Когда смешивается вода с цементом, то происходит гидратация цемента. При этом начинается химическая реакция между клинкерными составляющими цемента и водой. Это реакция вызывает образование твердых новообразований (гилратов), они в свою очередь плотно наполняют ту емкость, в которую был залит цемент с водой. Объем плотно заполняется наслоением гелевых частиц и происходит упрочнение. Результатом гидратации цемента будет превращение жидкого и пластичного цементного клея в цементный камень. Первый этап этого процесса называется схватывание (загустевание), дальнейший процесс называется упрочнением (твердением).
Таким образом, когда взаимодействуют составляющие цемента и вода происходят два процента. Сначала молекулы воды присоединяются непосредственно к составляющим – это и есть настоящая гидратация цемента. Дальнейший процесс характеризуется гидролизом – взаимодействие воды с минералами цемента. Термин «гидратации» применим ко всем реакциям цемента с водой.
Можно подробнее рассмотреть весть процесс гидратации цемента. Каждая частица цемента, которая выглядит в виде дробленного зерна, окружена водой затворения, объем воды 50-70 объемных процентов. Он наполняется новыми образованиями и возникает прочная структура, которая называется цементным камнем. При взаимодействии воды с зернами идет химическая реакция, благодаря которой, на поверхности зерен и в воде происходит возникновение иглообразных кристаллов.
Спустя 6 часов их становится так много, что цементные зерна между собой образуют пространственную связь. По прошествии 8-10 часов весь объем, в котором постепенно уменьшаются цементные зерна, заполняется иглообразными кристаллами. По-другому его называют «алюминатной структурой». Теперь пластичная до этого масса застывает, при этом она быстро становится прочной.
Оставшиеся пустоты заполняются, правда не так интенсивно, продуктами гидратации клинкерными минералами. Они образуют “силикатную структуру” – это гомогенный очень тонкопористый ворс из маленьких кристаллов. Эта структура становится все более значимой и превращается в цементный камень. Через сутки она начинает вытеснять алюминатную структуру. Когда пройдет 28 суток остается только силикатная структура, это является сроком испытания цемента.
Процесс гидратации характеризуется возникновением гелеобразных образований, а конечный продукт являются гелием.