Время полного отвердевания цемента зависит от марки портландцемента и свойств присадок, входящих в состав цементной смеси. Процесс гидратации состоит из двух основных этапов: схватывания и отверждения раствора.
Схватывание цемента
Эта стадия наступает сразу после затворения цементной смеси. Время схватывания раствора зависит от температуры воздуха и действия присутствующих в цементе добавок.
Наиболее активны на данном этапе трёхкальциевый алюминат C₃A и трёхкальциевый силикат C₃S – минералы, вступающие в процесс гидратации с первых же минут после приготовления раствора. Добавки, ускоряющие схватывание, могут обеспечить до 50% марочного набора прочности на протяжении буквально нескольких часов.
Существенное влияние на протекающий процесс оказывает также и температура воздуха. Её повышение влечёт за собой ускорение схватывания; при её понижении застывание цемента замедляется.
Если затворение цементного раствора произошло при классической расчётной t° +20°С, то застывание начнётся приблизительно через 2 часа и завершится через 3 часа, т.е. схватывание произойдёт через 1 час. А спустя 72 часа по застывшей поверхности цементного камня можно уже ходить.
Но при t° меньше +5°С скорость гидратации начинает падать, а при t° 0°С период застывания раствора увеличивается до 15-20 часов. Ведь схватывание цемента при 0°С начинается только через 6-10 часов после затворения смеси.
При отрицательных температурах этот процесс вообще прекращается.
Твердение цемента
По окончании схватывания цементной массы наступает стадия отверждения. Общий регламент – 28 суток, что гарантирует получение конкретной марки бетона на определённый период. Однако на самом деле процесс твердения может длиться годами.
Способствует нормальному твердению цемента в первые 28 суток трёхкальциевый силикат, а затем его влияние практически исчезает. Зато начинают работать другие минералы-добавки:
- четырёхкальциевый алюмоферит C₄AF, воздействующий на процесс твердения цемента на поздних сроках набора прочности;
- двухкальциевый силикат C₂S, благодаря которому с течением лет прочность цементного камня лишь нарастает.
Все этапы процесса гидратации регламентируются требованиями ГОСТ 30515-2013 и правилами проектной документации, разработанной для конкретного объекта строительства.