Prędkość hydratacji

Lea uważa za możliwe, że hydraty te są solami kwasu ortokrzemowego H₄Si0₄; wówczas możliwe byłyby cztery różne wartości stosunku wapna do krzemionki (tj. tlenku krzemu): 1:2, 1 :1, 3 :2 i 2:1. Ponadto mogłyby istnieć inne jeszcze wartości tego stosunku, gdyby część wapna ulegała absorpcji lub zostawała zatrzymana w roztworze stałym. Istnieją wyraźne dowody na to, że w ostatecznym produkcie hydratacji C₂S stosunek wapna do krzemionki wynosi 1,65 (program uprawnienia budowlane na komputer).

Może to wynikać z faktu, że hydratacja C₃S jest uwarunkowana prędkością dyfuzji jonów przez wierzchnią warstewkę hydratu, podczas gdy hydratacja C₂S jest warunkowana małą prędkością reakcji wewnętrznej. Ponadto na produkty hydratacji obu krzemianów może wpływać temperatura, ponieważ od niej zależy przepuszczalność gelu. Prędkości hydratacji C₃S i C₂S w stanie czystym znacznie się różnią (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Ogólnie biorąc, zhydratyzowane krzemiany mają w przybliżeniu postać C₃S₂H₃ i nazywane są czasem tobermo- rytem z uwagi na podobieństwa strukturalne z naturalnie występującym minerałem o takiej właśnie nazwie. Ponieważ kryształy wytwarzane w procesie hydratacji są niedoskonałe i niezwykle małe, przeto stosunek molowy wody do krzemionki nie musi być liczbą całkowitą (uprawnienia budowlane).

Przyjmując założenie przybliżone, że C₃S₂H₃ jest końcowym produktem hydratacji składników C₃S oraz C₂S, reakcję hydratacji można zapisać wg poniższych wzorów (wzory te należy traktować jedynie jako wskazówkę ułatwiającą zrozumienie; nie są to ścisłe równania stechiometryczne). Tak więc w odniesieniu do masy oba krzemiany wymagają w przybliżeniu tej samej ilości wody, jednakże C₃S wytwarza ponad dwa razy więcej Ca(OH)₂, niż powstałego przy hydratacji C₂S (program egzamin ustny).

Właściwości fizyczne hydratów

W rzeczywistości w cementach produkowanych przemysłowo krzemiany wapniowe zawierają prawdopodobnie niewielkie zanieczyszczenia w postaci niektórych tlenków obecnych w klinkierze. „Zanieczyszczony” C₃S znany jest jako alit, a „zanieczyszczony” C₂S jako belit. Zanieczyszczenia te wywierają silny wpływ na właściwości hydratów krzemianów wapniowych (p. 1.12). Właściwości fizyczne hydratów krzemianów wapniowych są interesujące z uwagi na właściwości wiązania i twardnienia cementu. Hydraty te określane są zazwyczaj jako zupełnie amorficzne, jednak mikroskop elektronowy wykazuje ich budowę krystaliczną (opinie o programie).

Warto zauważyć, że jeden z hydratów, oznaczony przez Taylora jako CSH (I), ma strukturę warstwową podobną do niektórych minerałów ilastych, takich jak np. montmorylonit czy haloizyt. Poszczególne warstwy w płaszczyźnie osi a i b mają wyraźną strukturę krystaliczną, podczas gdy odległości między warstwami są określone mniej dokładnie. Siatka takiego typu mogłaby pomieścić zmienne ilości wapnia bez bardziej istotnych zmian, wiąże się to ze zmiennością stosunku wapna do krzemionki, o czym była mowa poprzednio (segregator aktów prawnych). Wykresy przy metodzie proszkowej pokazują, że w sposób przypadkowy zmienia się nadmiar wapna powyżej jednej molekuły na molekułę krzemionki.

Steinour przedstawia to jako połączenie się efektów powstawania roztworu stałego i adsorpcji. Użycie wskaźników izotopowych wapnia 45 wykazało, że krzemiany wapniowe nie hydratyzują w stanie stałym, lecz że bezwodne krzemiany najpierw prawdopodobnie przechodzą do roztworu, a następnie reagują tworząc słabiej rozpuszczalne hydraty krzemianów, wytrącające się z przesyconego roztworu (promocja 3 w 1). Taki rodzaj mechanizmu hydratacji pierwszy zaproponował Le Chatelier, w 1881 r. Prace Bemala wskazują na to, że hydraty krzemianów wapniowych mają kształt bardzo cienkich kryształów włóknistych, o mniejszej odległości między włóknami równej 3,65 A^s), co jest interpretowane w ten sposób, że czworościany krzemianu połączone są wiązaniami wodorowymi. Inne badania wskazują na istnienie cząstek włóknistych o zakończeniach przypominających snop zboża, podobnie jak w pęczniejącym minerale ilastym haloizycie.