Схватывание
Время загустевания цементного теста или растворной составляющей определяется по данным о сроках схватывания.
Характеристиками этого процесса служит время до начала схватывания и время до конца схватывания. Когда цементное тесто достигает состояния, отвечающего началу схватывания, оно не может быть должным образом уложено и уплотнено. Конец схватывания соответствует началу твердения теста. Со времени начала схватывания бетонная смесь претерпевает заметную потерю текучести. Добавки могут влиять на сроки схватывания. Ко времени начала схватывания цементного теста начинается гидратация C3S. Согласно данным некоторых исследователей, рекристаллизация эттрингита является фактором, сильно воздействующим на время до начала схватывания. Конец схватывания теста наступает до того, как в нем тепловыделение протекает с максимальной скоростью, т. е. до конца стадии III.
В бетонной смеси также наблюдается ложное схватывание. Оно заметно в тех случаях, когда затвердевание происходит в присутствии частично дегидратированного гипса. Удобоукладываемость смеси удается восстановить дополнительным перемешиванием. Ложное схватывание может быть вызвано образованием избыточного количества эттрингита — особенно в присутствии некоторых замедлителей. Сообщалось о том, что в некоторых случаях ложное схватывание вызывалось образованием сингенита (KCS2H).
В бетонной смеси ложное схватывание может произойти вследствие реакции С3А с образованием гидроалюминатов кальция и гидрата моносульфоалюмината. Удобоукладываемость не может быть восстановлена после того, как произошло ложное схватывание.
Сроки схватывания цемента можно определить с помощью приборов Джилмора или Вика. В методе Джилмора на лепешку из цементного теста диаметром 75 мм и толщиной 12,5 мм, отформованную на стекле, наносят отпечаток иглой. Для определения времени до начала схватывания используется игла массой 113,4 г и диаметром 2 мм, однако для определения времени до конца схватывания аналогичная игла имеет массу 453,6 г и диаметр 1 мм. Время до начала схватывания определяют как время, когда первая игла Джилмора не оставляет заметного отпечатка, а время до конца схватывания — когда это же происходит при применении второй иглы.
Все стандартные цементы должны иметь время до начала схватывания не менее 60 мин, а время до конца схватывания — не более 10 ч; при применении иглы Вика — соответственно 45 мин и 8 ч.
Методика работы с иглой Вика подобна описанной выше; различны лишь масса и диаметр иглы и размеры образца из цементного теста. В этом методе время до начала схватывания фиксируется, когда игла проходит в тесто на глубину 25 мм, а время до конца схватывания — когда игла заметно не проникает в цементное тесто. Для испытания используют цементный раствор. Пенетрометр применяют для определения времени до начала и конца схватывания. Определена сила, требуемая для проникания иглы на глубину 25 мм. Силу, приходящуюся на единицу площади, создаваемую иглой и выдерживаемую поверхностью теста, называют сопротивлением пенетрации. Время до начала схватывания — время с момента контакта цемента с водой, рассчитанное на приготовление цементного раствора, просеянного из бетона, до достижения сопротивления пенетрации 3,5 МПа. Соответственно время до конца схватывания — величина, равная 27,6 МПа.