水泥是如何凝固的，是化学反应还是物理反应

问题描述

精选答案

水泥的凝结硬化是一个物理化学变化过程，并不仅仅是物理过程。

让我们来简单看一下水泥的组成：

硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（β-2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3），它们分别被简写为C3S, C2S, C3A, 和C4AF。

而硅酸三钙，也就是Ｃ３Ｓ在水泥中的组成大约可以占到６０％，所以水泥的性能与C3S（Ca3SiO5） 的水合及其老化有很强的相关性，硅酸盐水泥的水合是一个非常复杂的过程, 同时涉及到几个物理和化学反应, 随着水化的不断深入, 直到水泥老化完全, 移动水分子不断地转化为水泥中结合在氢合物中不动的水分子（C-S-H），Ca3SiO5 与水反应的水合过程可以如下

来自

Acta Phys. Sin. Vol. 64, No. 5 (2015) 056101

这一水化过程当然是化学过程，你可以简单的认为这个过程是水分子的扩散过程，（由运动的水变为静止的水的过程），如下图

图片来自NATURE COMMUNICATIONS | DOI: 10.1038comms10952

有多种方法可以监测这一过程：

１）水分子的扩散：准弹性中子散射(QENS)

水分子的扩散有一个准弹性散射，中子信号谱发生宽化。

图片来自

Direct measurement of the state of water in hydrating paste

２）硅氧四面体的结合状态：固体核磁（NMR）

硅酸三钙（3CaO·SiO2）发生水化的主要部分就是硅氧四面体的结合，这种结合可以将其简单归类为Q0/1/2/3/4，就是不同数量的四面体聚合在一起，这其实就是水泥水化的本质，如下图

图片来自

Materials

2016

,

9

, 99; doi:10.3390/ma9020099

因为不同的结合数量有不同的核屏蔽效果，所以核磁共振是一种可以利用的监测水化过程的方法，如下图，不同的结合数量有不同核磁信号，

图片来自NATURE COMMUNICATIONS | DOI: 10.1038comms10952

以上就是水泥中所发生的化学变化过程。

其他回答

教师吧

化学反应。水泥是在水中或者空气中会缓慢硬化的胶凝性材料,他的硬化是一种化学反应。