هیدراتاسیون سیمان

هیدراتاسیون سیمان عبارت است از ترکیب آب با اجزای تشکیل دهنده سیمان که در نتیجه این واکنش شیمیایی، عمل گیرش و سخت شدن انجام می گیرد. عملکرد مواد افزودنی اثر مستقیمی روی هیدراتاسیون دارد، لذا در مقالات بعدی به تاثیر مواد افزودنی بر هیدراتاسیون سیمان خواهیم پرداخت.
هیدراتاسیون سیمان در سه مرحله زیر انجام میگیرد و البته به نوع سیمان بستگی ندارد.
مرحله اول – بر اثر ترکیب تری کلسیم سیلیکات(C3S) با آب، مقدار کمی هیدروکسید کلسیم ساخته می شود، سولفات به صورت محلول درآمده و با آلومینات و آلومینو فریت موجود در سیمان ترکیب شده و تشکیل سولفو آلومینات کلسیم نامحلول می دهد که از نظر کانی شناسی، اترینگایت نامیده می شود و فرمول شیمیایی آن 3CaO.Al2O3/3CaSO4/32H2O می باشد. وجود اترینگایت را می توان 30 ثانیه بعد از مخلوط کردن سیمان با آب مشاهده نمود، که با حضور این ماده گیرش سیمان نیز آغاز می شود و بین 4 تا 6 ساعت به طول می انجامد.
مرحله دوم – وجود هیدرات های سیلیکات کلسیم (CSH) نیز پس از یک ساعت از اختلاط آب با سیمان، قابل رویت است ولی قسمت اعظم آن بعد از چهار ساعت تشکیل می شود. یعنی زمانی که هیدراسیون C3S و C2S روی می دهد کریستال های هیدرات های سیلیکات کلسیم به صورت رشته های نازک اند که می توانند بین دانه های سیمان که پر از آب است به راحتی حرکت نمایند. این رشته های نازک با رشته های اترینگایت تشکیل بافتی را می دهند که ابتدا دارای تخلخل است و دارای مقاومت معینی است.
مرحله سوم – در اثر ادامه عمل هیدراتاسیون، داخل حفرات و خلل و فرج ها پر می شود و رشته های نازک سیلیکات کلسیم هیدراته به شکل رشته های کوتاه در می آیند و بتن متراکم تر و غیر قابل نفوذتر می شود و مقاومت آن افزایش می یابد. لازم به ذکر است که تری کلسیم سیلیکات و تری کلسیم آلومینات باعث استحکام اولیه بتن یعنی استحکام 7 روزه میشود و هیدراتاسیون دی کلسیم سیلیکات که با سرعت کمتری انجام میگیرد. استحکام بعدی بتن را سبب می شود.