4.3 : Çimentonun Hidrasyonu

Çimentonun hidrasyonu, çimento parçacıkları ile su arasındaki kimyasal bir reaksiyondur. Bu süreç temel olarak iki mekanizma ile gerçekleşir: tamamen çözünme ve topokimyasal. Tamamen çözünme sürecinde, susuz bileşikler bileşenlerine çözünür, çözeltide hidratlar oluşur ve daha sonra aşırı doymuş çözeltiden çökelir. Topokimyasal süreç, çimento parçacıklarının yüzeyinde katı hal reaksiyonlarını içerir. Tamamen çözünme süreci, erken hidrasyon aşamalarında topokimyasal sürece hakimdir.

Alüminatlar hızla hidratlanır ve önemli miktarda ısı açığa çıkarmak için hemen suyla reaksiyona girer. Alçıtaşı, alüminatların çözünürlüğünü azaltan sülfat iyonlarını serbest bırakarak bu reaksiyonu yavaşlatmak ve böylece ayar hızını kontrol etmek için eklenir. Alüminatların hidratasyon ürünleri kalsiyum alüminat hidrat ve kalsiyum alüminoferrit hidrattır. Kalsiyum silikatlar hidratlanarak kalsiyum-silikat-hidrat (C-S-H) ve kalsiyum hidroksit oluşturur ve C_3S, C_2S'den daha hızlı hidratlanır. Trikalsiyum silikatın (C_3S) tam hidrasyonu %61 kalsiyum-silikat-hidrat (C-S-H) ve %39 kalsiyum hidroksit ile sonuçlanırken, dikalsiyum silikatın (C_2S) hidrasyonu %82 C-S-H ve %18 kalsiyum hidroksit ile sonuçlanır. C-S-H çimento mukavemeti için çok önemlidir, bu nedenle C_3S'ye göre C_2S içeriğini artırmak betonun nihai mukavemetini artırabilir.