水泥基材料：水化2

铝酸盐相的水化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的放热量大而快，在水化开始后迅速形成高而窄的放热峰。2C3A+27H2OC4AH19(C4AH13)+C2AH8

六方片状晶体

C4AH19+C2AH82C3AH6

立方晶体（水石榴子石）水化产物C4AH19、C4AH13、C2AH8是介稳产物，最终将转变为稳定产物C3AH6。10min30min120min

片状的铝酸盐水化物CAH10

立方状的铝酸盐水化物C3AH6

六方片状晶体向立方晶体的转化依赖反应条件。温度升高强烈促进这一转变。30℃以上转化加速。 这种转化使硬化浆体内部孔隙率增加，颗粒间的啮合力下降，有损强度。硫酸盐存在时C3A的水化C3A+3CaSO4+32H2OC3A·3CaSO4·32H2O

钙矾石（AFt） 三硫型水化硫铝酸钙 10min30min120min

当硫酸钙消耗完后，如仍有部分未反应的C3A时，则留下的C3A与生成的钙矾石继续反应，生成单硫型水化硫铝酸钙（AFm）。C3A+2C3A·3CaSO4·32H2O+4H2O

3C3A·CaSO4·12H2O上述两反应在硅酸盐水泥水化过程中用于调整凝结时间C4AF的水化C4AF的水化过程和水化产物与C3A类似，生成铁铝酸盐固溶物，但反应速率只有其三分之一，放热量也低。在需要控制水化热的场合，可降低C3A的量，增加C4AF的量，以维持中间相的量基本不变。无水硫铝酸钙的水化无水硫铝酸钙（C4A3S）是硫铝酸盐水泥和膨胀剂的重要组分。水化很快，放热量大，但持续时间很短。在有足够的硫酸根离子和钙离子存在时，生成三硫型水化硫铝酸钙(钙矾石，AFt)；若不足，则水化初期生成的钙矾石转变为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。铝酸钙和铁酸钙的复盐在适当的条件下，许多无机和有机阴离子能与石灰、氧化铝和水结合成四元含水化合物。这些化合物可归属于两个系列的经验式：

I IIC3A·3CaX·mH2O C3A·CaX·nH2O

或 和 或

C3A·3CaY2·mH2O C3A·CaY2·nH2OX：二价阴离子，CO3，SO3，SO4，CrO4等Y：一价阴离子，OH，Cl，SiO3，NO3，HCO2，CH3CO2等m=30-32H2O，n=10-12H2O四元水化物均为六方形或假六方形晶体。系列I中“三盐”或高盐型水化物结晶成针状；系列II中“单盐”或低盐型水化物结晶成六方片状或球状。系列内部由于结构相似，可以形成复杂的固溶体，但“三盐”和“单盐”之间由于晶体结构不同，不能生成固溶体。高盐型水化物AFt低盐型水化物AFmAFmAFt三硫型水化硫铝酸钙

(钙矾石，AFt)水泥水化产物中，除CSH凝胶和Ca(OH)2外，最重要的水化产物。典型的针状晶体。在饱和石灰溶液中稳定存在，在强碱性溶液中可能分解。在高于60～80℃的环境中发生分解。25℃时Ca-Al-SO4三元相图85℃时Ca-Al-SO4三元相图钙矾石晶核典型的钙矾石晶体形貌典型的钙矾石晶体形貌TEM-EDS（AFm）SEM-EDSTEM-EDS（AFt）SEM-EDS难于辨别AFt与AFm，因为EDX分析的最小尺寸往往远大于早期生成的AFt与Afm晶粒的尺寸。TEM-EDX可以准确分辨AFt和AFm。AFt中的硫元素含量远高于AFm。AFt与AFm都定向生长。AFt晶粒呈现较为完整的针状，边缘整齐、棱角分明。AFm晶粒边缘不平整，几乎没有棱角，形貌趋向片层状发展，有明显的二次反应迹象。调凝作用在硅酸盐水泥水化过程中少量生成，控制水泥的凝结时间。Scrivener认为：C3A的反应并不会由于钙矾石生成而被延缓，而是由硫酸盐在反应点的吸收所控制。膨胀性化合物，可产生很大的体积膨胀。混凝土在硫酸盐侵蚀下生成AFt，使结构开裂破坏。称为“水泥杆菌”。膨胀剂用其膨胀性来补偿混凝土的温度收缩，或使结构致密，制备补偿收缩混凝土和自防水混凝土。碳铝酸钙C3A·3CaCO3·30H2O，针状晶体，结构与AFt类似。C3A·CaCO3·12H2O，六方片状晶体。在有碳酸盐杂质存在下水化，或水化产物受到大气中二氧化碳作用时，可能生成此种化合物。硅铝酸盐含硅水石榴子石C3AH6-C3AS3连续固溶体，立方晶体钙铝黄长石水化物C2ASH8，片状晶体。 当C2AS（硫铝酸盐水泥的组分之一），或天然火山灰材料分别与石灰溶液作用时，可生成此水化物。Thaumasite碳硫硅酸盐[Ca3Si(OH)6·12H2O](SO4)(CO3)

（C3SSCH15）具有类似于钙矾石的结构，可与钙矾石形成有限固溶体。在有CaCO3微粉存在时，Thaumasite可很快生成，但必须有钙矾石预先生成，作为晶核，促使其形核结晶。碳硫硅酸盐与钙矾石的XRD图谱硫酸盐侵蚀与碳化共同作用下，可生成Thaumasite。这会导致CSH分解，使水化产物失去胶凝性，造成严重后果。由于这种破坏作用是针对硅酸盐相，而不是铝相，因此抗硫酸