spoiwa chemia 4 3

Wiązanie spoiwa cementowego to zbiór reakcji chemicznych i procesów fizycznych zachodzących po zmieszaniu cementu z wodą (kruszywo jest zasadniczo obojętne chemicznie i nie bierze udziału w reakcjach wiązania). Ponieważ podstawowym rodzajem reakcji w czasie wiązania cementu jest hydratacja (uwodnienie), dlatego terminu „hydratacja cementu” używa się często jako synonimu „wiązania cementu”.

Początkowo zaczyn cementowy jest zawiesiną ziaren cementu w wodzie zarobowej. Następnie składniki cementu zaczynają reagować z wodą.

Najbardziej reaktywnym w stosunku do wody składnikiem cementu jest glinian trójwapniowy. Gdyby nie obecny w cemencie gips dwuwodny, reakcja uwodnienia glinianu zachodziłaby bardzo szybko i wiązanie cementu przebie-; gatoby gwałtownie. W obecności gipsu glinian trójwapniowy reaguje z wodą | znacznie wolniej:

3CaO • A1₂0₃

3(CaSO. • 2H,0)

26H₂0

6CaO • A1₂0₃

3S0₃ ■ 32H.O

(etryngit, sól Candlota)

t Etryngit tworzy długie, mocne kryształy o pokroju igieł, które tworzą szkielet struktury krystalicznej utwardzonego zaczynu cementowego. Po wyczerpaniu gipsu zachodzi reakcja powstawania hydrogarnetu:

3CaO • A1₂0₃

6H₂0

3CaO • AU0₃ • 6H,0 (hydrogamet)

Krzemiany wapniowe — alit i belit - ulegają jednocześnie hydratacji i hydrolizie. Jako pierwszy reaguje krzemian trójwapniowy, bardziej reaktywny |w stosunku do wody:

alit:

6H₂0

2(3CaO • Si0₂ • belit: 2(2CaO • Si0₂) + 4H₂Q

3CaO • 2Si0₂ • 3H₂0 + 3Ca(OH \ 3CaO • 2Si0₂ • 31^0 + CajOH^

Produktem hydratacji jest uwodniony krzemian wapniowy, a produktem hydrolizy, czyli rozkładu soli pod wpływem wody — wodorotlenek wapnia (portlandyt). Portlandyt tworzy kryształy, natomiast uwodnione krzemiany wapnia tworzą fazę amorficzną, tzw. żel C-S-H, który objętościowo dominuje w utwardzonym zaczynie cementowym (> 50% objętości).

Zelazoglinian czterowapniowy reaguje z wodą podobnie jak glinian trójwapniowy, z utworzeniem etryngitu i hydrogarnetu; ponadto powstaje uwodniony żelazian wapnia:

• w obecności gipsu: 4CaO • A1₂0₃ • Fe₂0₃ + 3(CaS0₄ • 2H₂0) + 27H₂0 -*

-► 6CaO • A1₂0₃ • 3S0₃ ■ 321^0 + CaO • Fe₂Q₃ • H₂0

przy braku gipsu:

4CaO • A1₂0₃ • Fe₂0₃ + 7H₂Q

3CaO ■ A1₂0₃ • 6H₂0 + CaO ■ Fe₂0₃ ■ H₂0

53