4.3 : Hydratation du ciment

L'hydratation du ciment est une réaction chimique entre les particules de ciment et l'eau. Ce processus se produit principalement par le biais de deux mécanismes : la réaction en solution et la réaction topochimique. Dans le processus en solution, les composés anhydres se dissolvent dans leurs constituants, les hydrates se forment dans la solution, puis précipitent à partir de la solution sursaturée. Le processus topochimique implique des réactions à l'état solide à la surface des particules de ciment. Le processus en solution domine le processus topochimique aux premiers stades de l'hydratation.

Les aluminates s'hydratent rapidement, réagissant immédiatement avec l'eau pour libérer une chaleur importante. Du gypse est ajouté pour ralentir cette réaction en libérant des ions sulfate qui réduisent la solubilité des aluminates, contrôlant ainsi la vitesse de prise. Les produits d'hydratation des aluminates sont l'hydrate d'aluminate de calcium et l'hydrate d'alumino ferrite de calcium. Les silicates de calcium s'hydratent pour former du silicate de calcium hydraté (C-S-H) et de l'hydroxyde de calcium, le C_3S s'hydratant plus rapidement que le C_2S. L'hydratation complète du silicate tricalcique (C_3S) produit 61 % d'hydrate de silicate de calcium (C-S-H) et 39 % d'hydroxyde de calcium, tandis que l'hydratation du silicate dicalcique (C_2S) produit 82 % de C-S-H et 18 % d'hydroxyde de calcium. Le C-S-H est essentiel à la résistance du ciment. Par conséquent, l'augmentation de la teneur en C_2S par rapport au C_3S peut améliorer la résistance ultime du béton.