4.3 : idratazione del cemento

L'idratazione del cemento è una reazione chimica tra particelle di cemento e acqua. Questo processo avviene principalmente attraverso due meccanismi: in soluzione e topochimico. Nel processo in soluzione, i composti anidri si dissolvono nei loro costituenti, gli idrati si formano nella soluzione e poi precipitano dalla soluzione sovrasatura. Il processo topochimico, invece, coinvolge reazioni allo stato solido sulla superficie delle particelle di cemento. Il processo in soluzione domina il processo topochimico nelle prime fasi di idratazione.

Gli alluminati si idratano rapidamente, reagendo immediatamente con l'acqua per rilasciare calore significativo. Il gesso viene aggiunto per rallentare questa reazione rilasciando ioni solfato che riducono la solubilità degli alluminati, controllando così la velocità di presa. I prodotti di idratazione degli alluminati sono l'idrato di alluminato di calcio e l'idrato di alluminoferrite di calcio. I silicati di calcio si idratano per formare idrato di silicato di calcio (C-S-H) e idrossido di calcio, con C_3S che si idrata più velocemente di C_2S. L'idratazione completa del silicato tricalcico (C_3S) produce il 61% di silicato di calcio idrato (C-S-H) e il 39% di idrossido di calcio, mentre l'idratazione del silicato dicalcico (C_2S) produce l'82% di C-S-H e il 18% di idrossido di calcio. Il C-S-H è fondamentale per la resistenza del cemento, quindi, aumentare il contenuto di C_2S rispetto al C_3S può migliorare la resistenza finale del calcestruzzo.