水泥遇水变硬的现象是由于水泥中的主要成分在加水后发生了一系列复杂的化学反应,这个过程被称为水化反应。以下是这一过程的基本原理:
1. 水泥成分:水泥主要由硅酸盐矿物组成,主要包括硅酸三钙(3CaO·SiO2)、硅酸二钙(2CaO·SiO2)、铝酸三钙(3CaO·Al2O3)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3)等。
2. 加水反应:当水泥与水混合时,水分子会渗透到水泥颗粒的孔隙中,开始与水泥中的成分发生化学反应。
[ 3CaO·SiO2 + 3H2O → 3Ca(OH)2 + SiO2·nH2O ]
其中,nH2O代表水合水分子。
6. 硬化过程:水泥加水后,经过一段时间的水化反应,水泥浆体逐渐失去流动性,变得坚硬,这个过程称为硬化。
7. 强度发展:水泥硬化后的强度会随着时间逐渐增加,一般在前28天内强度增长最快,之后逐渐趋于稳定。