Identyczność produktów

Stechiometryczne modele hydratacji obu omawianych krzemianów wapniowych wskazują na jakościową identyczność produktów ich hydratacji i obrazują bardzo istotne różnice ilości Ca(OH)2 wydzielanego przez każdy z tych krzemianów w wyniku reakcji z wodą (program uprawnienia budowlane na komputer).

Różnice te występują wyraźnie przy porównaniu obu zestawionych niżej modeli stechiometrycznych, które realnie odwzorowują chemizm pełnej hydratacji czystych krzemianów wapniowych przebiegającej w zetknięciu z nasyconym wodnym roztworem Ca(OH) [93]:
Produkty hydratacji obu krzemianów są identyczne, ale hydratacja alitu prowadzi do wydzielania molowo trzykrotnie większej ilości wodorotlenku wapniowego. Stosunek molowy CaO : Si02 w produktach hydratacji obu krzemianów wapniowych wynosi 1,5.

Niektórzy badacze podają skład chemiczny produktów hydratacji krzemianów wapniowych w postaci CM SH,i5 lub C1>5 SHn (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Na podstawie obu powyższych modeli stechiometrycznych warto obliczyć kilka prostych wskaźników liczbowych, które będą przydatne jako wartości odniesienia do dalszych ilościowych rozważań dotyczących rzeczywistego przebiegu hydratacji faz klinkierowych i cementu, a także składu chemicznego i fazowego stwardniałego zaczynu cementowego. Posługując się ciężarami cząteczkowymi substratów i produktów powyższych reakcji łatwo obliczyć dla hydratacji obu krzemianów stosunek ciężarowy wody do bezwodnego krzemianu (uprawnienia budowlane).

Wybiegając naprzód, można dla tego stosunku przyjąć symbol W/C, używany w technice stosowania cementu do oznaczania tzw. współczynnika wodno-cementowego. Z modelu stechiometrycznego hydratacji C8S wynika, że wartość W/C w tym przypadku wynosi 0,24, a przy uwadnianiu C2S współczynnik ten jest równy 0,21.
W masie produktów hydratacji alitu zawiera się ok. 39% wodorotlenku wapniowego, a hydratacja belitu daje produkty zawierające niecałe 18% Ca(OH)2. Każdy gram alitu daje po pełnym przereagowaniu z wodą około 0,49 g Ca(OH)2, natomiast jeden gram belitu zaledwie około 0,21 g Ca(OH)2 (program egzamin ustny).

Fazy klinkierowania

Analiza powyższych modelowych stosunków stechiometrycznych upoważnia również do stwierdzenia, że obie omawiane fazy klinkierowe są niejednakowo wydajne pod względem syntezy uwodnionych krzemianów wapniowych. Na wytworzenie jednego grama C3S2H3 potrzeba 1,33 g C3S, a tylko 1,03 g C2S. Jeśli się przy tym zważy, że wodorotlenek wapniowy nie wpływa w znaczącym stopniu na właściwości wytrzymałościowe stwardniałych produktów hydratacji i przyczynia się do słabej odporności cementu na korozję chemiczną, a masa produktów hydratacji alitu zawiera go ciężarowo przeszło dwa razy więcej niż stwardniały zaczyn sporządzony z belitu - to uzasadniony będzie pogląd, że materiał wiążący o typie belitu może być pod pewnymi względami ekonomiczniejszy, a do niektórych celów odpowiedniejszy od cementu alitowego. Na przeszkodzie szerszego stosowania cementu belitowego stoi jednak mała szybkość reagowania C2S z wodą (opinie o programie).

Orientacyjnie można wskazać, że krzemian trójwapniowy reaguje z wodą ok. 100-krot- nie szybciej od dwuwapniowego. Należy więc podkreślić, że prace badawcze nad aktywizacją belitu i zwiększeniem szybkości jego reakcji z wodą mają pełne uzasadnienie ekonomiczne.
Stechiometria uwodnionych krzemianów wapniowych powstających w wyniku hydratacji cementu portlandzkiego w znacznej mierze odbiega od rozważanych wyżej ujęć modelowych; stosunek molowy CaO : Si02 jest w tym przypadku większy i zmienny w granicach 2-^3 jest więc znacznie wyższy niż wynikałoby to z modelowej formuły Cli5 SH,i5 (segregator aktów prawnych).

Ten zmienny i wysoki molowy stosunek CaO : Si02 tłumaczy się powstawaniem struktur zbudowanych z warstw uwodnionych krzemianów wapniowych i wodorotlenku wapniowego bądź też włączaniem Ca(OH)2 do sieci przestrzennej uwodnionych krzemianów wapniowych (promocja 3 w 1).

Do czasu V międzynarodowego Sympozjum Chemii Cementu (Tokio, 1968) uwodnione krzemiany wapniowe, stanowiące najistotniejszą fazę stwardniałego zaczynu cementowego, nazywano fazą tobermpryto- podobną lub żelem tobermorytowym. Projektodawca tych nazw, brytyjski badacz H. F. W. Taylor wskazywał w ten sposób na analogię struktury produktów hydratacji alitu i belitu ze strukturą naturalnych minerałów grupy tobermorytu.