水泥为什么能在水中凝固？

水中凝固又称为水泥凝结，主要原因如下：

1、水泥具有水硬性,是因为水泥水化的主要反应产物钙矾石、硅钙凝胶不溶于水,氢氧化钙微溶于水,随水化反应进展,强度逐步发展。强度发展不会因为周围环境有水而受到损害。

2、水泥的水硬性是指水泥(硅盐水泥)与水拌合后,水泥与水产生水化反应凝结硬化,此凝结硬化的过程可以在水下或潮湿环境中进行。

3、水泥、混凝土试块养护一般情况是在潮湿环境或者石灰水中养护,使其达到理想的标号。 是粉状无机矿物材料,具有较强的与水反应化学活性,凝固后形成具有一定强度整体。水泥与水产生水化反应凝结硬化,此凝结硬化的过程可以在水下或潮湿环境中进行。

扩展资料：

水泥的特点：

1、凝结硬化快、抗冻性好、早期强度高、水化热大。

2、早期强度高、水化热大、抗冻性好。

3、抗浸蚀、耐水性好、耐热性好、水化热低、蒸汽养护强度发展较快、后期强度较大。地上、地下及水中的大体积混凝土工程；蒸汽养护的混凝土构件；有抗浸蚀要求的工程，

参考资料来源：

百度百科-水泥凝结

在水泥中加入适量的水后，就会变成可随意加工的浆体，随着时间的推移就会凝固成紧密的固体，如果开始就加入石子或者砂就会变成我们所说的混凝土，这个过程就是水泥的凝固硬化。

水泥的凝固硬化是一个复杂的过程，水泥中的物质与水发生反应，初期生成一些小的晶体包裹在水泥颗粒表面，这些细小的晶体靠很小的吸引力粘结在一起，从而形成一种网状结构，叫做凝固结构，由于这种结构靠极小的吸引力无序的连结在一起形成的，所以这种结构的的强度很低，具有明显的可塑性。

扩展资料

水泥的发展历史

人类最早是没有建筑的，都住在山洞或者树上，后来开始用树枝或茅草建造房子。随着人类开始使用各种工具后，用石头，泥土，木头建造坚固的房屋，各种建造材料开始使用。

水泥最早在古罗马时期开始使用，用火山灰和石灰加水，用来粘合石头，这样让建造更加坚固。中国最早在南北朝时期，用石灰和粘土及糯米制成混合物，主要用于建筑材料的粘合及墓葬的修建上。

1796年英国人利用泥灰岩烧制成水泥，这也成为第一种现代水泥。1824年英国发明了硅酸盐水泥，并取得了水泥的专利权。1889年李鸿章在唐山创办了中国第一家水泥厂。中国水泥工业经过上百年的发展，早在2003年水泥年产量为8.6亿吨，约占世界总产量的40%。

参考资料来源：百度百科—水泥

水泥为什么会有水硬性水泥的水硬性是指水泥（硅酸盐或波特兰水泥）与水拌合后，水泥与水产生水化反应凝结硬化，此凝结硬化的过程可以在水下或潮湿环境中进行。水泥具有水硬性，是因为水泥水化的主要反应产物钙矾石、硅酸钙凝胶不溶于水，氢氧化钙微溶于水，随水化反应进展，强度逐步发展。强度发展不会因为周围环境有水而受到损害。 相对应的是气硬性或非水硬性胶凝材料，如石灰、石膏、氯氧镁水泥。这些胶凝材料与水拌合后，需在空气中凝结硬化，并且空气中湿度不能太大，否则水化产物会溶解或转变，产生不了强度或受潮后强度降低。 与胶体没有关系。硅酸盐水泥、石灰、石膏、氯氧镁等，均是粉状无机矿物材料，具有较强的与水反应化学活性，凝固后形成具有一定强度整体。硅酸盐水泥水化生成的主要水化产物——硅酸钙，称作‘凝胶’，属于无机聚合物，具有非常高硬度，不溶于水，耐各种化学腐蚀，是硬化水泥石的强度和耐腐蚀的主要依靠。

水泥遇水凝固，是因为水泥与水分子间发生的化学反应，形成水合产物的刚性链锁结构，逐渐取代了水泥颗粒间的水分子，最后就使得所有的材料都坚固地结合在一起了。

1、水泥的凝结和硬化，是一个复杂的物理—化学过程，其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物，由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，导致产生强度。

2、普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（β-2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）四种矿物组成的。按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错，聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质，这些胶体物质由于外部干燥失水，或由于内部未水化颗粒的继续水化，于是产生“内吸作用”而失水，从而使胶体硬化。随着科学技术的发展，特别是X—射线和电子显微技术的应用，将这两种理论统一起来，过去认为水化硅酸钙CSH(B)是胶体无定形的，实际上它是纤维状晶体，只不过这些晶体非常细小，处在胶体大小范围内，比面积很大罢了。所以现在比较统一的认识是：水泥水化初期生成了许多胶体大小范围的晶体如CSH(B)和一些大的晶体如Ca(OH)2包裹在水泥颗粒表面，它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来，而连成一空间网状结构，叫做凝聚结构。由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的，所以结构的强度很低而有明显的可塑性。以后随着水化的继续进行，水泥颗粒表面不大稳定的包裹层开始破坏而水化反应加速，从饱和的溶液中就析出新的、更稳定的水化物晶体，这些晶体不断长大，依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构，叫做结晶结构。这种结构比凝聚结构的强度大得多。水泥浆体就是这样获得强度而硬化的。随后，水化继续进行，从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中，水泥浆体的强度也不断得到增长。

3、影响水泥凝结速率和硬化强度的因素很多，除了熟料矿物本身结构，它们相对含量及水泥磨粉细度等这些内因外，还与外界条件如温度、加水量以及掺有不同量的不同种类的外加剂等外因密切相关。

4、当水泥与适量的水调和时，开始形成的是一种可塑性的浆体，具有可加工性。随着时间的推移，浆体逐渐失去了可塑性，变成不能流动的紧密的状态，此后浆体的强度逐渐增加，直到最后能变成具有相当强度的石状固体。如果原先还掺有集合料如砂、石子等，水泥就会把它们胶结在一起，变成坚固的整体，即我们常说的混凝土。这整个过程我们把它叫做水泥的凝结和硬化。从物理、化学观点来看，凝结和硬化是连续进行的、不可截然分开的一个过程，凝结是硬化的基础，硬化是凝结的继续。但是在施工中为了保证施工质量，要求在水泥浆体失去其可塑性以前必须结束施工，因此人们根据需要以及水泥浆体的这个特性，人为地将这整个过程划分为凝结和硬化两个过程。凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性，并有很低的强度的过程；硬化是指浆体强度逐渐提高能抵抗外来作用力的过程。此外，对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝，用加水后开始计算的时间来表示。例如，国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于12h。使用时施工浇灌过程的时间，必须早于45min；到终凝后，才能脱去模板开始下一个周期生产。

当水泥与适量的水调和时，开始形成的是一种可塑性的浆体，具有可加工性。随着时间的推移，浆体逐渐失去了可塑性，变成不能流动的紧密的状态，此后浆体的强度逐渐增加，直到最后能变成具有相当强度的石状固体。如果原先还掺有集合料如砂、石子等，水泥就会把它们胶结在一起，变成坚固的整体，即我们常说的混凝土。这整个过程我们把它叫做水泥的凝结和硬化。从物理、化学观点来看，凝结和硬化是连续进行的、不可截然分开的一个过程，凝结是硬化的基础，硬化是凝结的继续。但是在施工中为了保证施工质量，要求在水泥浆体失去其可塑性以前必须结束施工，因此人们根据需要以及水泥浆体的这个特性，人为地将这整个过程划分为凝结和硬化两个过程。凝结是指水泥浆体从可塑性变成非可塑性，并有很低的强度的过程；硬化是指浆体强度逐渐提高能抵抗外来作用力的过程。此外，对凝结过程还人为地进一步划分为初凝和终凝，用加水后开始计算的时间来表示。例如，国家标准规定：普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于12h。使用时施工浇灌过程的时间，必须早于45min；到终凝后，才能脱去模板开始下一个周期生产。

水泥的凝结和硬化，是一个复杂的物理—化学过程，其根本原因在于构成水泥熟料的矿物成分本身的特性。水泥熟料矿物遇水后会发生水解或水化反应而变成水化物，由这些水化物按照一定的方式靠多种引力相互搭接和联结形成水泥石的结构，导致产生强度。
普通硅酸盐水泥熟料主要是由硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙（β-2CaO·SiO2）、铝酸三钙（3CaO·Al2O3）和铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3）四种矿物组成的，它们的相对含量大致为：硅酸三钙37～60％，硅酸二钙15～37％，铝酸三钙7～15％，铁铝酸四钙10～18％。这四种矿物遇水后均能起水化反应，但由于它们本身矿物结构上的差异以及相应水化产物性质的不同，各矿物的水化速率和强度，也有很大的差异。按水化速率可排列成：铝酸三钙＞铁铝酸四钙＞硅酸三钙＞硅酸二钙。按最终强度可排列成：硅酸二钙＞硅酸三钙＞铁铝酸四钙＞铝酸三钙。而水泥的凝结时间，早期强度主要取决于铝酸三钙和硅酸三钙。现分别简述它们的水化反应。
首先，介绍铝酸三钙。它的水化反应可用下式表达。

上述铝酸三钙的水化反应如果进行得很快，会导致水泥的凝结过快而无法使用，因此，一般在粉磨水泥时都掺有适量的二水石膏作为缓凝剂，掺石膏后铝酸三钙的水化反应如下式所示。

由于这个反应就不会引起快凝。当水泥中的石膏完全作用完后，还有多余3CaO·Al2O3时将发生下列反应。

如果还有过量3CaO·Al2O3时，就会生成4CaO·Al2O3·13H2O。在正常缓凝的硅酸盐水泥中，石膏掺入量能保证在浆体结硬以前，不会发生后两个反应。
其次，谈一下硅酸三钙。它的水化反应可表示如下：

由于CaO0.8～1.5SiO2·H2O0.25与天然的托勃莫来石很相似，因而称它为托勃莫来石，通常用CSH(B)来表示。
铁铝酸四钙水化反应和铝酸三钙相似，而硅酸二钙水化反应和硅酸三钙相似。
那么，这些水化产物怎样会导致水泥浆结硬并产生强度呢？水泥凝结硬化的机理究竟是什么？按结晶理论认为水泥熟料矿物水化以后生成的晶体物质相互交错，聚结在一起从而使整个物料凝结并硬化。按胶体理论认为水化后生成大量的胶体物质，这些胶体物质由于外部干燥失水，或由于内部未水化颗粒的继续水化，于是产生“内吸作用”而失水，从而使胶体硬化。随着科学技术的发展，特别是X—射线和电子显微技术的应用，将这两种理论统一起来，过去认为水化硅酸钙CSH(B)是胶体无定形的，实际上它是纤维状晶体，只不过这些晶体非常细小，处在胶体大小范围内，比面积很大罢了。所以现在比较统一的认识是：水泥水化初期生成了许多胶体大小范围的晶体如CSH(B)和一些大的晶体如Ca(OH)2包裹在水泥颗粒表面，它们这些细小的固相质点靠极弱的物理引力使彼此在接触点处粘结起来，而连成一空间网状结构，叫做凝聚结构。由于这种结构是靠较弱的引力在接触点进行无秩序的连结在一起而形成的，所以结构的强度很低而有明显的可塑性。以后随着水化的继续进行，水泥颗粒表面不大稳定的包裹层开始破坏而水化反应加速，从饱和的溶液中就析出新的、更稳定的水化物晶体，这些晶体不断长大，依靠多种引力使彼此粘结在一起形成紧密的结构，叫做结晶结构。这种结构比凝聚结构的强度大得多。水泥浆体就是这样获得强度而硬化的。随后，水化继续进行，从溶液中析出新的晶体和水化硅酸钙凝胶不断充满在结构的空间中，水泥浆体的强度也不断得到增长。
影响水泥凝结速率和硬化强度的因素很多，除了熟料矿物本身结构，它们相对含量及水泥磨粉细度等这些内因外，还与外界条件如温度、加水量以及掺有不同量的不同种类的外加剂等外因密切相关。