利用電子顯微鏡來研究水泥微觀結構的變化過程
水泥硬化的微觀過程
水泥的放熱曲線雖然可以告訴我們水合反應的過程,不過卻無法顯示出其內部結構與強度的變化。若要獲得這方面的資料,
就必須利用電子顯微鏡來研究水泥微觀結構的變化過程。
透過電子顯微鏡,我們可以發現在水泥加水后的頭兩個鐘頭內,原先多角形的水泥顆粒已被膠體的水合產物包住,
并且借此“外套”而互相連接起來,使水泥固定下來不再具有可塑性。
此時水泥的結構很容易被打破,不過也能很快地再重新聚合起來。
3至5小時后,水泥即開始了不可逆的硬化過程,其微觀結構也有了顯著的變化。
原先包住水泥顆粒的膠體外套,逐漸長出許多細密的纖毛,這就是水泥中的矽酸鹽和水反應生成的膠體矽酸鈣水合物。
隨著水合反應的繼續進行,這些纖毛逐漸伸入水泥顆粒間的空隙,而與鄰近顆粒上所長出的纖毛交織成網狀的結構,
使水泥凝固成堅固的基質,
同時也把氫氧化鈣及其他一些水合物的結晶副產物,或是另外加入的砂石,牢固地“織”在一起。
纖毛的產生,固然是導致水泥硬化產生強度的主因,不過至今仍不清楚其反應的機構。
根據牛津大學研究研究發現這些纖毛其實是一種中空的管狀結構,使人們對它的了解向前邁進了一大步。