Формирование структуры бетона

Структура бетона образуется в результате затвердевания (схватывания) бетонной смеси и последующего твердения бетона. По современным воззрениям, в начальный период при смешивании цемента с водой в процессе гидролиза трехкальцевого силиката выделяется гидроксид кальция, образуя пересыщенный раствор [7]. В этом растворе находятся ионы сульфата, гидроксида и щелочей, а также небольшое количество кремнезема, глинозема и железа. Высокая концентрация ионов кальция и сульфат-ионов наблюдается непродолжительное время после затворения цемента водой, так как в течение нескольких минут из раствора начинают осаждаться первые новообразования - гидроксид кальция и эттрингит.

Приблизительно через час наступает вторая стадия гидратации, для которой характерно образование очень мелких гидросиликатов кальция. Вследствие того, что в реакции принимают участие лишь поверхностные слои зерен цемента, вновь образующиеся гидратные фазы, получившие название цементного геля, характеризуются очень тонкой гранулометрией, размер зерен цемента уменьшается незначительно. Новообразования в первую очередь появляются на поверхности цементных зерен. С увеличением количества новообразований и плотности их упаковки пограничный слой становится малопроницаем для воды примерно в течение 2 - 6 ч. Вторую стадию замедленной гидратации принято называть «скрытым или индукционным периодом» гидратации цемента. В течение скрытого периода цементное тесто представляет собой плотную суспензию, стабилизированную действием флокуло-образующих сил [7].

Структурная вязкость в процессе твердения цемента создаётся в результате молекулярного взаимодействия частиц твердой фазы с увеличением числа новообразований. Повышение структурной прочности, а затем переход пластичного теста в цементный камень объясняется дальнейшими процессами гидратации, приводящими к образованию коагуляционно-кристаллической структуры. Цементный камень представляет собой сложный конгломерат кристаллических и коллоидных гидратных образований, не прореагировавших с водой цементных зерен, остатков тонкораспределенной воды и воздуха. [8]