在水泥材料的性能当中，水化以及凝结硬化都属于其中的重要的指标，硅酸盐水泥在现阶段的建筑工程当中有着较为广泛的应用，本文以此为例，针对其强度形成过程中水化以及凝结过程进行了分析和总结，并且归纳硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。

一直以来，水泥材料在建筑行业都是非常重要的，硅酸盐水泥是通用硅酸盐水泥中应用最多的一个类型。结合我国最新标准的说明，凡是有硅酸盐水泥熟料以及石灰石、石膏组成的水硬性胶凝材料均可称为硅酸盐水泥，其在国外则称为波特兰水泥。

反应特性

1 硅酸盐水泥的反应特性

硅酸盐水泥加水后，熟料中的矿物与水发生水化反应，生成水化产物，并放出热量，其水化反应式如下：

（1）硅酸三钙与水反应，生成水化硅酸钙并析出氢氧化钙：

2（3CaO·SiO2）+6H2O=3CaO·2SiO·23H2O+3Ca（OH）2

（2）硅酸二钙与水反应，生成水化硅酸钙并析出少量氢氧化钙：

2（2CaO·SiO2）+4H2O=3CaO·2SiO·23H2O+Ca（OH）2

（3）铝酸三钙与水反应，生成水化铝酸钙：

3CaO·Al2O3+6H2O=3CaO·A12O·36H2O

（4）铁铝酸四钙与水反应，生成水化铝酸钙及水化铁酸钙：

4CaO·Al2O·3Fe2O3+7H2O=3CaO·Al2O·36H2O+CaO·Fe2O·3H2O

水泥中加入的少量石膏，与水化生成的水化铝酸钙化合，生成水

化硫铝酸钙（钙矾石）：3CaO·Al2O3·6H2O+3（CaSO4·2H2O）+19H2O=3CaO·Al2O·33CaSO·431H2O

生成的水化硫铝酸钙难溶于水，沉积在水泥颗粒表面，阻碍水泥颗粒与水接触，从而延缓水泥颗粒特别是 CA 的继续水化，达到调节水泥凝结时间的目的。综上所述，硅酸盐水泥水化后，生成的水化产物有：氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙及水化硫铝酸钙。其中氢氧化钙、水化铝酸钙及水化硫铝酸钙比较容易结晶，而水化硅酸钙及水化铁酸钙则长期以胶体形式存在。

2 硅酸盐水泥的凝结硬化

水泥在水化同时，发生着一系列连续复杂的物理化学变化，水泥浆逐渐凝结硬化。一般可将水泥凝结硬化过程划分为四个阶段：

（1）初始反应期：水泥与水拌合后，水泥颗粒分散在水中，成为水泥浆。

（2）诱导期：水化初期生成的产物迅速扩散到水中，很快使水泥颗粒周围的溶液成为水化产物的饱和溶液，同时水化产物在水泥颗粒表面形成水化物膜层，这层膜减缓了外部水分向内渗入和水化物向外扩散的速度，同时膜层不断增厚，使水泥水化速度变慢。此阶段称为“潜伏期”或“诱导期”，持续时间一般 1h。

（3）凝结期：随着水化反应的继续进行，包裹在水泥颗粒表面的水化物膜层增厚，使原来水泥颗粒间被水所占的空间逐渐变小，包有凝胶体的水泥颗粒逐渐接近，以至相互接触，凝结成多孔的网状结构，使水泥浆的稠度提高，失去可塑性，开始产生强度，这个阶段称为“凝结期”，持续时间一般 6h。

（4）硬化期：随着水化产物的不断增多，结晶体和凝胶体形成的网状结构逐渐紧密，颗粒之间的毛细孔逐渐变小，使浆体强度不断发展，这一阶段称为“硬化期”，持续时间一般 6h。由上述可知，水泥的水化反应是由颗粒表面逐渐深入内层的。这个反应开始时较快，以后由于形成的凝胶体膜使水分透入越来越困难，水化反应也越来越慢。实际上，较粗的水泥颗粒，其内部将长期不能完全水化。因此，水化后的水泥是由凝胶体（包括凝胶及晶体）、未完全水化的水泥颗粒内核及毛细孔（包括其中的游离水分及水分蒸发后形成的气孔）等组成。

3 凝结硬化的主要影响要素

（1）首先，其与水泥熟料和矿物之间的关系密切，如果其熟料为硅酸三钙和铝酸三钙，那么则由于其材料有着较快的水化速度，所以水泥凝结速度就较快，具有较高的早期强度。

（2）在水泥细度上，水泥颗粒较细的情况下，其具有较大的水接触面积，所以这样就可以大大加速水化反应，进而也加快了凝结硬化的速度。

（3）在养护时间上，随着时间的延长，水泥石的硬度也会不断增加，在正常情况下，其强度增加速度最快的时间是 7 天以内的时期，在进入 28 天以后，其硬度增长速度明显减缓，如果保持了一定的温度湿度，其强度增长周期更长，甚至可以达到数十年。

（4）在环境温度湿度这两个因素上，温度对于凝结硬化有着最大的影响，如果温度较高，水泥水化速度就较快，凝结硬化的时间就较短，如果温度较低，则凝结时间变慢，在温度达到或低于 0℃时，硬化反应会停止，而如果温度继续下降，水泥中的水分则会冻结，出现冻裂。在潮湿环境下，水泥水分蒸发可以得到抑制，这对于水泥凝结硬化有促进作用，如果是在干燥环境下，水泥内水分蒸发加速，导致水泥无法进一步实现凝结硬化，强度也就不会提高。所以这也证明了水泥工程施工完毕后养护的重要性，应当在浇筑完毕后一段时间内维持温度和湿度。

（5）在用水量上，为了让水泥具有更高的可塑性和流动性，除了水化反应过程中所需要的水之外，也要加入额外的水量，但如果加入水量过多，就会导致水泥石强度的降低，内部形成孔隙。这就需要我们加入合适的水量，实现水泥水化，保证其凝结硬化的效率和效果。所以在水泥工程养护过程中，应当以上述几点为基础，保证养护工作可以取得应有的效果。

小结

经过前文总结，我们不难发现，水泥强度形成过程中，最为重要的两个阶段是凝结硬化以及水化过程，所以这就需要我们对水化和凝结塑料抗菌剂硬化的过程有一个充分的了解，能够准确把握其影响因素，这样才能避免给水泥硬化过程带来消极因素，进而保证水泥的强度质量。