Одним из базовых компонентов бетонного раствора является вяжущее – то, что при затворении водой связывает все компоненты смеси (песок, щебень или любые другие заполнители) в прочную монолитную структуру. Вяжущие вещества, процесс твердения которых возможен не только на воздухе, но и в воде, называются гидравлическими. Какими характеристиками должны обладать эти вещества для поддерживания требуемых химических процессов? Прежде всего, в их состав должны входить кремниевые и алюминиевые соли кальция - силикаты и алюминаты, которые образуются при соединении оксида кальция с природными веществами - кремнеземом и глиноземом. Еще одним важным аспектом является тонкий помол смеси компонентов практически до однородной массы.
Как образуются гидравлические вяжущие? Существуют как минимум две возможности:
• смешиванием известняка с глиной и последующего обжига смеси
• обогащением извести гидравлическими добавками
В первом случае полученный в процессе обжига оксид кальция (выделенный из известняка) вступает в реакцию с оксидами глины. Так образуются портландцементы разных модификаций и гидравлическая известь.
Во втором случае известь вступает в быструю реакцию с компонентами добавок, уже содержащими нужные оксиды. Это метод получения пуццолановых портландцементов и известково-пуццолановых цементов, которые относятся к портландцементной группе, но имеют ряд характеристик, позволяющих использовать их в более узких сферах строительства.
Разные виды связывающих веществ имеют разную реакцию схватывания при добавлении воды, разную скорость твердения, различные по продолжительности периоды «созревания» (до достижения предельной прочности). Поэтому и бетоны на основе этих вяжущих также могут отличаться особыми характеристиками и специальными требованиями как в процессе твердения материала, так и последующей эксплуатации готовых изделий и сооружений.