Hydratatie van cement
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
Hydratatie is de chemische reactie waarbij cement met water reageert en verhardt tot cementsteen.
Omschrijving
Wanneer cement en water gemengd worden, start het hydratatieproces. Dit is een chemische reactie waarbij watermoleculen worden opgenomen in de cementdeeltjes. Hierbij ontstaan cementhydraten, zoals calciumsilicaathydraatgel (C-S-H gel). Deze hydraten vormen een fijnmazige structuur die de ruimte tussen de cementdeeltjes overbrugt en in elkaar groeit, wat zorgt voor de binding en verharding van het materiaal. Het verharde mengsel van cement en water wordt cementsteen genoemd. Cementsteen is de basis voor beton en mortel.
Proces en duur
Het hydratatieproces begint direct na het mengen van cement met water. Tijdens de eerste uren vindt de initiële hydratatie plaats en begint het materiaal te stollen. Het proces kan weken tot maanden doorgaan, afhankelijk van factoren zoals temperatuur en vochtigheid. De verharding van beton duurt bijvoorbeeld circa 4 weken, wat de basis vormt voor de 28-dagen-sterkte. De voortdurende aanwezigheid van water is cruciaal voor een goede sterkteontwikkeling en duurzaamheid.
Hydratatiewarmte
Bij de chemische reactie van hydratatie komt warmte vrij, een zogenaamde exotherme reactie. De hoeveelheid en snelheid waarmee deze warmte vrijkomt, de hydratatiewarmte, hangt af van de cementsoort, de maalfijnheid van het cement, en de water-cementfactor. Een hogere temperatuur tijdens de verharding kan leiden tot een lagere uiteindelijke sterkte en een hogere krimp, wat de kans op scheurvorming vergroot. Het meten van de hydratatiewarmte is mogelijk, bijvoorbeeld bij constante temperatuur of onder (semi-)adiabatische omstandigheden.
Dormante periode
Na de initiële reactie ontstaat in het hydratatieproces tijdelijk een 'rustende' periode, de dormante periode. In dit stadium vormt ettringiet een laagje rond de cementkorrels, wat de toetreding van water belemmert en het proces tijdelijk vertraagt. Deze periode is essentieel omdat het gelegenheid biedt om betonspecie te transporteren en te verwerken voordat de snelle verharding begint. Zonder deze periode zou het beton direct opstijven en verharden.
Gebruikte bronnen: