Четыре минерала составляющие основу цемента

Основу цемента составляют четыре минерала, получаемых на разных стадиях изготовления цемента:

• Ca3Si – трехкальциевый силикат;
• Ca2Si – двухкальциевый силикат;
• Ca3Al – трехкальциевый алюминат;
• Ca4AlFe – четырехкальциевый аллюмоферит.

Каждый из них на различных стадиях схватывания бетонной смеси и ее твердения, ведет себя различно. Один минерал сразу вступает с водой в реакцию затворения, другой немного позже, а третий, кажется, вообще здесь ни к чему.

Давайте попробуем рассмотреть их по очереди:

• C3Si – трехкальциевый силикат – этот минерал «работает» в процессах роста прочности в течение всего периода. Он является ведущим компонентом. Однако, на протяжении первых суток существования бетона у C3Si есть более активный соперник – Cа3Al. Процесс гидратации цемента изотермический и идет с выделением тепловой энергии. Именно C3Si «подогревает» цементный раствор при затворении, и перестает нагреваться в момент начала затворения до начала схватывания, а затем идет выброс тепла в течение всего схватывания.
• C3Si для набора прочности бетона значим только в первый месяц жизни конструкции на основе бетона. Это и есть те 28 дней для нормального твердения. А потом его роль в наборе цементом прочности значительно снижается.
• Ca2Si – двухкальциевый силикат – активно начинает действовать через месяц после затворения бетона, зато, его действие может тянуться годами дальнейшего нарастания прочности железобетонной конструкции.
• Ca3Al – трехкальциевый алюминат – самый «шустрый» из всех перечисленных. Ca3Al начинает свою бурную «работу» в самом начале процесса схватывания бетона. Ему мы и должны быть благодарны за набор прочности в первые дни существования бетона. В дальнейшем роль этого компонента сводится к минимуму, однако, по скорости равных ему нет.
• Ca4AlFe – четырехкальциевый аллюмоферит – это тот самый, не понятно для чего присутствующий в бетонной смеси компонент. Роль Ca4AlFe при наборе прочности и дальнейшем твердении минимальная. Небольшое влияние на прочность отмечено только на поздних сроках отвердевания.
  Все вышеперечисленные компоненты при их водном затворении вступают реакции, благодаря которым происходит сцепление осаждение сцепленных кристаллов всех гидратированных соединений. По существу, процесс гидратации можно еще назвать кристаллизацией. Так, скорее всего, будет понятнее.

Благодаря разработкам ученых и работе испытательных центров появилась возможность прогнозирования и регулирования процессов гидратации цемента, появилась возможность влиять на начало и окончание схватывания, на прочность бетона, его коррозионную стойкость и т. д. Спектр всех методов влияния на процессы схватывания цементной смеси и набора прочности подробно описывается в разделе о добавках к бетону.