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Cement hydration mechanisms through time – a review

  • In this article the progress of the research on cement hydration mechanisms is critically reviewed, starting with the work of Le Chatelier and Michaelis during the late 19th century. Proposed mechanisms are discussed in the light of experimental data to highlight the role of new or improved analytical techniques. The focus of this article lies on the dormant period and the silicate reaction. Today many of the mechanisms proposed throughout time cannot withstand experimental evidence and need to be rejected, including the classical protective hydrate layer theory. However, it seems likely that hydrated surface species are involved in the mechanism. Theories that aim to explain the rate changes solely based on the nucleation and growth of portlandite can also not withstand experimental evidence. Nevertheless, the retardation of portlandite crystal growth through silicate ions is a relevant factor. Especially since it might present a mechanism for the nucleation of calcium silicateIn this article the progress of the research on cement hydration mechanisms is critically reviewed, starting with the work of Le Chatelier and Michaelis during the late 19th century. Proposed mechanisms are discussed in the light of experimental data to highlight the role of new or improved analytical techniques. The focus of this article lies on the dormant period and the silicate reaction. Today many of the mechanisms proposed throughout time cannot withstand experimental evidence and need to be rejected, including the classical protective hydrate layer theory. However, it seems likely that hydrated surface species are involved in the mechanism. Theories that aim to explain the rate changes solely based on the nucleation and growth of portlandite can also not withstand experimental evidence. Nevertheless, the retardation of portlandite crystal growth through silicate ions is a relevant factor. Especially since it might present a mechanism for the nucleation of calcium silicate hydrate (C-S-H), backing up theories that propose C-S-H and portlandite to grow from the same nuclei. Finally, an overview over facts, that are currently considered to be valid and hence need to be regarded in future mechanisms is given.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Elisabeth JohnORCiD, Barbara Lothenbach
Persönliche Herausgeber*innen:C. B. Carter
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Journal of Materials Science
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:6 Materialchemie
6 Materialchemie / 6.1 Oberflächen- und Dünnschichtanalyse
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Springer Science + Business Media B.V
Verlagsort:Dordrecht [u.a.]
Jahrgang/Band:58
Ausgabe/Heft:24
Erste Seite:9805
Letzte Seite:9833
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Freie Schlagwörter:Calcium silicate hydrate; Cement hydration
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Material
DOI:10.1007/s10853-023-08651-9
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-577460
ISSN:1573-4803
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:22.06.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.06.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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