Бетон , строительные смеси и кладочный раствор - включают в свой состав цемент , необходимое связующие - придающие необходимые свойства и характеристики данным материалам .
Чтобы в итоге , материалы приобрели подобные свойства необходимо соблюдать технологию их изготовления . Одной из составных частей технологического процесса , является период гидратации цемента .
Гидратация цемента представляет собой химическую реакцию компонентов входящих в состав цемента с водой . В результате этой химической реакции происходит образование кристаллогидратов , представляющими из себя кристаллы в состав которых входят молекулы воды
На представленном фото - сульфат меди в виде кристаллогидрата - негигроскопичный кристалл . Сульфат меди , являющийся в безводном состоянии белым порошком , приобретает такой внешний вид в результате химической реакции с молекулами воды .
Происходящие реакции являются экзотермическими , то есть происходящими с выделением теплоты .
На начальном этапе элементы входящие в состав цементной смеси вступая во взаимодействие с водой образуют иглообразные кристаллы . Происходит схватывание смеси . По прошествии 8 часов объём смеси заполняется продуктами гидратации алюминатов кальция - теми самыми иглообразными кристаллами . В период схватывания повышается температура бетона - максимум которой достигается в конце схватывания . Важный показатель определяющий качество цемента , используемого при производстве бетона .
С этого момента начинается процесс застывания и набора прочности . Начинается процесс образования трёхкальциевого силиката . В результате взаимодействия силикатов с водой образуется тонкопористая структура из мельчайших кристаллов - являющаяся основой прочности цементного камня .
По прошествии суток начинают образовываться силикаты кальция , вытесняя алюминатную структуру . Впрочем в упрощённом варианте определения , процесс гидратации не что иное как замещение алюминатной структуры образовавшейся в процессе схватывания - на силикатную .
На процесс гидратации влияют определённые обстоятельства , такие как количество воды и температура воздуха - для полной гидратации цементного зерна необходимо не менее 40% воды от массы цемента . В ходе процесса , 60 % исходного количества воды химически связывается с цементом , остальные 40 % останутся в порах геля . Вода вступившая в химическую реакцию с цементом сжимается , на величину до 25 % от её объёма . Этим обстоятельством , в совокупности с прочими причинами , обуславливается усадка бетона . Так как структура бетона является пористой , при полной гидратации цементного клея объём пор будет составлять до 30 % от объёма геля . Таким образом количество геля обратно пропорционально прочности бетона .
Структурно продукты гидратации представляют собой гель , а сам процесс - гелеобразование . В ходе процесса увеличивается площадь твёрдой фазы геля , что влечёт за собой поглощение свободной воды , и как следствие уменьшение влажности в цементном тесте . Поэтому в ходе процесса необходимо обеспечивать 100% влажность поверхности исходного продукта . Особенно актуально это обстоятельство при высокой температуре в летний период , так как пересыхание бетонной поверхности влечёт за собой образование трещин .
Основное количество силиката кальция образуется в течении 28 суток , однако степень гидратации достигает максимального значения минимум через один год . Но может длиться и дольше , вплоть до 5 лет . Сроки зависят от таких факторов как количество воды , всевозможные добавки ( пластификаторы , ускорители схватывания и т.д ) , температура , а также степень помола и минеральный состав цемента .
