水泥基材料：水化2

鋁酸鹽相的水化C3A的水化由于C3A的高溶解性和高溶解速率，加水后C3A迅速水化。C3A的放熱量大而快，在水化開始后迅速形成高而窄的放熱峰。2C3A+27H2OC4AH19(C4AH13)+C2AH8

六方片狀晶體

C4AH19+C2AH82C3AH6

立方晶體（水石榴子石）水化產(chǎn)物C4AH19、C4AH13、C2AH8是介穩(wěn)產(chǎn)物，最終將轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定產(chǎn)物C3AH6。10min30min120min

片狀的鋁酸鹽水化物CAH10

立方狀的鋁酸鹽水化物C3AH6

六方片狀晶體向立方晶體的轉(zhuǎn)化依賴反應(yīng)條件。溫度升高強(qiáng)烈促進(jìn)這一轉(zhuǎn)變。30℃以上轉(zhuǎn)化加速。 這種轉(zhuǎn)化使硬化漿體內(nèi)部孔隙率增加，顆粒間的嚙合力下降，有損強(qiáng)度。硫酸鹽存在時C3A的水化C3A+3CaSO4+32H2OC3A·3CaSO4·32H2O

鈣礬石（AFt） 三硫型水化硫鋁酸鈣 10min30min120min

當(dāng)硫酸鈣消耗完后，如仍有部分未反應(yīng)的C3A時，則留下的C3A與生成的鈣礬石繼續(xù)反應(yīng)，生成單硫型水化硫鋁酸鈣（AFm）。C3A+2C3A·3CaSO4·32H2O+4H2O

3C3A·CaSO4·12H2O上述兩反應(yīng)在硅酸鹽水泥水化過程中用于調(diào)整凝結(jié)時間C4AF的水化C4AF的水化過程和水化產(chǎn)物與C3A類似，生成鐵鋁酸鹽固溶物，但反應(yīng)速率只有其三分之一，放熱量也低。在需要控制水化熱的場合，可降低C3A的量，增加C4AF的量，以維持中間相的量基本不變。無水硫鋁酸鈣的水化無水硫鋁酸鈣（C4A3S）是硫鋁酸鹽水泥和膨脹劑的重要組分。水化很快，放熱量大，但持續(xù)時間很短。在有足夠的硫酸根離子和鈣離子存在時，生成三硫型水化硫鋁酸鈣(鈣礬石，AFt)；若不足，則水化初期生成的鈣礬石轉(zhuǎn)變?yōu)閱瘟蛐退蜾X酸鈣(AFm)。鋁酸鈣和鐵酸鈣的復(fù)鹽在適當(dāng)?shù)臈l件下，許多無機(jī)和有機(jī)陰離子能與石灰、氧化鋁和水結(jié)合成四元含水化合物。這些化合物可歸屬于兩個系列的經(jīng)驗(yàn)式：

I IIC3A·3CaX·mH2O C3A·CaX·nH2O

或 和 或

C3A·3CaY2·mH2O C3A·CaY2·nH2OX：二價(jià)陰離子，CO3，SO3，SO4，CrO4等Y：一價(jià)陰離子，OH，Cl，SiO3，NO3，HCO2，CH3CO2等m=30-32H2O，n=10-12H2O四元水化物均為六方形或假六方形晶體。系列I中“三鹽”或高鹽型水化物結(jié)晶成針狀；系列II中“單鹽”或低鹽型水化物結(jié)晶成六方片狀或球狀。系列內(nèi)部由于結(jié)構(gòu)相似，可以形成復(fù)雜的固溶體，但“三鹽”和“單鹽”之間由于晶體結(jié)構(gòu)不同，不能生成固溶體。高鹽型水化物AFt低鹽型水化物AFmAFmAFt三硫型水化硫鋁酸鈣

(鈣礬石，AFt)水泥水化產(chǎn)物中，除CSH凝膠和Ca(OH)2外，最重要的水化產(chǎn)物。典型的針狀晶體。在飽和石灰溶液中穩(wěn)定存在，在強(qiáng)堿性溶液中可能分解。在高于60～80℃的環(huán)境中發(fā)生分解。25℃時Ca-Al-SO4三元相圖85℃時Ca-Al-SO4三元相圖鈣礬石晶核典型的鈣礬石晶體形貌典型的鈣礬石晶體形貌TEM-EDS（AFm）SEM-EDSTEM-EDS（AFt）SEM-EDS難于辨別AFt與AFm，因?yàn)镋DX分析的最小尺寸往往遠(yuǎn)大于早期生成的AFt與Afm晶粒的尺寸。TEM-EDX可以準(zhǔn)確分辨AFt和AFm。AFt中的硫元素含量遠(yuǎn)高于AFm。AFt與AFm都定向生長。AFt晶粒呈現(xiàn)較為完整的針狀，邊緣整齊、棱角分明。AFm晶粒邊緣不平整，幾乎沒有棱角，形貌趨向片層狀發(fā)展，有明顯的二次反應(yīng)跡象。調(diào)凝作用在硅酸鹽水泥水化過程中少量生成，控制水泥的凝結(jié)時間。Scrivener認(rèn)為：C3A的反應(yīng)并不會由于鈣礬石生成而被延緩，而是由硫酸鹽在反應(yīng)點(diǎn)的吸收所控制。膨脹性化合物，可產(chǎn)生很大的體積膨脹?；炷猎诹蛩猁}侵蝕下生成AFt，使結(jié)構(gòu)開裂破壞。稱為“水泥桿菌”。膨脹劑用其膨脹性來補(bǔ)償混凝土的溫度收縮，或使結(jié)構(gòu)致密，制備補(bǔ)償收縮混凝土和自防水混凝土。碳鋁酸鈣C3A·3CaCO3·30H2O，針狀晶體，結(jié)構(gòu)與AFt類似。C3A·CaCO3·12H2O，六方片狀晶體。在有碳酸鹽雜質(zhì)存在下水化，或水化產(chǎn)物受到大氣中二氧化碳作用時，可能生成此種化合物。硅鋁酸鹽含硅水石榴子石C3AH6-C3AS3連續(xù)固溶體，立方晶體鈣鋁黃長石水化物C2ASH8，片狀晶體。 當(dāng)C2AS（硫鋁酸鹽水泥的組分之一），或天然火山灰材料分別與石灰溶液作用時，可生成此水化物。Thaumasite碳硫硅酸鹽[Ca3Si(OH)6·12H2O](SO4)(CO3)

（C3SSCH15）具有類似于鈣礬石的結(jié)構(gòu)，可與鈣礬石形成有限固溶體。在有CaCO3微粉存在時，Thaumasite可很快生成，但必須有鈣礬石預(yù)先生成，作為晶核，促使其形核結(jié)晶。碳硫硅酸鹽與鈣礬石的XRD圖譜硫酸鹽侵蝕與碳化共同作用下，可生成Thaumasite。這會導(dǎo)致CSH分解，使水化產(chǎn)物失去膠凝性，造成嚴(yán)重后果。由于這種破壞作用是針對硅酸鹽相，而不是鋁相，因此抗硫酸