水泥的水和作用

水泥的水和作用
混泥土之強度與水泥糊體之膠結力有密切的關係，
糊體是由水泥與水組成的，通稱水泥與水之重量比為水灰比（簡稱為w/c）水泥糊體之膠結力，濃度愈大者交著力愈好，水泥糊體之濃度，可由水灰比來表示，水灰比大者，就是水量多水泥少，水泥濃度稀，強度差，反之，水灰比小著強度高。以上是一般通俗的比喻，其真正的道理需引用水泥化學理論來解釋，茲簡單敘述如下：

水泥本身並無具有膠結性，而是他與水發生化學作用，（稱謂水和作用Hydration）後，所形成之新物質才有黏靠作用。這種新生物質稱謂矽酸鈣水化物（Calcium silicate hydrate）又名矽酸鈣膠滯體。
［膠滯體］的凝聚性物質一般每克重量水泥粉有３０００平方公分表面積，所以稱其比表面積為（Specific surface area )3000 2/g cm，水泥粉末每顆粒直徑為　１０u ,每公斤水泥約有三千三百億顆。水泥的顆粒雖然非常細微，它與矽酸愾膠滯體相比，則是大巫見小巫，因為一克矽酸鈣膠體的表面積約為三百萬平方公分，每顆交至體的直徑約為水泥顆粒的千分之ㄧ。就是這種龐大的膠滯體表面積產生的吸附作用力，使水泥糊體表面積產生的吸附作用力，使水泥糊體產生黏牢作用。通常物質均有吸引外界物質的趨勢，稱為吸附作用，如骨材之吸水作用。
當二物質之表面貼在一起時，能產生相互吸引力，稱為黏著力。矽酸鈣膠滯體相互接觸時，即會發生粘著力，於是產生黏牢力量。

同樣的他也能與砂或石子的表面積產生黏著力。一顆膠滯體與另一顆膠滯體所能產生的黏著力雖然不大，但積少成多，幾億顆甚至幾億億顆的膠滯體所累積的粘著力量就相當龐大，此即水泥糊體產生膠結力的原因。

另外，硬化水泥糊體內的孔隙，是引響強度大小的主因。小孔隙稱為膠滯體細孔，大者稱為毛細管孔，這些孔隙愈多，水泥糊體之組織就愈為海綿狀，強度愈低。比方我們製造二種水泥糊體，利用相同數量的水泥和不同數量的水，凝結後，含水較多的水泥糊體就有較大的體積，（體積等於水泥與水所佔的空間）充分水和之後，這二種水泥糊體將含有相同數量的膠滯體。因此水多者，膠滯體密度較低，其所形成的黏著力量就較弱了，這就是水灰比大的混泥土強度較低之原因。

臨時水電工e網／重點學問2009/05/13