水泥里为什么要掺沙子（建筑工人为什么往水泥里加糖）

文|整点科普

水泥是非常常用的建筑材料，混凝土拌合物就是由水泥与水、砂、石子等物质按照比例混合制成。

令人奇怪的是，有些工人会将白糖加入混凝土，这其中有什么不为人知的奥秘呢？糖加水泥，会发生什么？

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英国一个工人将糖加入水泥中，成功阻止了一场灾难

在伦敦维多利亚地铁的施工现场，工人将水泥拌合成混凝土后，准备用来填充电梯井。但是，意外突然发生了。

这些混凝土泄露到了地铁线外的控制室，几乎要淹没整个空间，控制室里的电路和开关迅速被覆盖，光靠铁铲根本无法及时清理。

通常来说，混凝土在几个小时后发生凝固现象，水泥会加速其凝固的时间，如果清理不及时，控制室将会被凝固无法操作，整个地铁系统面临崩溃的可能，后果不堪设想。

就在大家手足无措时，一位工人急中生智，跑到附近的便利店买了许多白糖，随后将这些白糖全部撒入混凝土中，然后不断搅拌。

让人意外的是，添加了白糖的混凝土很快就瘫软成了稀泥状，凝固的速度变得非常缓慢，延长了大家处理的时间。

很快，这些流进控制室的混凝土就全都被舀出去了，危机也就解除了。

那么，水泥为什么能够阻止水泥硬化呢？其中的原理是什么？

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为什么白糖能够延缓水泥的硬化？原理是什么？

想了解其中的原理，就需要了解水泥和白糖的成分。

• 水泥：

水泥属于硅酸盐矿物，遇水变硬是因为其主要成分包括硅酸三钙以及硅酸二钙等，分为通用水泥、特性水泥及专用水泥三类。

水泥中的物质与水反应后会生成水化硅酸钙以及氢氧化钙，混凝土凝固形成水化硅酸钙晶体前，会先形成许多微小的水化硅酸钙晶核，随后不断扩大并相互交织形成具有一定强度、能抵抗水及盐性物质的侵蚀晶体，也就是水泥浆。

• 白糖：

白糖是一种天然甜味剂，由甘蔗或者甜菜加工制造而成，通常是颗粒状。

为了更好地弄清楚为什么白糖对水泥具有凝缓作用，国内外的科学家进行了不少研究。

普遍观点是：

白糖加入水泥中溶解后，分子会牢牢地吸附水化硅酸钙表面，破坏了粒子表面的水化硅酸钙晶体，阻止水化产物的生成；

除此之外，产生的蔗糖化钙会被吸附到水泥颗粒表面，颗粒之间难以扩大交织，延缓了水泥凝固的时间，增强混凝土的抗渗性和流动性。

专家进行了一项对比实验，发现葡萄糖和果糖也能有效延长水泥的凝固时间，但蔗糖的效果是最好的。

但是，并不是所有糖对水泥具有凝缓作用，有的糖反而可以用作增稠剂，比如甲基葡萄糖苷，它通常用作工具剂和树脂调节剂来合成聚醚聚酯多元醇。

实验数据表明，18个小时就会凝固的水泥，在其中加入0.04%的白糖，凝固时间能够延长一倍，抗压强度提高到28天。

市面上的商用凝缓剂琳琅满目，但价格都比较高，白糖的价格相对来说比较实惠。

因此，很多工人在施工过程中，也会将白糖作为"缓凝剂"添加到混凝土里，达到延缓凝固的目的。

比如说，搅拌车在遇上堵车时，可以在滚筒中加入一些白糖，防止凝固；

工人在没有完全凝固的水泥表面撒糖水，一段时间后将表面的浆体冲掉，就能看到自带粗糙哑光效果的水泥地板了。

不过，也有数据证明，在水泥中添加的白糖量超过1%，水泥就会变成一滩废泥。

二战期间，法国人就曾偷偷在德国军队的水泥中加白糖，导致混凝土难以凝固，阻碍德国人修筑监狱。

除了延缓水泥硬化之外，糖还能够降低水泥的表面温度，减少裂缝的产生。

混凝土在施工过程中由于水热化造成内外温差控制不均匀，容易产生裂缝，白糖能够降低水泥所释放出来的温度，减少表面的裂缝。

在实践中，没有加糖或其他缓凝剂时，混凝土的内部温度高达70℃以上，加入白糖后，温度降到了50摄氏度。

所以，白糖算得上是水泥的“克星”了。

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水泥中添加不同物质，效果大不相同

除了白糖外，在水泥中添加其它物质，也会改变水泥的状态。

• 加盐：

水泥加盐够增强抗冻性，在0到-15℃下的低温环境下也能正常凝固，天气寒冷的时候能够帮助水泥正常进行水化反应，保证施工顺利进行。

但是，盐中含有的氯离子会腐蚀钢筋，所以，一些国家会禁止施工团队在水泥中加盐。

• 加秸秆：

水泥中加秸秆可以增强混凝土的韧性和保温性，但容易产生虫蛀、氧化等问题，风险程度比较高。

• 加洗衣粉：

水泥加洗衣粉，水泥涂抹起来会更加方便，使墙面变得更加光滑平整；

不过，由于洗衣粉是碱性的，使用量过多反而会发生反作用，使墙面变得更加粗糙丑陋。

白糖、盐、洗衣粉等物质虽然能够延缓水泥凝固，增强混凝土的各项能能，但使用不当弊端也很大。

出于成本、安全、使用效果等方面的考虑，最好还是使用正规的专业混凝土外加剂，按照法律法规制定的标准来进行水泥调制，保证建筑物的质量。

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