Не секрет, что для получения крепкого и прочного бетона необходимы 2 компонента: цемент и вода. При соприкосновении этих компонентов происходит химическая реакция - гидратация цемента, когда последний схватывается и твердеет. Данная реакция будет подробно разобрана в статье.
Гидратация — что это такое?
Гидратацией цемента называется химическая реакция, в ходе которой состав цементного порошка связывается с водой. Цемент вступает в реакцию с водой, образуя вокруг зёрен наполнителя цементный клей. Из него при вторичном росте гелевой оболочки впоследствии образуются кристаллы. Далее зёрна, прошедшие кристаллизацию, срастаются друг с другом, образуя прочный цементный камень.
Как правило, должно пройти минимум 45 минут после замеса, прежде чем смесь начнёт схватываться. Ещё до 3 часов должно пройти перед началом твердения раствора. На образование прочного бетона уйдёт 28 дней.
В состав цемента входят 2 вида силиката - 2-кальциевый и 3-кальциевый (C2S/C3S), а также 3-кальциевый алюминат (C3A) и 4-кальциевый алюмоферит. Все они положительно влияют на гидратацию и на прочность бетона.
Рекомендуется готовить смесь непосредственно перед применением для выполнения всех необходимых работ.
Оптимальным соотношением цемента к воде считается 3:2. До 25% молекул воды подвергаются связке, остальные 75% остаются в бетонных порах. Недостаток воды приводит к неполной гидратации, а избыток - к снижению прочности бетона.
Схватывание цемента
Время схватывания цемента зависит от температуры: чем выше температура, тем короче срок схватывания. Так, в камере пропаривания цемент может схватываться за 20 минут, но при низкой температуре данный процесс может занять до 20 часов. Также важную роль играет тип цемента:
- быстрый цемент - 45 минут для схватывания;
- средний - от 45 минут до 2 часов;
- медленный - спустя 2 часа.
Процесс твердения цемента
За схватыванием цемента сразу следует его твердение. Для достижения абсолютной прочности может понадобиться несколько лет, однако максимально возможная прочность (хотя бы 95%) достигается уже спустя месяц.
Запускается процесс спустя сутки после начала гидратации. Месячный срок, в течение которого бетон набирает прочность, объяснён слишком хрупкими связями между частицами цемента. Поэтому и сам бетон довольно хрупкий: малейшее воздействие в любой момент может разрушить связь. и бетон начинает крошиться и трескаться.
Полезный совет: для набора прочности рекомендуется постоянная поддержка бетона во влажном состоянии. В первые 2-3 недели рекомендована поливка бетона водой. При высокой температуре или на сквозняке накрывайте его плёнкой, во избежание быстрого испарения влаги. При испарении последней процесс набора прочности останавливается. Поэтому не пытайтесь прибегнуть к принудительной сушке стяжки. Нельзя открывать настежь двери и окна, включать тепловентиляторы.
Вместе с тем разрешается использовать анти морозные добавки, повышающие температуру смеси, и замедлители схватывания, предотвращающие преждевременное застывание бетонной смеси.