得大于5.0%。
(3)细度。指水泥颗粒的粗细程度，直接影响水泥的活性和强度，同时又影响水泥的生产成本和易保存性。颗粒越细，与水反映的表面积大，水化速度快，早期强度高，但硬化收缩较大，且粉磨时能耗大，成本高。而颗粒过粗，又不利于水泥火性的发挥，且强度低。水泥细度的表示方法，一是采用一定孔径的标准筛进行筛分，用筛余百分率表示水泥颗粒的粗细程度;二是用比表面积，即单位质量的水泥所具有的总的表面积来表示。按照国家标准GBl75―1999的规定，硅酸盐水泥的细度用比表面积表示，要求比表面积大于300(m2/kg);普通硅酸盐水泥及其他掺混合材料的水泥用0.080mm方孔筛的筛余百分率表示，不得超过10.0%。
(4)标准稠度需水量。标准稠度需水量指水泥浆体达到规定的标准稠度时的用水量占水泥质量的百分比。标准稠度用水量对水泥的性质没有直接的影响，只是水泥与水拌合达到某一规定的稀稠程度时需水量的客观反映，在测定水泥的凝结时间和安定性等性质时需要拌制标准稠度的水泥浆，所以是为了进行水泥技术性质检验的一个准备性指标。一般硅酸盐水泥的标准稠度用水量为26%～30%。
(5)凝结时间。凝结时间是指水泥从加水拌合开始到失去流动性，即从可塑状态发展到固体状态所需要的时间，是影响混凝土施工难易程度和速度的重要性质。水泥的凝结时间分初凝时间和终凝时间，初凝时间是指自水泥加水时起至水泥浆开始失去可塑性和流动性所需的时间;终凝时间是指水泥自加水时起至水泥浆完全失去可塑性、开始产生强度所需的时间。在水泥浆初凝之前，要完成混凝土的搅拌、浇筑、成型、振实等工序，需要有较充足的时间比较从容地进行施工，因此水泥的初凝时间不能太短;为了提高施工效率，在成型之后需要尽快增长强度，以便拆除模板，进行下一步施工，所以水泥的终凝时间不能太长。按照国家标准规定，硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于6.5h;普通水泥的初凝时间不得早于45min，终凝时间不得迟于10h。水泥初凝时间不合要求，该水泥作废;终凝时间不合要求，视为不合格。