Твердение портландцемента

При затворении водой образуется цементное тесто, которое схватывается, твердеет, превращается в камень.

Различают три периода твердения:

1.растворение

2. коллоидация

3.кристаллизация.

На первом этапе происходит растворение минералов с поверхности цементных зёрен до насыщения раствора. После насыщения раствора реакция растворения прекращается, но реакция между минералами и водой продолжается.

На втором этапе идет прямое присоединение воды к минералам. Образуются коллоиды, что обуславливает схватывание.

На третьем этапе коллоиды кристаллизуются, что соответствует твердению, росту прочности.

Химические реакции взаимодействия с водой имеют вид:

3CaOSiO₂+(n+1)H₂O=2CaOSiO₂· nH₂O+Ca(OH) ₂ – гашеная известь и двухкальциевый гидросиликат

2CaOSiO₂+_nH₂O=2CaOSiO₂·_nH₂O – двухкальциевый гидросиликат

3CaOAl₂O₃+6H₂O=3CaOAl₂O₃·6H₂O – трехкальциевый гидроалюминат

4CaOAl₂O₃·Fe₂O₃+_nH₂O=3CaOAl₂O₃·6H₂O+CaOFe₂O₃ (n-6)H₂O – трехкальциевый гидроалюминат и однокальциевый гидроферрит

Скорость реакции с H₂O влияет на быстроту схватывания и твердения.

При твердении на воздухе на поверхности Ca(OH) ₂+CO₂=CaCO₃+H₂O

Прочность цементного камня нарастает быстро, на 5-7 сутки она составляет около 50%. Затем на 28 сутки набирает 100% прочности. При увеличении температуры скорость твердения увеличивается. При отрицательной температуре прекращается.