水泥水化是一個復雜、伴隨顯著熱效應的物理化學過程。水化過程直接決定了混凝土的強度發展、凝結時間以及耐久性，對建筑結構的安全性與使用壽命具有關鍵影響。

在實際應用中，為優化水泥性能（如調節凝結時間、提高早期強度等），通常會添加各類化學外加劑（如緩凝劑、減水劑、促凝劑等）。然而，外加劑與水泥礦物之間的相互作用復雜，傳統的強度測試、凝結時間測試等方法難以實時、精準地捕捉水化過程中的動態變化。

多通道等溫微量熱儀作為一種能夠在恒定溫度下，同時監測多個樣品水化放熱過程的高精度儀器，可實時記錄水泥水化過程中的放熱速率與放熱量，深入研究外加劑調控水泥水化的作用機理。

圖1 中科熱儀MIC-90型多通道等溫微量熱儀

中科熱儀的MIC-90型多通道等溫微量熱儀，正是以水泥水化熱、微生物生長、含能材料穩定性評價等應用為目標設計并制造的一種高通量精密量熱解決方案。儀器由空氣恒溫系統與量熱系統共同組成，使用基于帕爾貼的高靈敏度熱流傳感器，通過Seebeck效應能夠精準將通道內的熱效應轉換為熱流信號輸出，同時通過實時參比差示的方式能夠有效地降低基線噪音。

儀器的核心優勢：

• 空氣循環浴精確控溫，基線快速穩定；
  

• 帕爾貼量熱傳感器，提供很高靈敏度；

• 可選3通道或8通道兩種量熱模塊，并可以由用戶在這兩種模塊間進行切換；

• 樣品池容積25/100mL，可選材質有玻璃、金屬或其他聚合物；

• 可以進行原位混合以研究外加劑等影響因素；

• 混合池配有電控自動攪拌裝置，轉速可調；

• 可以定制各種形態、材質的樣品池，以滿足不同壓力、原位混合類型的應用。

1.實驗條件

測試儀器：中科熱儀MIC-90型多通道等溫微量熱儀

實驗樣品：水泥（水灰比0.5）、去離子水

外加劑類型：0.15%檸檬酸（緩凝劑）、1.5%NaCl（促凝劑）

實驗溫度（恒溫）：20℃、40℃

2.實驗結果

根據GB/T 12959-2024《水泥水化熱測定方法》中的試驗方法對水泥漿體進行制備與表征，得到的水化熱流-時間曲線如下圖所示（圖2和圖3）。其中綠色曲線為水泥對照組，藍色曲線為外加1.5%NaCl實驗組，紫色曲線為外加0.15%檸檬酸實驗組，紅色曲線為共同外加NaCl與檸檬酸實驗組。

圖2 不同外加劑作用下水泥水化熱曲線（20℃）

圖3 不同外加劑作用下水泥水化熱曲線（40℃）

當實驗溫度恒溫在20℃或40℃時，外加1.5%NaCl（藍色曲線）能促進水泥硬化，而0.15%檸檬酸（紫色曲線）則表現出明顯的緩凝現象；當兩種外加劑共同作用（紅色曲線）時，也表現為緩凝作用。同時，溫度也對水泥水化過程產生影響，溫度越高，水泥對照組與不同外加劑組的水化開始時間越早，緩凝劑的緩凝作用越弱。但溫度的變化對兩種外加劑共同作用時的水化時間影響較弱，可能和兩種外加劑與水泥的相互作用有關。

表1 不同外加劑作用下水泥水化熱關鍵數據