В чем заключается процесс затвердения портландцемента? В самом начале в портландцемент добавляется вода и он постепенно превращается после смешивания сначала становится пластичным тестом, а затем теряет пластичность и схватывается. Окончательным итогом затвердения является искусственный камень. Процесс затвердевания проходит много стадий – это трудный физический и химический процесс, который основан на химической реакции гидратации цемента, его фаз взаимодействия цемента и воды.
Основной фазой гидратации портландцемента является алита, она содержит в себе основные свойства и является «символом» портландцемента. Этот процесс можно описать следующей формулой:
2Ca3SiO5 + 6Н2О -> 3Са(ОН)2+Ca3Si2O*3H2O.
Если условия обычные – 70% C3S, затвердение происходит за 28 суток. Окончательная гидратация портландцемента наступает через год. Схема аналогична и при гидратации второго силиката портландцемента – белит (СЭ5), но в этом случае процесс протекает медленнее, за те же 28 дней, процент гидратации -30. А результатом гидролиза является количество гидроксида кальция (СН) меньшее, чем при гидратации портландцемента в первом случае. Реакции гидратации дает появление слабозакристаллизованных (почти аморфных) гидросиликатовСа, которые имеют свойства геля, и гидроксида кальция (СН). Образовавшиеся аморфные или слабозакристаллизованныегидросиликаты кальция – результат процессов гидратации C2S и C3S, не относятся к какому-то конкретному соединению, а объединяются одним понятием – гель С-S-H.
Реально на выходе после процесса гидратации цемента получается сложная смесь состоящая из тонкой смеси C-S-H геля и продуктов гидратации, и взаимодействия с алюминатными, ферритными и сульфатных фазами. Иногда продукт гидратации цемента называется цементный гель.