Wiązanie i twardnienie cementu

Ze względów praktycznych uważa się okres 28 dni za wystarczający dla przebiegu zasadniczych reakcji nadających betonowi na spoiwie cementowym właściwe cechy wytrzymałościowe.
Wiązanie i twardnienie cementu stanowią bardzo złożony proces fizyko-chemiczny.
Istnieję szereg hipotez wiązania i twardnienia cementu (program uprawnienia budowlane na komputer).

Do najważniejszych należą:
- Teoria krystalizacyjna, opracowana przez Lavoisiera w roku 1765, jako teoria wiązania gipsu.
Teorię tę1) przyjął dla cementów Le Chatelier w roku 1887, uwzględniając trzy zjawiska:

1) chemiczne zjawisko uwodnienia składników cementu,

2) fizyczne zjawisko krystalizacji,

3) mechaniczne zjawisko twardnienia.
- Teoria twardnienia Michaelisa oparta na zjawisku tworzenia się koloidalnych produktów uwodniania.
- Teoria roztworów stałych Freyssineta (Francja 1925), wyjaśniająca mechanizm skurczów zachodzących w betonie.
- Teoria A. A. Bajkowa (1923) wiązania i twardnienia materiałów wiążących, która została powszechnie (program uprawnienia budowlane na ANDROID). Według tej teorii w procesie wiązania i twardnienia cementu wydzielić należy trzy stadia:
- okres zarobienia wodą, czyli okres przygotowawczy,
- okres koloidyzacji, czyli wiązania,
- okres krystalizacji, czyli twardnienia.

Według Bajkowa każde twardniejące spoiwo mineralne musi przejść stadium koloidalne, nawet wówczas, gdy przy zakończeniu procesu produkt składa się tylko z utworów krystalicznych, posiadających widoczną rozpuszczalność w wodzie (uprawnienia budowlane). Po zarobieniu cementu wodą cząstki cementu zostają otoczone otoczką •wodną i rozpuszczają się częściowo w wodzie, a powstający roztwór staje się nasycony. Wskutek reakcji chemicznej między składnikami cementu i wodą powstają nowe związki stanowiące produkt hydrolizy i hydratacji.

Cement minerały

Rozpuszczalność nowopowstających związków w wodzie jest znacznie mniejsza niż produktów wyjściowych, wskutek czego następuje wydzielanie się produktów reakcji z przesyconego roztworu w postaci koloidalnego osadu. Reakcja przebiega w dalszym ciągu w tym samym kierunku między ziarnami cementu i wodą i powoduje wytwarzanie się coraz większych ilości koloidu, stanowiącego niejako klej mineralny (program egzamin ustny).
Nowopowstałe związki koloidalne ulegają z czasem zagęszczeniu, odwodnieniu, uzyskując coraz większą zwartość i wytrzymałość.

Wreszcie częściowo ulegają one przekrystalizowaniu, niektóre stosunkowo szybko, tworząc spilśnione zrosty, inne natomiast pozostają w tym samym stanie w ciągu bardzo długiego czasu (opinie o programie).
Hydratyzowana masa cementowa stanowi zatem złożony konglomerat utworów krystalicznych i koloidalnych, oraz ziarn cementu, które nie zetknęły się jeszcze z wodą.
Przez działanie wody na cement minerały cementowe ulegają hydrolizie lub hydratacji, albo jednemu i drugiemu.
Hydroliza polega, na przyłączeniu wody z równoczesnym rozkładem na nowe produkty.
Przy hydratacji zachodzi jedynie przyłączenie wody bez rozkładu (segregator aktów prawnych).

Z wymienionych wyżej składników cementu krzemian trójwapniowy ulega bardzo łatwo działaniu wody i reaguje natychmiast po zarobieniu cementu wodą. Dowodem tego jest wydzielanie się wolnego Ca(OH)2. Krzemian dwuwapniowy ulega działaniu wody (hydratacja) powoli, a następny kolejny składnik cementu glinian trójwapniowy szybko. Jak widać z przebiegu reakcji, powstaje Ca(OH)2, który rozpuszcza się w wodzie i wstępuje w reakcje chemiczne z różnymi rozpuszczalnymi w wodzie substancjami. Ta własność cementu stanowi jego słaby punkt i jest jednym z powodów korozji betonu.

W wyniku zachodzących reakcji między ziarnami cementu i wodą powstają wyszczególnione poprzednio związki. Powstający uwodniony krzemian dwuwapniowy jest prawie nierozpuszczalny w wodzie i wydziela się w postaci koloidalnej (promocja 3 w 1).

Wodorotlenek wapniowy oraz uwodniony glinian trójwapniowy są w wodzie rozpuszczalne, lecz tworzą szybko roztwory przesycone, powodując ich wydzielanie się w postaci koloidalnej. Wydzielone substancje koloidalne tworzą dokoła ziarn cementu otoczki żelu posiadającego zdolności wiążące i zagęszczające.