科学与人类行为
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１．前言
在常温下硬化的水泥石，通常是由未水化的水泥熟料颗粒、水化水泥、水和少量的空气，以及由水和空气占有的孔隙网所组成。因此它是一个固～
液～气三相多孔体。水泥石的性能主要取决于这些组成的性质、它们的相对含量、以及它们之间的相互作用。水泥石水化物的组成和结构，又主要地决定于水泥熟料矿物的性质以及水化硬化的环境。在常温下硅酸盐水泥的水化产物，按其结晶程度可以分成两大类，一类是结晶比较差，晶粒的大小相当于胶体尺寸的水化硅酸钙凝胶，简称ＣＳＨ凝胶，它既是微晶质可以彼此交叉和连生，又因为其大小在胶体尺寸范围内而具有凝胶体的特性。所以也常常根据后者的物理特性，把水化硅酸钙称为凝胶体。在常温下，硬化的水泥石中，除了ＣＳＨ凝胶体外，还有结晶度比较完整、晶粒比较大的一类水化物，如氢氧化钙、水化铝酸钙以及水化硫铝酸钙等。其中水化硫铝酸钙还分为高硫型水化硫铝酸钙（Ｃ３Ａ．３ＣａＳＯ４．３１Ｈ２Ｏ，钙矾石）和单硫型水化硫铝酸钙（Ｃ３Ａ．ＣａＳＯ４．１２Ｈ２Ｏ）。
２．水泥石中水化物粒子的形态及能谱分析
水泥水化时生成的氢氧化钙粒子在初期呈薄的六角板状，其宽度为几十个微米，然后生成厚实的晶体并失去六角形轮廓，且水泥石中的氢氧化钙晶体一般是插入或填充于ＣＳＨ凝胶中。在硅酸盐水泥石中的钙矾石晶体一般呈棒状或针状。
１．ＣＳＨ凝胶体则是水泥石的主要组成，它具有不同的存在形态。
第一种为纤维状粒子，为Ｉ型ＣＳＨ凝胶，它是水泥水化早期，从水泥表面向外辐射的细长物质，呈针柱状或棒状晶体，常常在尖端上分为两个或更多叉枝。见图片１（图片中的＋Ｓｐｅｃｔｒｕｍ为能谱分析的取样点）及能谱分析图１。
第二种为网络状粒子，为ＩＩ型ＣＳＨ凝胶，它是由许多小的粒子互相接触而形成的互相联锁的网状构造。这些小粒子是具有与Ｉ型粒子截面大体相同的长条型粒子。每个粒子在生长过程中往往每隔半微米就叉开，而叉开的角度相当大。这样，随着粒子的生成，粒子间的叉枝互相交结而形成一个连续的相互连结的三度空间网。见图片２及能谱分析图２。
第三种为小而不规则的等大粒子或扁平粒子，为ＩＩＩ型ＣＳＨ凝胶，这种粒子一般不大于０．３微米。这种粒子要到水泥水化进行到适当程度时才出现，见图片３。以上三种ＣＳＨ凝胶在能谱分析中，无Ｓ元素或有很少的Ｓ元素，而Ｃａ、Ｓｉ含量较高。鄢礼华
影响ＣＳＨ凝胶形态的因素很复杂，但是，最主要的还是与水泥的水化阶段以及水化环境（包括水化温度、
水溶液中的组成以及其它条件）。也就是说，水化物在不同的水化阶段，不同的水化环境，有不同的形态。
２．水泥石中的氢氧化钙结晶（呈六角板）常常插入在凝胶体中。对其的能谱分析中，Ｃａ、Ｏ元素含量较高，而无Ｓ、Ｓｉ元素或有很低。见图片４及能谱分析图３。
【摘要】
通过扫描电镜对水泥石水化过程各阶段粒子形态进行微观及能谱分析，分析各阶段的不同粒子
化学构成，从而确定粒子名称，为判断水泥石不同时期水化产物提供参考。【关键词】能
唐山师范学院刘丹谱
分
析
水化物
文／杨桂权１
武英杰１哈德尔·阿布都哈力克２
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（上接４４页）激励作用下将产生振动，从而产生机械噪声。当激励频率与结构固有频率吻合或接近时，将发生共振，这种振动是造成车身内部低频噪声的主要振源。此外，由于机械的撞击、摩擦以及交变载荷的作用，轿车室内装备的运动部件，以及车身结构的连接件都会产生振动和车内噪声。合理的车身刚度可以很好地改善由车身结构产生的噪声。车身是一个多自由度的弹性系统，因而有无限多的固有振型。车身的低阶振型一般为整车振型，如扭转、弯曲振型，而高阶振型为一些局部共振振型，如地板振型、车顶振型和侧围外板振型等。有时，由于车身一些局部振型在低频范围内出现，或与整车振型同时出现。合理的轿车车身刚度设计可以很好地解决车身振动问题。轿车平稳性研究的是 经座椅传到人体引起的全身振动的问题，这种振动来源主要有三个方面：一个是车身结构在悬架上的振动；其次是车
身结构的整车弹性振动；最后是人在座椅上的振动。这些振动的特点
是低频性。就车身结构而言，提高汽车的行驶平顺性就是减小整车的弹性振动。因此，轿车车身刚度直接影响着轿车的舒适性，合理的车身刚度可以使轿车的舒适性能得到很好保证。轿车车身刚度对轿车整体的性能指标有着全面直接的影响，轿车车身合理的刚度将使轿车的整体性能指标得到全面的提高。因此，轿车车身的刚度问题应得到充分的重视，目前国外对轿车车身刚度的研究十分重视，轿车车身刚度的研究已是车身开发的最重要指标之一。
总之，加强现代车身结构分析不仅能赋予了车身结构设计新
的特点，促进了现代车身结构设计新趋势的形成，而且已成为车身结构优化设计中最有意义的内容。
（作者单位系河北省保定市长城华北汽车公司）
３．水泥石的石膏也是主要生成物之一，呈较粗的柱状晶体，对其的能谱分析中，Ｃａ、Ｏ、Ｓ元素含量较高，无Ｓｉ元素或其它元素含量很低。见图片５及能谱分析图４。
４．高硫型水化硫铝酸钙（钙矾石３ＣａＯ．Ａｌ２Ｏ３．３ＣａＳＯ４．３２Ｈ２Ｏ）属三
方晶系，呈柱状或针状晶体，对其的能谱分析中，Ｃａ、Ｓ、Ａｌ元素含量较高，无Ｓｉ元素或含量较低。见图片６及能谱分析图５。
从图片与能谱分析图中可以看出，水泥石的各种水化产物从形貌及能谱分析的元素组成上各有不同，但形貌和矿物的组成又与水泥水化的环境及水泥的矿物组成有着密切的关系。
３．综述
在水泥石结构形成过程中，初期我们可以观察到间隔比较大的水化水泥粒子的聚集体。这时从每个颗粒放射出Ｉ型即纤维状ＣＳＨ凝胶，也有柱状的钙矾石形成，与此同时，也局部地形成ＩＩ型即网状
ＣＳＨ凝胶。，并有薄的氢氧化钙晶体插入其中；当水化到一定程度后才有ＩＩＩ型即等大ＣＳＨ凝胶粒子形成；进一步水化使每个水泥粒子放射出水化物凝胶的区域相互交织，网络状粒子连成一体，这时水泥石强度明显增长。在这个阶段以后，水泥继续水化形成的凝胶大部分属于ＩＩＩ型ＣＳＨ凝胶粒子，并有厚实的氢氧化钙晶体插入其间。通过扫描电镜进行能谱分析时，由于其是对一区域的扫描，我们在分析这一粒子的组成时，避免不了其中掺杂了一些其它粒子的元素，因此，进行能谱分析时，应出含量较高的各元素，通过不同粒子的化学成份，来确定粒子的名称。
最后，当水泥石水化达到成熟阶段，即达到绝大部分水泥已经水化或完全水化阶段，在整个基质中，
就不容易观察到各别粒子的形态，但仍可看到有些区域以氢氧化钙集团为主；而另一些区域则以ＩＩＩ型ＣＳＨ凝胶体为主，其中插入氢氧化钙晶体；也可以看到仍属于Ｉ型和ＩＩＩ型ＣＳＨ凝胶的特征，还有钙矾石、石膏、孔洞等。总之，
硬化水泥石的结构在微观是不均匀的。参考文献
［１］胶凝材料学编写组著．《胶凝材料学》［Ｍ］．北京．中国建筑工业出版社，１９８０．６
（作者单位系１新疆水利水电科学研究沈禾
院
２新
疆
下坂
地水利枢纽工程建设管理局）
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