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为什么水泥制成的混凝土很坚硬

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:普通水泥在接触水4个小时之后才能达到初步硬化。大量的像“刺”一样的空心管状纤维向外伸展。随着纤维的变长,这些空心管状的“刺”逐渐联结在一起,从而产生一种将各颗粒胶联起来的“交织网”。水泥中的细微裂缝有时会自行弥合,就是因为裂缝使水泥的颗粒打开,而当水渗入后,这些水泥颗粒表面又会生成新的刺状纤维,于是把裂开的部分又联结了起来。

为什么水泥制成的混凝土很坚硬

水泥是一种十分常用的建筑材料。粉末状的水泥加入适量的水和石子、砂子混合后,就会结成坚硬的混凝土。

水泥为什么会变硬呢?

普通的水泥是硅酸钙等物质的混合物,是用石灰或白垩土(碳酸钙)同黏土(铝、硅和氧的化合物)送入高温窑中加热烧制而成的。粉状的水泥和水相混后,在开始的一个小时内,水泥颗粒被一薄层具有半渗透性的胶质膜所包裹。这一层胶质膜是由硅酸钙与水化合而成,这个化合过程叫做水合作用。普通水泥在接触水4个小时之后才能达到初步硬化。这时,外部的水会通过半渗透性胶质膜渗入其内部,水泥颗粒会继续发生部分溶解,随着其浓度、渗透压、体积的变大,胶膜发生破裂,并又形成新的胶膜,如此反复进行,水泥颗粒外会形成一种空心管状的纤维。大量的像“刺”一样的空心管状纤维向外伸展。随着纤维的变长,这些空心管状的“刺”逐渐联结在一起,从而产生一种将各颗粒胶联起来的“交织网”。正是这种纤维组成的立体网,增加了水泥的强度。

普通水泥在最初的数日或数周内慢慢硬化,如适当补充水分,其强度在数月或数年的漫长时期内,依然能继续增长。水泥与水的反应非常慢,为了进一步证实这一点,科学家曾将已硬化了的水泥磨碎,并将它再与水混合,发现它会产生第二次硬化。水泥中的细微裂缝有时会自行弥合,就是因为裂缝使水泥的颗粒打开,而当水渗入后,这些水泥颗粒表面又会生成新的刺状纤维,于是把裂开的部分又联结了起来。

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