水泥是無機非金屬材料中用量最大的建筑材料之一，已成為當今世界第二大制品。自 1985 年起，中國水泥產量 21 年來一直雄居世界第一，到 2005 年，中國的水泥年產量已達 1.064 億噸，占世界水泥產量的 48% 左右。世界上水泥品種已達上百種，但硅酸鹽類水泥仍占主導地位。

水化反應

水泥的水化反應是一個極其復雜的過程，不僅包括孰料礦物的水化反應，還包括各種混合材的反應，此外，還涉及到微觀孔結構的形成以及水分傳輸的過程。

硅酸鹽水泥的水化產物特性在水泥的水化反應研究中具有重要的意義。水化產物的成分性質對水泥石后期強度的發展以及混凝土結構的強度發展具有決定性的影響。

硅酸鹽水泥與水作用后，生成的主要水化產物為水化硅酸鈣和水化鐵酸鈣凝肢，氫氧化鈣、水化鋁酸鈣和水化硫鋁酸鈣晶體。在完全水化的水泥石中，水化硅酸鈣約占 70%，氫氧化鈣約占 20% ，鈣磯石和單硫型硫鋁酸鈣約占 7%。下面對主要水化產物（水化硅酸鈣和氫氧化鈣）作一些介紹。

水化硅酸鈣

圖1 飛納電鏡下的水化硅酸鈣

水泥水化產物，從占有的比例和體積看，首推水化硅酸鈣（C-S-H 凝膠）。在水泥水化的后期，水泥水化反應漸趨減慢，各種水化產物逐漸填滿原來由水所占據的空間。

通過掃描電鏡圖像觀察，由于大量錨片狀、纖維狀 C-S-H 凝膠的交叉攀附，從而使原先分散的水泥顆粒及其水化產物連結起來，構成一個三維空間牢固結合較密實的整體，最終在水泥石硬化后構成水泥石強度。因此，水化硅酸鈣凝膠對水泥布的強度及其他主要性質起支配作用。

氫氧化鈣

圖2 水泥水化產生的氫氧化鈣

水泥水化反應的過程中，除了生成水化硅酸鈣凝膠外，還會生成大量的氫氧化鈣（CH）。

CH 微溶于水，在溶液中的濃度很快達到過飽和，并立即以六方板狀或者方形晶體析出。

掃描電鏡拍攝到的水泥石圖像中的 CH 為層狀結構、方形、片狀形態，這使它對水泥石的強度貢獻極少，而其層間較弱的連接，也可能是水泥石受力時裂縫的發源地。

CH 的強度很低，穩定性極差，在侵蝕條件下是首先遭到侵蝕的組分，而且它們多在水泥石和集料的界面處富集并結晶成粗大晶粒，因而界面的黏結被削弱，成為水泥基材料中最薄弱環節。

水泥是工業生產中最重要的原材料之一。水泥的水化反應過程是水泥發揮其各項性能的基礎，正確地理解水泥的水化反應對于充分發揮水泥效能，選擇合適的水泥使用條件，解決其在生產使用中各種問題具有重要意義。

參考文獻

陳永霞. 混凝土中水泥的水化過程及主要水化產物特性 [J]. 青海交通科技, 2013(3):5-6.