混凝土對于研究材料科學的人來說，既簡單又有魅力。蔡方蔭教授創(chuàng)造了“砼”這個字來表示混凝土，這個字從漢字的構(gòu)形上會意地表達了混凝土是一種“人工石材”，硬化后的混凝土具有堅硬如石的特點；混凝土的英文單詞concrete源于拉丁文“concretus”，concretus是“共同生長”（grow together）的含義，它表達了混凝土富有生命體的特性，體現(xiàn)了混凝土“幼年，少年，青年，中年，老年”的類似生命體的成長階段，也表達了“流動，凝結(jié)，硬化”的強化過程。中文“砼”強調(diào)了混凝土的結(jié)果，英文“concrete”強調(diào)了混凝土的過程。綜合英文“concrete”和中文“砼”的含義，可以將混凝土理解為水、水泥、砂、石、化學外加劑和礦物外加劑經(jīng)過水化作用，“共同生長”成為“人工石材”的動態(tài)密實化過程。
　　可以用圖1所示的結(jié)構(gòu)形成圖來簡單地描述這個過程，黑色顆粒代表未水化的水泥顆粒，黑色外面的淺灰色代表內(nèi)水化產(chǎn)物，最外層的深灰色代表外水化產(chǎn)物，圖中的小黑點代表從水泥顆粒中溶解出來的離子�？梢钥闯�，隨著反應(yīng)時間的延長，外水化產(chǎn)物之間越來越靠近，含離子溶液的空間越來越小，外水化產(chǎn)物量的增長使得水泥顆粒越來越靠近，包含離子的溶液所占空間越來越小，結(jié)構(gòu)越來越密實�？梢韵胂蟪稍谝粋�狹小的房間里有許多人，如果大家都在發(fā)胖，過一段時間就會彼此緊貼在一起。
　　因此，混凝土的研究工作者們一直很關(guān)心一個問題：在單位體積內(nèi)的水泥混凝土中，有多少水泥參與了反應(yīng)，水化產(chǎn)物靠近的速率是多少。這就是水泥混凝土水化動力學和結(jié)構(gòu)形成動力學需要回答的問題。如果能清楚地了解混凝土的動力學過程的規(guī)律，對于合理地配料并制訂攪拌、泵送、振動成型等工藝參數(shù)，以及科學地控制和預(yù)測結(jié)構(gòu)形成過程及其性能有重要意義。
　　那么，有什么好的方法能表征水泥和混凝土反應(yīng)快慢以及結(jié)構(gòu)形成的快慢呢？最值得推薦的方法是電阻率測試方法。如果在圖1所示的漿體方塊的兩端通電，小黑點所代表的離子就會在溶液的空間中遷移，隨著時間延長，單顆水泥水化程度增加，產(chǎn)物越來越多，產(chǎn)物越來越靠近，固相空間越來越大，液相空間越來越小，離子在電壓下遷移時所受到的阻礙就變大，因此電阻也變大。將電阻轉(zhuǎn)換成電阻率就得到電阻率隨時間而增加的曲線，見圖2中的虛線，可以形象地描述為美妙的一勾。一般來說，如果該曲線上揚的幅度比較大，就表示結(jié)構(gòu)形成速度快，將來的強度就會高。如果將虛線進行微分處理就會得到圖2中實線所對應(yīng)的電阻率變化速率曲線，根據(jù)曲線上的特征點可以將水泥和混凝土的水化過程分為：溶解一結(jié)晶期、誘導一凝結(jié)期、加速期、減速期和穩(wěn)定期這5個階段。一般來說，特征點對應(yīng)的時間越早，結(jié)構(gòu)形成速度越快。為了更加明了這兩條曲線的意義，可以簡單地描述為“電阻率曲線表示混凝土孔隙率的減少，電阻率微分曲線表示混凝土孔隙率減少的速率”。