水泥形成强度的过程主要涉及其水化反应和后续的结构变化。水泥加水拌和后,熟料矿物迅速水化,生成大量的水化产物,这些水化产物在水泥浆体中相互交织联结,形成网状结构,随着水化的进一步进行,水化产物数量不断增加,晶体尺寸不断长大,使硬化浆体结构更为致密,从而形成了水泥石,强度越来越高。具体来说:
1. 水化反应:水泥熟料矿物(如硅酸三钙C3S等)与水发生水化反应,生成水化硅酸钙(C-S-H)凝胶、氢氧化钙Ca(OH)2溶液以及其他水化物。这些水化产物以胶体微粒的形式析出,并逐渐凝聚形成形状各异的凝胶。
2. 网状结构的形成:随着水化反应的进行,凝胶在水泥颗粒表面聚集形成薄膜,这些薄膜在某点接触后构成疏松的网状结构。随后,网状结构的薄膜逐渐破裂,被包裹的水泥颗粒暴露后继续与水反应,产生更多水化物,形成更紧密的网状结构。这一过程中,水化产物像胶水一样将砂、石等材料紧紧胶结起来。
3. 强度的发展:随着水化反应的持续进行,水分不断消耗,水化物不断产出,硬化浆体结构变得更为致密。C-S-H凝胶的长纤维晶体从熟料颗粒上长出,同时钙矾石晶体逐渐长大,它们在水泥浆体中进一步相互交织联结,使得水泥石的强度不断提高。
水泥的强度是通过其熟料矿物与水发生水化反应,生成水化产物并形成致密的网状结构而逐渐发展起来的。