02胶凝材料.docx
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02胶凝材料
胶凝材料：
凡是经过一系列物理化学变化，能将其他固体物料胶结成整体并具有一定机械强度的物质。
注：
水硬性胶凝材料不仅能在空气中硬化，而且能在水中硬化，保持或继续发展其强度，通常称为水泥。
非水硬性胶凝材料不能在水中硬化，但能在空气或者是其他条件下硬化。
只能在空气中硬化的胶凝材料称为气硬性胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土等。
有机胶凝材料主要是天然（如石油沥青、橡胶）或合成有机高分子化合物（如各种高分子合成树脂）。
气硬性材料——石膏
是以硫酸钙为主要成分的气硬性材料。
1、原料：
天然二水石膏、天然无水石膏和化工石膏等。
天然二水石膏（生石膏、软石膏）主要成分为含有两个结晶水的硫酸钙（
），是生产石膏胶凝材料的主要原料；
天然无水石膏（硬石膏）主要成分是硫酸钙（
），只可用于生产无水石膏水泥和高温煅烧石膏；
化工石膏是含有二水石膏的化工副产品以及废渣（如氟石膏、磷石膏和排烟脱硫石膏等）。
2、生产：
根据加热方式和加热温度的不同，可产生不同品种的石膏胶凝材料。
注：
二水石膏（天然或化工石膏）在107—170℃下煅烧，脱水形成β型半水石膏，磨细后成为以β型半水石膏为主要成分的建筑石膏。
二水石膏在加压蒸汽（0.13MPa，124℃）中加热处理或置于某些盐溶液中煮沸，将脱水形成α型半水石膏，经干燥、磨细后，成为以α型半水石膏为主要成分的高强石膏。
（1）无水石膏水泥的生产：
天然或人工制造的硬石膏（600—700℃下煅烧的二水石膏）与激发剂共同磨细可制得无水石膏水泥。
常用的激发剂有：
5%硫酸钠或硫酸氢钾与1%的铁矾（或铜矾）的混合物；1%—5%的石灰；10%—15%的碱性粒化高炉矿渣等。
（2）高温煅烧石膏的生产：
将天然二水石膏或天然硬石膏在800—1000℃下煅烧，使部分
分解成
，磨细后可制成高温煅烧石膏。
由于硬化后有较高的强度，耐磨性较高，抗水性好，适宜做地板，故又称为地板石膏。
在石膏胶凝材料中，以半水石膏为主要成分的建筑石膏和高强石膏在建筑工程中应用较多，最常用的是建筑石膏。
3、半水石膏的水化和凝结硬化：
建筑石膏和高强石膏的主要成分分别为β型半水石膏和α型半水石膏，它们与水拌合后；半水石膏将重新水化生成二水石膏，放出热量并凝结硬化成具有一定强度的硬化体。
其水化反应为：
半水石膏加水后首先溶解，然后水化生成二水石膏；由于二水石膏的溶解度比半水石膏的溶解度低，所以，二水石膏以胶体微粒从过饱和溶液中析出。
因二水石膏的析出，破坏了半水石膏溶解的平衡，半水石膏继续溶解和水化。
如此不断地进行着半水石膏的溶解和二水石膏的析出，直到半水石膏全部耗尽为止。
在以上过程中，石膏浆体中的自由水分因水化和蒸发而逐渐减少，浆体逐渐变稠。
并失去可塑性，这一过程称为凝结。
其后。
浆体继续变稠，二水石膏逐渐凝聚成为晶体，并逐渐长大、共生和交错生长，形成结晶结构网。
在这个过程中，浆体逐渐变硬，强度不断增长，形成具有一定强度的硬化体，直到完全干燥，强度才停止增长。
这一过程称为硬化。
半水石膏水化反应的理论需水量仪为其重量的18.6%，在使用中为了使浆体具有足够的流动性。
通常的加水量远大于理论需水量：
因此，硬化石膏浆体中含有大量孔隙。
建筑石膏中的β型半水石膏多为片状、有裂隙的晶体，晶粒细小，比表面积大，拌制石膏浆体时，需水量达60%—80%，因此硬化后的孔隙率大，强度较低。
而高强石膏中的。
型半水石膏结晶良好、晶粒粗大，比表面积小，调制成可塑性浆体时，需水量约为35%—45%，硬化后的孔隙率较小，因而具有较高的强度。
4、建筑石膏的技术性质：
✓凝结硬化快：
建筑石膏在加水拌合后，初凝时间为几分钟至十几分钟，终凝时间在30min以内，大约一星期以后完全硬化。
初凝时间太短不便于使用，可加入缓凝剂。
常用的缓凝剂有硼砂、酒石酸钠、柠檬酸、动物胶等。
✓凝结硬化时体积微膨胀：
石膏浆体在凝结硬化初期，不像其他胶凝材料（如水泥、石灰）出现收缩，反而会产生微膨胀（膨胀率为0.05%—0.15%），使石膏制品的表面光滑饱满。
其硬化后的湿胀干缩较小，尺寸稳定，干燥时不开裂，因其质地洁白细腻，故装饰性好。
✓孔隙率高：
石膏浆体硬化后，多余的自由水将蒸发，内部流向大量孔隙，孔隙率可达50%—60%，因而表观密度比较小，导热系数小，吸声性强，吸湿性大，属于轻质保温、保湿材料。
✓防火性好：
石膏制品早遇到火灾时，二水石膏将脱出结晶水，吸热蒸发，并在蒸汽表面形成蒸汽幕和脱水物隔热层，有效地减少火焰对内部结构的危害，具有较好的防火性。
✓耐水性、抗渗性，抗冻性差：
因其吸湿性强，吸收水分会削弱晶体粒子间的粘结力，使强度显著降低，其软化系数仅为0.3—0.45,；如长期浸水，还会因二水石膏溶解引起破坏；吸水饱和的石膏制品在受冻后，会因孔隙中的水结冰而开裂崩溃。
5、建筑石膏的质量要求：
建筑石膏色白，密度为2.60～2.75g/cm3,堆积密度为800～1000kg/m3。
根据GB9776-1988《建筑石膏》规定，建筑石膏按强度、细度、凝结时间指标分为优等品、一等品和合格品三个等级，见下表。
建筑石膏技术要求（GB9776-1988）
技术指标
要求
优等品
一等品
合格品
抗折强度/MPa
≥
2.5
2.1
1.8
抗压强度/MPa
≥
4.9
3.9
2.9
细度，0.2mm方孔筛筛余/%
≤
5.0
10.0
15.0
初凝时间/min
≥
6
终凝时间/min
≤
30
6、建筑石膏的应用：
（1）室内粉刷：
粉刷石膏由建筑石膏或由建筑石膏与无水石膏混合后再掺入外加剂、细集料等制成，是一种新型的室内抹灰材料，既具有建筑石膏快硬早强、尺寸稳定、吸湿、防火、轻质等优点，而且又不会产生开裂、空鼓和起皮现象。
不仅可以在水泥砂浆或混合砂浆上罩面，还可粉刷在混凝土墙、板、天棚等光滑的底层上，粉刷成的墙面致密光滑、质地细腻，且施工方便，工效高。
（2）建筑石膏制品：
石膏板具有轻质、高强、隔热、保湿、吸声和不燃等性能，且安装和使用方便，是一种较好的新型建筑材料，广泛用作各种建筑物的内隔墙、顶棚以及各种装饰饰面。
石膏砌块是一种自重轻、隔声和防火性能好的新型墙体材料。
在建筑石膏中掺入耐水外加剂（如有机硅憎水剂）可生产耐水建筑石膏制品；
掺入无机耐火纤维（如玻璃纤维）可生产耐火建筑石膏制品。
7、建筑石膏运输和贮存：
建筑石膏在贮存和运输中，需要防雨防潮，贮存期为3个月，过期或受潮的石膏，强度显著降低需要检验后才能使用。
气硬性材料——石灰
以氧化钙为主要成分的产品即为石灰，又称生石灰。
1、原料：
以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰岩，白垩、白云质石灰岩等。
2、生产：
将原料在适当的温度下煅烧，排除分解出的二氧化碳后，所得的以氧化钙为主要成分的产品即为石灰。
在实际生产中，为加快分解，煅烧温度常提高到1000—1100℃。
3、化学成分：
由于石灰石原料的尺寸过大或煅烧时窑中温度分布不匀等原因，石灰中常含有欠火石灰和过火石灰。
✓欠火石灰：
碳酸钙未完全分解，废品，利用率很低，不能消化，降低石灰浆的产量，使用时缺乏粘结力；
✓过火石灰：
灰黑色，结构密实，表面出现裂纹，有玻璃体的外壳。
含SiO2、Al2O3杂质，块体容重大，熟化慢。
✓正火石灰：
煅烧正常，质量轻，无裂缝，密度3.1—3.4g/cm3，表观密度800—1000kg/m3。
当MgO含量≤5%时称为钙质石灰；当MgO含量＞5%时称为镁质石灰。
4、品种：
根据成品的加工方法的不同，有四种成品：
✓块状生石灰：
由石灰石煅烧成的白色疏松结构的块状物,主要成分为CaO；
✓生石灰粉：
由块状生石灰磨细而成。
消化时间短，直接加水即可。
但成本较高，不易储存。
✓消石灰粉：
块状生石灰用适量的水经熟化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca（OH）2，亦称熟石灰。
✓石灰膏：
块状生石灰用较多的水（约为生石灰体积的3—4倍）经熟化而成的膏状物，主要成分为Ca（OH）2和水。
5、熟化和硬化：
（1）熟化：
生石灰（CaO）与水反应生成氢氧化钙的过程，又叫消化。
1.反应式：
石灰熟化时放出大量的热，体积增大1—2.5倍。
煅烧良好、氧化钙含量高的石灰熟化较快，放热量和体积增大也较多。
根据加水量的不同，石灰可熟化成消石灰粉和石灰膏。
石灰熟化的理论需水量为石灰重量的32%。
在生石灰中均匀加入60%—80%的水，可得到颗粒细小、分散均匀的消石灰粉；
若用过量的水熟化，将得到具有一定稠度的石灰膏。
2.陈伏：
当石灰中含有过火生石灰时，它将在石灰浆体硬化以后才发生水化作用，于是会因产生膨胀而引起崩裂或隆起现象。
为消除此现象，应将熟化的石灰浆在消化池中储存2～3周，即所谓陈伏。
陈伏期间，石灰膏表面有一层水，以隔绝空气，防止与CO2作用产生碳化。
（2）硬化：
石灰浆体的硬化包括干燥结晶和碳化两个同时进行的过程。
石灰浆体因水分蒸发或被吸收而干燥，在浆体内的孔隙网中，产生毛细管压力。
使石灰颗粒更加紧密而获得强度。
这种强度类似于粘土失水而获得的强度，其值不大，遇水会丧失。
同时，由于干燥失水。
引起浆体中氢氧化钙溶液过饱和，结晶出氢氧化钙晶体，产生强度；但析出的晶体数量少，强度增长也不大。
在大气环境中，氢氧化钙在潮湿状态下会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，并释放出水分，即发生碳化。
碳化所生成的碳酸钙晶体相互交叉连生或与氢氧化钙共生，形成紧密交织的结晶网，使硬化石灰浆体的强度进一步提高。
但是，由于空气中的二氧化碳含量很低，表面形成的碳酸钙层结构较致密，会阻碍二氧化碳的进一步渗入，因此，碳化过程是十分缓慢的。
6、技术性质：
生石灰熟化后形成的石灰浆中，石灰粒子形成氢氧化钙胶体结构，颗粒极细（粒径约为1μm），比表面积很大（达10～30m²/g），其表面吸附一层较厚的水膜，可吸附大量的水，因而有较强保持水分的能力，即保水性好。
将它掺入水泥砂浆中，配成混合砂浆，可显著提高砂浆的和易性。
石灰依靠干燥结晶以及碳化作用而硬化，由于空气中的二氧化碳含量低，且碳化后形成的碳酸钙硬壳阻止二氧化碳向内部渗透，也妨碍水分向外蒸发，因而硬化缓慢，硬化后的强度也不高，1：
3的石灰砂浆28d的抗压强度只有0.2～0.5MPa。
在处于潮湿环境时，石灰中的水分不蒸发，二氧化碳也无法渗入，硬化将停止；加上氢氧化钙易溶于水，已硬化的石灰遇水还会溶解溃散。
因此，石灰不宜在长期潮湿和受水浸泡的环境中使用。
石灰在硬化过程中，要蒸发掉大量的水分，引起体积显著收缩，易出现干缩裂缝。
所以，石灰不宜单独使用，一般要掺人砂、纸筋、麻刀等材料，以减少收缩，增加抗拉强度，并能节约石灰。
石灰具有较强的碱性，在常温下，能与玻璃态的活性氧化硅或活性氧化铝反应，生成有水硬性的产物，产生胶结。
因此，石灰还是建筑材料工业中重要的原材料。
7、质量要求：
石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化镁，其含量是评价石灰质量的主要指标。
石灰中的有效氧化钙和氧化镁的含量可以直接测定，也可以通过氧化钙与氧化镁的总量和二氧化碳的含量反映，生石灰还有未消化残渣含量的要求；生石灰粉有细度的要求；消石灰粉则还有体积安定性、细度和游离水含量的要求。
国家建材行业将建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉分为优等品、一等品和合格品三个等级。
但在交通部门，JTJ034—2000《公路路面基层施工技术规范》仍按原国家标准（GB1594—79）将生石灰和消石灰划分为三个等级。
8、应用：
✓制作石灰乳涂料：
石灰乳由消石灰粉或消石灰浆掺大量水调制而成。
可用于建筑室内墙面和顶棚粉刷。
掺入少量佛青颜料，可使其呈纯白色；掺入107胶或少量水泥粒化高炉矿渣（或粉煤灰），可提高粉刷层的防水性；掺入各种色彩的耐碱材料，可获得更好的装饰效果。
✓配制砂浆：
石灰浆和消石灰粉可以单独或与水泥一起配制成砂浆，前者称石灰砂浆，后者称混合砂浆，用于墙体的砌筑和抹面。
为了克服石灰浆收缩性大的缺点，配制时常要加入纸筋等纤维质材料。
✓拌制石灰土和石灰三合土：
消石灰粉与粘土的拌合物，称为灰土（生石灰粉、粘土。
比例：
1：
2～1：
4，加水、拌合、夯实），若再加入砂（或碎石、炉渣等），即成三合土（生石灰粉（或消石灰粉）、粘土和砂子。
比例：
1：
2：
3，加水、拌合、夯实作基础垫层）。
灰土和三合土在夯实或压实下，密实度大大提高，而且在潮湿的环境中，粘土颗粒表面的少量活性氧化硅和氧化铝与Ca（OH）2发生反应，生成水硬性的水化硅酸钙和水化铝酸钙，使粘土的抗渗能力、抗压强度、耐水性得到改善。
三合土和灰土主要用于建筑物基础、路面和地面的垫层。
✓生产硅酸盐制品：
磨细生石灰（或消石灰粉）和砂（或粉煤灰、粒化高炉矿渣、炉渣）等硅质材料加水拌和，经过成型、蒸养或蒸压处理等工序而成的建筑材料，统称为硅酸盐制品。
如灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。
气硬性材料——水玻璃
俗称泡花碱，是由不同比例的碱金属氧化物和二氧化硅化合而成的一种可溶于水的硅酸盐。
1、分类：
硅酸钠水玻璃（Na2O·nSiO2）和硅酸钾水玻璃K2O·nSiO2）等。
注：
建筑常用的为硅酸钠水玻璃。
其中二氧化硅和碱金属的摩尔比n称为水玻璃模数。
常用的水玻璃模数为2.6—2.8。
当n≥3时称为中性水玻璃，n＜3时称为碱性水玻璃。
2、生产：
水玻璃可以采用湿法或干法生产。
湿法是将石英砂和苛性钠溶液在高压釜内用蒸汽加热，并搅拌直接生成液体水玻璃；
干法是将石英砂和碳酸钠磨细拌匀，在1300—1400℃的熔炉中熔融，经冷却后生成固体水玻璃，然后在水中加热溶解成液体水玻璃。
纯净的液体水玻璃为无色透明液体，因含杂质不同，而呈青灰色或黄绿色。
3、硬化：
水玻璃与硬化剂反应生成硅酸凝胶，从溶液中析出，并逐渐干燥脱水和聚合形成无定形二氧化硅固体的过程。
具有一定的酸性或能与水玻璃反应生成难溶的硅酸凝胶或硅酸化合物均可作为硬化剂；
含氟盐（如氟硅酸、氟硼酸的碱金属盐等）、酸（各种无机酸）、酯（如乙酸乙酯）等都可以使水玻璃硬化；
如：
水玻璃在空气中吸收二氧化碳，形成碳酸钙和无定形硅胶溶液，并逐渐干燥脱水成为氧化硅而硬化。
最常用的硬化剂是氟硅酸钠（Na2SiF4），其掺量为水玻璃质量的12%—15%。
若掺量小于12%，不但硬化速度低，强度低，而且存在较多的未反应的水玻璃，它们易溶于水，因而耐水性差；若掺量超过15%，则会引起凝结过快，造成施工困难，且硬化水玻璃的抗渗性和耐酸性降低。
氟硅酸钠作为硬化剂则能提高水玻璃的耐水性，但它具有一定的毒性，使用时应注意安全防护。
4、技术性质：
✓粘结力和强度较高：
水玻璃硬化后的主要成分是二氧化硅凝胶，比表面积大，具有较高的粘结力；用水玻璃配制成的混凝土的抗压强度可达15—40MPa；
✓耐热性好：
在高温作用下，二氧化硅的网状结构能保持较高的强度，因此具有优异的耐热性，耐热度可达900—1100℃；
✓耐酸性好：
硬化后形成的二氧化硅耐酸性好，可以抵抗除氢氟酸、热磷酸和高级脂肪酸以外的大多数有机酸和无机酸的腐蚀。
✓耐碱性和耐水性差：
易溶于碱，故水玻璃不能在碱性环境中使用。
同样由于NaF、Na2CO3均溶于水而不耐水，但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进行酸洗处理，提高耐水性。
5、应用：
✓涂刷材料表面，提高抗风化能力：
水玻璃溶液涂刷或浸渍材料后，能渗入缝隙和孔隙中，固化的硅凝胶能堵塞毛细孔通道，提高材料的密度和强度，从而提高材料的抗风化能力。
但水玻璃不得用来涂刷或浸渍石膏制品。
因为水玻璃与石膏反应生成硫酸钠，在制品孔隙内结晶膨胀，导致石膏制品开裂破坏。
✓加固土壤：
将水玻璃与硬化剂共同或分别注入土壤或岩体等基础中，以提高承载力，增加不透水性。
常用于粉土、砂土和填土的地基加固，称为双液注浆。
如：
将水玻璃和氯化钙溶液交替注入土壤中，两种溶液迅速反应生成硅胶和硅酸钙凝胶，起到胶结和填充孔隙的作用，使土壤的强度和承载能力提高。
✓配制速凝防水剂：
以水玻璃为原料，加入二种、三种或四种矾配制成二矾、三矾、四矾速凝防水剂，他们与水泥浆拌合后，凝结迅速，一般不超过1min，适用于堵漏、填缝等局部抢修。
如：
其中四矾防水剂不超过1min，故工地上使用时必须做到即配即用。
配方为：
胆矾（硫酸铜
）、红矾（重铬酸钾，
）、明矾（也称白矾，硫酸铝钾
）、紫矾（硫酸钾铬
）各一份，溶于100份水中，投入四百份水玻璃，搅拌均匀而成。
✓制备碱—矿渣水泥：
将适当模数的固体水玻璃与粒化高炉矿渣共同磨细，或者将适当模数的液体水玻璃与磨细的化高炉矿渣混合在一起，可得到水硬性胶凝材料——碱—矿渣水泥。
此水泥强度高、水化热低，抗渗性、抗冻性和耐热性良好，耐腐蚀性好。
但干缩较大，长期抗折强度有倒缩现象。
水硬性材料（水泥）
分类：
注：
水泥的品种虽然很多，但是硅酸盐水泥是最基本的。
硅酸盐水泥
即波特兰水泥【Portlandcement】，是由硅酸盐水泥熟料、0%—5%或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
1、类型和代号：
2、生产原料：
✓石灰质原料：
主要提供CaO。
采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。
✓粘土质原料：
主要SiO2、Al2O3及Fe2O3。
采用粘土、黄土、页岩、泥岩、粉砂岩及河泥等。
✓辅助原料：
铁矿粉等；
3、生产工艺：
简称“两磨一烧”
以石灰质原料和粘土质原料为主要原料，按适当的比例配合，粉磨成生料；再将制得的生料入窑进行煅烧，得到熟料；再将熟料配以适当的石膏（和混合料）在磨机中磨细，即得到水泥。
4、水泥熟料矿物：
（1）定义：
在煅烧时，生料首先脱水和分解
，生成然后，在更高的温度下结合形成新的化合物。
（2）主要成分：
硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝酸四钙，在熟料中的含量为：
硅酸三钙
（简写为
），含量为36%～60%；
硅酸二钙
（简写为
），含量为15%～37%；
铝酸三钙
（简写为
），含量为7%～15%；
铁铝酸四钙
（简写为
），含量为10%～18%。
注：
其中，硅酸钙矿物（包含
和
）是主要的，其含量约占70%～85%，故称为硅酸盐水泥。
除主要的熟料矿物外，水泥中还含有少量游离的氧化钙、游离的氧化镁和碱，总含量不超过10%，但对水泥性能影响较大。
5、水化：
（1）定义：
熟料矿物与水发生的水解或水化作用的统称。
（2）反应式：
水泥和水拌合→表面的熟料矿物立刻与水发生化学反应→各组分开始逐渐溶解→放出一定热量→固相体积也逐渐增加。
其反应式如下：
2（3CaO·SiO2）+6H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+3Ca（OH）2
硅酸三钙水化硅酸钙氢氧化钙
2（2CaO·SiO2）+4H2O→3CaO·2SiO2·3H2O+Ca（OH）2
硅酸二钙水化硅酸钙氢氧化钙
3CaO·Al2O3+6H2O→3CaO·Al2O3·6H2O
铝酸三钙水化铝酸三钙
4CaO·Al2O3·Fe2O3+7H2O→3CaO·Al2O3·6H2O+CaO·Fe2O3·H2O
铁铝酸四钙水化铁酸钙
✓硅酸三钙的水化：
C3S+H→C-S-H+CH
C3S的水化很快，水化产物是水化酸钙和氢氧化钙。
形成早期强度并生成早期水化热。
生成的水化硅酸钙凝胶C-S-H无固定组成，几乎不溶于水，具有较高的强度，是硬化后水泥的主要强度组分；
生成的氢氧化钙晶体CH数量比C-S-H少，在溶液中浓度很快达到饱和，呈六方晶体析出。
通常起填充作用，因其具有层状构造，层间结合较弱，在受力较大时是裂缝策源地。
✓硅酸二钙的水化：
C2S+H→C-S-H+CH
C2S的水化与C3S相似，但水化速度慢，水化热释放缓慢，且生成的CH较少。
对后期龄期混凝土强度的发展起关键作用。
✓铝酸三钙的水化：
C3A水化速度极快，主要水化产物为水化铝酸三钙C3AH6和水化铝酸四钙C4AH13晶体，强度较低。
在碱性介质中，C4AH13数量增长迅速，被认为是水泥浆体产生瞬凝（急凝）的主要原因，因此，在水泥粉磨时，需加入石膏作缓凝剂，避免瞬凝。
石膏调节凝结时间的原理：
C4AH13与石膏反应，生成高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石）针状晶体（含大量结晶水，体积增加1.5倍以上，难溶于水，包裹在熟料颗粒周围，延缓水化）。
石膏在水泥中起调节凝结时间的作用；
石膏耗尽后，部分钙矾石转化为六方板状的单硫型水化硫铝酸钙晶体。
✓铁铝酸四钙的水化：
C4AF与C3A的水化相似，水化热较低。
主要水化产物为水化铝酸三钙C3AH6晶体、水化铝酸四钙C4AH13晶体和水化铁酸一钙凝胶。
水化反应为放热反应，其放出的热量称为水化热。
其水化热大，放热的周期也较长，但大部分（50%以上）热量是在3天以内,特别是在水泥浆发生凝结、硬化的初期放出。
水泥熟料的主要水化产物有：
水化硅酸钙和水化铁酸钙胶凝、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。
在充分水化的水泥石中，C-S-H约占70%，CH约占20%，钙矾石和单硫型水化硫铝酸钙约占7%。
6、凝结硬化：
（1）凝结：
水泥加水拌和后，成为可塑的水泥浆，水泥浆逐渐变稠失去塑性（尚不具有强度）的过程。
（2）硬化：
水泥凝结后逐渐产生强度并发展成为坚硬的水泥石的过程。
注：
水泥的凝结与硬化是人为划分的，实际上是一个连续的复杂的物理化学变化过程。
（3）过程：
其理论至今仍在继续研究，当前一般的看法为：
→初始反应期：
初始的溶解和水化（5—10min）；
→潜伏期凝胶体膜层围绕水泥颗粒成长（1h）；
→凝结期：
凝胶体膜破裂，长大并连接，水泥颗粒进一步水化（6h）；
→硬化期：
凝胶体填充毛细管（6h—若干年）。
注：
→水泥加水拌合后，水泥颗粒分散在水中，成为水泥浆体。
→水泥和水一接触，水泥颗粒表面的熟料矿物发生水化，形成相应的水化物，由于各种水化物的溶解度很小，水化物的生成速度大于其在溶液中的扩散速度，一般在几分钟内，水泥颗粒周围的溶液成为水化物的过饱和溶液，先后析出水化硅酸钙凝胶、水化硫铝酸钙、氢氧化钙晶体等水化产物，覆盖在水泥颗粒表面。
在水化初期，水化物不多。
包有水化产物膜层的水泥颗粒还是分离着，水泥浆具有可塑性。
→随着时间的推移，水化产物的不断析出，水化物膜层不断增厚，颗粒间的间隙逐渐缩小，以至相互接触，在接触点借助静电引力和范德华力，凝结成多空的空间网络，形成凝聚结构，使水泥浆失去可塑性，水泥表现为初凝；
→随着以上过程不断进行，水化物继续增多，颗粒间接触点数目增加，固体颗粒间的空隙（毛细孔）减少，结构逐渐紧密，使水泥浆体完全失去可塑性并具有一定强度，水泥表现为终凝，并开始进入硬化阶段。
进入硬化阶段后，水化速度减慢，水化物随时间的增长而逐渐增加，使毛细孔径减少，结构更趋于致密，强度大幅提高，形成坚硬的水泥石。
水泥颗粒的水化是从表面向内部进行的，水化程度受水和水化物的扩散控制，水泥颗粒的内部很难完全水化，因此硬化后的水泥石中，同时包含：
水化凝胶体和结晶体、未水化的水泥颗粒、水（自由水和吸附水）和孔隙（毛细孔和凝胶孔）。
它们在不同时期相对数量的变化，使水泥石的性质随之改变。
（4）影响因素：
✓熟料矿物组成：
是影响水泥的水化速度、凝结硬化过程及强度等的主要因素。
硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铝酸四钙（C4AF）四种熟料矿物中，C3A是决定性因素，是强度的主要来源。
改变熟料矿物成分间的比例时，水泥的性质即发生相应的变化。
如：
提高C3S的含量，可制得快硬高强度水泥；降低C3A的含量（低于5%），适当提高C4AF的含量，可制得抗硫酸
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