
【化】 hydraulic cement
水硬水泥(Hydraulic Cement)是指在水環境中仍能發生水化反應并形成穩定硬化體的膠凝材料。其核心特性為具備水硬性(Hydraulicity),即在潮濕或水下環境中可通過化學反應形成矽酸鈣水合物(C-S-H凝膠)等物質實現強度發展。
根據中國國家标準GB/T 4131-2014《水泥的命名、定義和術語》,水硬水泥的主要組成包含矽酸鈣(CaO·SiO₂)、鋁酸鈣(CaO·Al₂O₃)等活性礦物成分。這些化合物與水接觸後發生複雜的水化反應,生成具有膠結性能的針狀晶體結構,該過程遵循以下基本反應式: $$ 2Ca_3SiO_5 + 7H_2O → 3CaO·2SiO_2·4H_2O + 3Ca(OH)_2 $$
在工程應用中,美國ASTM C219标準将水硬水泥分為五大類别,包括:Ⅰ型普通波特蘭水泥、Ⅱ型改良水泥、Ⅲ型早強水泥、Ⅳ型低熱水泥和Ⅴ型抗硫酸鹽水泥。其中Ⅴ型水泥的抗壓強度可達42.5MPa以上(依據GB 200-2003《中熱矽酸鹽水泥、低熱矽酸鹽水泥》技術指标)。
典型應用場景涵蓋:
該材料的水化機理研究可追溯至法國工程師Louis Vicat在1817年發現的"水泥水化熱"現象,現代微觀結構分析技術已證實其水化産物包含托勃莫來石(Tobermorite)等納米級膠凝物質(詳見《Cement and Concrete Research》期刊2022年研究報告)。
“水硬水泥”是水泥的一種類型,其核心特性在于具備水硬性,即加水後不僅能在空氣中硬化,還能在水中持續硬化并保持強度。以下是詳細解釋:
水硬水泥屬于水硬性膠凝材料,主要成分為石灰石、矽酸鹽等礦物質。其特點是遇水後發生化學反應(水化反應),形成堅硬的結構體,并能将砂、石等骨料牢固膠結。
水硬性
水泥與水混合後,通過水化反應生成水化矽酸鈣等産物,逐漸凝結硬化。這一過程可在水中或潮濕環境中進行,硬化後強度高且耐水性好。
對比:氣硬性材料(如石灰)僅能在空氣中硬化,遇水易軟化。
耐久性
硬化後的水泥石結構緻密,可抵抗淡水、含鹽水的侵蝕,適合水利工程、海洋建築等環境。
按主要成分和用途,水硬水泥可分為:
術語“水硬水泥”并非單一品種名稱,而是對具備水硬性的一類水泥的統稱。其命名可能結合主要成分(如矽酸鹽)、用途(如油井水泥)或特性(如快硬水泥)進行标注。
如需進一步了解具體水泥品種的技術參數,可參考建材标準(如GB175)或專業工程手冊。
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