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为什么水泥制成的混凝土很坚硬

水泥是一种十分常用的建筑材料。

粉末状的水泥加入适量的水和石子、砂子混合后，就会结成坚硬的混凝土。

水泥为什么会变硬呢?

普通的水泥是硅酸钙等物质的混合物，是用石灰或白垩土（碳酸钙）同黏土（铝、硅和氧的化合物）送入高温窑中加热烧制而成的。

粉状的水泥和水相混后，在开始的一个小时内，水泥颗粒被一薄层具有半渗透性的胶质膜所包裹。

这一层胶质膜是由硅酸钙与水化合而成，这个化合过程叫做水合作用。

普通水泥在接触水4个小时之后才能达到初步硬化。

这时，外部的水会通过半渗透性胶质膜渗入其内部，水泥颗粒会继续发生部分溶解，随着其浓度、渗透压、体积的变大，胶膜发生破裂，并又形成新的胶膜，如此反复进行，水泥颗粒外会形成一种空心管状的纤维。

大量的像“刺”

一样的空心管状纤维向外伸展。

随着纤维的变长，这些空心管状的“刺”

逐渐联结在一起，从而产生一种将各颗粒胶联起来的“交织网”

。

正是这种纤维组成的立体网，增加了水泥的强度。

普通水泥在最初的数日或数周内慢慢硬化，如适当补充水分，其强度在数月或数年的漫长时期内，依然能继续增长。

水泥与水的反应非常慢，为了进一步证实这一点，科学家曾将已硬化了的水泥磨碎，并将它再与水混合，发现它会产生第二次硬化。

水泥中的细微裂缝有时会自行弥合，就是因为裂缝使水泥的颗粒打开，而当水渗入后，这些水泥颗粒表面又会生成新的刺状纤维，于是把裂开的部分又联结了起来。