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，硬化”的強化過程。中文“砼”強調了混凝土的結果，英文“concrete”強調了混凝土的過程。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所示的結構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水化產物，最外層的深灰色代表外水化產物，圖中的小黑點代表從水泥顆粒中溶解出來的離子�？梢钥闯觯�隨著反應時間的延長，外水化產物之間越來越靠近，含離子溶液的空間越來越小，外水化產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，結構越來越密實�？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心一個問題：在單位體積內的水泥混凝土中，有多少水泥參與了反應，水化產物靠近的速率是多少。這就是水泥混凝土水化動力學和結構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測結構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快慢以及結構形成的快慢呢？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，產物越來越多，產物越來越靠近，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，就表示結構形成速度快，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：溶解一結晶期、誘導一凝結期、加速期、減速期和穩(wěn)定期這5個階段。一般來說，特征點對應的時間越早，結構形成速度越快。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”。