Схватывание цемента

Превращение строительных растворов в искусственный камень происходит в несколько этапов. Самый первый и самый короткий из них – схватывание (загустевание) цементного теста, основанное на явлении гидратации. Для понимания физики этого процесса нужно знать компонентный состав цемента.

Что входит в состав цемента?

Цемент – сыпучий материал искусственный природы, обладающий выраженной вяжущей способностью. Сырьем для его производства служит известково-глиняная смесь (шлам). Изготавливают цемент так:

  • исходные вещества помещают в специальную вращающуюся печь и нагревают до температуры плавления;
  • к гранулам клинкера, получившимся в результате высокотемпературной обработки шлама, добавляют небольшое количество гипса;
  • смесь клинкера и гипса измельчают в пыль.

Гипс в данном случае выполняет функции регулятора сроков схватывания – порошок, изготовленный из чистого клинкера, загустевал бы сразу после затворения смеси водой.

Процесс схватывания цементаЧто такое гидратация цемента?

Гидратацией называют процесс образования гидратов – веществ, в состав которых входят молекулы воды. Данный процесс начинается в момент добавления затворителя в цемент-содержащую строительную смесь и продолжается до окончательного набора прочности раствором. По мере протекания реакции с водой количество гидратированных новообразований увеличивается. Раствор становится для них пересыщенным, и коллоидные частицы выпадают в осадок – образуется цементный гель. Когда геля становится слишком много, цементное тесто начинает загустевать. Это момент наступает спустя несколько часов после затворения смеси водой и называется схватыванием. Схватившийся раствор обладает очень невысокой прочностью и использоваться по назначению не может.

Стадия схватывания плавно перетекает в стадию твердения – в ее основе лежит все та же реакция гидратации. Осаженные гелевые частицы постепенно преобразуются в кристаллические сростки. С увеличением их площади растет прочность цементного камня. Процесс кристаллизации цемента или материала на его основе завершается полным окаменением раствора и может длиться несколько лет.

Можно ли регулировать сроки схватывания цемент-содержащих растворов?

Сроки начала схватывания и его завершения имеют огромное практическое значение. Дело в том, что механическая обработка раствора возможна только до начала его твердения. Отсрочить процесс затвердевания позволяет использование добавок-замедлителей схватывания. В некоторых случаях требуется наоборот сократить период коллоидации. Для этого в состав смеси вводят добавки, ускоряющие этот процесс.

Все статьи