Hidratarea cimentului
Partea I: Cum funcționează

Cimentul Portland (denumit în continuare „ciment”) aparține unui grup de lianți hidraulici artificiali. Este un material anorganic care este creat prin arderea argilei și a calcarului împreună cu un amestec de materii prime corective (mai ales surse de oxid de fier (Fe2O3), oxid de aluminiu (Al2O3) și dioxid de siliciu (SiO2)) și apoi măcinarea acestuia într-o pulbere fină. Adjectivul „hidraulic” înseamnă că cimentul, atunci când este amestecat cu apă, poate să se întărească sub apă - spre deosebire de lianții de aer, care necesită aer pentru a se fixa și întări, de ex. var sau ipsos.

La arderea în cuptorul de ciment, materiile prime sunt topite la temperaturi de până la 1400 ° C, iar la ciment alb chiar și până la 1600 ° C. Din aceste materii prime vor rezulta noi minerale. Cele patru minerale principale ale clincherului (componenta principală a cimentului) sunt silicatul tricalcic (de asemenea alit, C3S, conținut de 50 până la 60%), silicat dicalcic (belit, C2S, conținut de 20 până la 25%), aluminat tricalcic (C3A, conținut de la 6 la 10%) și ferită de aluminat tetracalcic (C4AF, conținut de la 6 la 10%). Înainte ca clincherul să fie în sfârșit măcinat în ciment, se adaugă o parte din gips, a cărei sarcină principală este de a inhiba reacția rapidă de hidratare a C3A, altfel betonul își va limita reactivitatea prematură - așa-numita solidificare falsă.

Prin hidratare se înțelege, în general, reacția materialului anhidru cu apa, cu rezultatul că se creează o substanță nouă - hidrat -. Prin amestecarea cimentului cu apa, pasta de ciment rezultată se solidifică și se întărește datorită reacțiilor de hidratare. Este un proces în care o suspensie lichidă se transformă într-un material solid la temperatura camerei și fără consum suplimentar de energie. Hidratarea cimentului este un proces fizico-chimic foarte complex. Din motive de simplitate, acesta poate fi împărțit în 5 niveluri diferite:

Nivelul 1: Imediat după amestecare

De îndată ce particulele de ciment intră în contact cu apa de amestecare, suprafața lor începe să se dizolve și se formează o soluție apoasă de ioni de calciu și silice..

Nivelul 2: minute după amestecare

Soluția ionică devine suprasaturată și nucleele primilor produse de hidratare încep să precipite. Acestea sunt în principal geluri de hidrat de silicat de calciu (C-S-H), principalele materii componente ale rocii de ciment.

Nivelul 3: ore după amestecare

Formarea rocii de ciment este în plină desfășurare. Ionii ies din soluție și formează noi produse de hidratare, cum ar fi (silicat de calciu hidrat, portlandit, ettringit și altele). Pentru a echilibra concentrația, noi ioni sunt eliberați treptat din granulele de ciment care sunt încă nedizolvate. 

Nivelul 4: zile după amestecare

Pe măsură ce piatra de ciment insolubil crește și se maturizează, difuzia încetinește și precipitare suplimentară este limitată de suprafața descrescătoare. Ca urmare, procesul de hidratare încetinește semnificativ.

Nivelul 5: până la 28 de zile *

Gradul de hidratare este de aproximativ 80%, iar majoritatea materialului nehidratat rămas este Belit C2S foarte inert.

* În realitate, reacțiile chimice din beton nu se opresc niciodată, ele devin infinit mai lente.

 Aflați mai multe despre gradul de hidratare și primiți sfaturi și trucuri pentru un grad mai bun de hidratare.