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为什么水泥加水后会凝结
原因是:
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。
为什么水泥与水、沙子混合会凝固？
1．水泥
水泥是非常重要的建筑材料，高楼大厦和各种建筑工程都离不开它。水泥具有水硬性，跟水掺和搅拌后很容易凝固变硬，由于水泥具有这一优良特性，因此被用作建筑材料。又由于它在水中也能硬化，因此也是水下工程必不可少的材料。
以粘土和石灰石为主要原料，经研磨、混合后在水泥回转窑中煅烧，再加入适量石膏，并研成细粉就得到普通水泥。
普通水泥的主要成分是硅酸三钙（3CaO·SiO2）、硅酸二钙、（2CaO·SiO2）和铝酸三钙（3CaO·Al2O3）等。
水泥、沙子和水的混合物叫水泥砂浆，是建筑用粘合剂，可把砖、石等粘结起来。
水泥、沙子和碎石的混合物叫混凝土。混凝土常用钢筋做结构，这就是我们常说的钢筋混凝土结构。钢筋混凝土的强度大，常用来建造高楼大厦、桥梁等高大的建筑。
解放前，我国使用的水泥主要依赖进口。新中国成立以后，水泥工业有了迅速的发展，目前，我国的水泥产量已跃居世界前列。
资料 水泥的标号
水泥在空气中硬固后，具有抗压强度，以kg／cm2来计算。把水泥与沙子以1∶2．5的比率混合制成砂浆试样，此试样在水中养护28天时所具有的抗压强度数值，被称为水泥的标号。例如，1份水泥与2．5份沙子混合制成的砂浆试样，在水中硬固28天后，测得其抗压强度为425 kg／cm2，此水泥的标号就为425。水泥的标号越大，其性能越好。常用的硅酸盐水泥有325号、425号、525号和625号，一些高强度水泥，其标号可达1000以上。
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
如何让水泥在水中凝固快？
如何让水泥在水中凝固快？可以采用下列措施：
采用高标号水泥或速凝水泥；
拌制水泥浆或混凝土时加入促凝剂，如加入水玻璃可以立即凝固；
在可施工的范围内尽量降低水灰比，使坍（塌）落度最低；
拌制好的浆体待到接近终凝再置入水中；
尽量选择在气温、水温较高的季节施工。
以上是凝固快的措施。要硬化快，环境温度是关键因素。
水泥加水就能变硬，这究竟是什么原理呢？
水泥的凝结硬化是一个物理化学变化过程，并不仅仅是物理过程。
让我们来简单看一下水泥的组成：
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），它们分别被简写为C3S, C2S, C3A, 和C4AF。
而硅酸三钙，也就是C3S在水泥中的组成大约可以占到60％，所以水泥的性能与C3S（Ca3SiO5） 的水合及其老化有很强的相关性，硅酸盐水泥的水合是一个非常复杂的过程， 同时涉及到几个物理和化学反应， 随着水化的不断深入， 直到水泥老化完全， 移动水分子不断地转化为水泥中结合在氢合物中不动的水分子（C-S-H），Ca3SiO5 与水反应的水合过程可以如下
来自Acta Phys. Sin. Vol. 64, No. 5 (2015) 056101
这一水化过程当然是化学过程，你可以简单地认为这个过程是水分子的扩散过程，（由运动的水变为静止的水的过程），如下图
图片来自NATURE COMMUNICATIONS | DOI: 10.1038/ncomms10952
有多种方法可以检测这一过程：
1） 水分子的扩散：准弹性中子散射(QENS)
水分子的扩散有一个准弹性散射，中子信号谱发生宽化。
图片来自Direct measurement of the state of water in hydrating paste
2） 硅氧四面体的结合状态：固体核磁（NMR）
硅酸三钙（3CaO·SiO2）发生水化的主要部分就是硅氧四面体的结合，这种结合可以将其简单归类为Q0/1/2/3/4，就是不同数量的四面体聚合在一起，这其实就是水泥水化的本质，如下图
图片来自Materials 2016, 9, 99; doi:10.3390/ma9020099
因为不同的结合数量有不同的核屏蔽效果，所以核磁共振是一种可以利用的监测水化过程的方法，如下图，不同的结合数量有不同核磁信号，
图片来自NATURE COMMUNICATIONS | DOI: 10.1038/ncomms10952
以上就是水泥中所发生的化学变化过程。
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