Для приготовления строительных растворов и бетонов широко приме­няют цемент, известь и гипс в виде высокодисперсных порошков, которые при смешивании с водой образуют вяжущее «тесто», т.е. пластично-вяз­кую и легко формующуюся массу, которая постепенно густеет, затвер­де­вает и превращается в искусственный камень. При приготовлении стро­и­­тельного раствора в его состав включают песок (наполнитель), а при при­готовлении бетонной смеси – песок (наполнитель) и щебень или гравий (крупные заполнители).

Твердение вяжущих веществ, т.е. превращение пластичного теста в камневидное тело, происходит вследствие ряда физико-химических про­цессов, на интенсивность протекания которых во времени, оказывают вли­я­­ние свойства вяжущих, температура и влажность окружающей среды. Весь процесс превращения делят на три периода: жизнеспособности, схватывания (структурообразования) и соб­ст­вен­но твердения (набора прочности) [1,2,3].

За начало схватывания принимают момент времени, когда пластичная смесь (растворная или бетонная) начинает загустевать и постепенно терять пластичность. От начала приготовления (смешивания) и до начала схваты­вания со смесями можно производить любые технологические операции: транспортирование, перемешивание, укладку в конструкцию, виброуплот­не­ние, трамбование и т.п. Технологические свойства смеси в этот период прак­тически не изменяются и поэтому время от начала приготовления сме­си (смешивание ее с водой) до начала схватывания называют жизнеспо­соб­ностью раствора или бетона. На время жизнеспособности значительное вли­яние оказывают вид вяжущего и его марка, а также параметры ок­ру­жающей среды. Усреднено можно считать, что для смесей на портланд­це­менте жизнеспособность составляет около трех часов, для извести, при контакте с воздухом – около четырех часов, для гипса – в пределах пяти – семи минут.

Момент схватывания более или менее ярко выражен только у гипса. Цементные смеси густеют постепенно. При некоторых условиях произ­вод­ства работ смесь может загустеть и из-за потери воды, например: вслед­ствие ее испарения в сухую и жаркую погоду, вследствие отсоса воды из смеси при ее контакте с сухими пористыми поверхностями. Такую потерю можно восполнить добавлением в смесь воды, но только когда заведомо из­вестна причина ее потери. Количество добавляемой воды определить труд­но, т.к. неизвестна величина ее потерь. Добавление излишней воды улуч­шит пластичность смеси, но может привести к снижению прочности бе­тона или раствора из-за увеличения водоцементного отношения, приня­то­го в рецепте смеси. У известковых смесей момент схватывания выражен еще сла­бее, чем у цементных, а сам процесс схватывания растянут во вре­мени.

Некоторые партии цементов из-за нарушения технологического режи­ма при их изготовлении (размол клинкера в горячем виде и др.) приоб­ре­тают способность к загустеванию смеси через 5–7 минут после смеши­вания цемента с водой. Такое загустевание смеси на ранней стадии его при­готовления называют ложным схватыванием. Для восстановления за­дан­ной подвижности смеси следует добавить небольшое количество воды и произвести ее повторное перемешивание.

После начала схватывания загустевание смеси увеличивается с возрас­таю­щей интенсивностью. Смесь загустевает полностью и превращается в от­вердевающее, но еще не обладающее значительной прочностью вещест­во. Этот момент считается окончанием схватывания. Он свидетельствует о завершении процесса структурообразования смеси. С этого момента смесь называют уже цементным камнем или бетоном. Для смесей на порт­ланд­це­мен­те процесс структурообразования продолжается в течение 5–10 часов.

Период структурообразования смесей является весьма важным для ор­ганизации  технологии строительных процессов. Во избежание разру­ше­ния слабой структуры смеси ее нельзя перемешивать, перекладывать, сотря­сать вибраторами или иным способом. Смесь должна находиться в кон­ст­рукции в состоянии технологического покоя. Нарушенная структура вновь не восстанавливается. Поэтому, если смесь не уложена в конструкцию, но начала загустевать, т.е. схватываться, нельзя ее перемешивать, разжижая водой. Такие случаи, к сожалению, на стройках имеют место. Эту вредную операцию называют «размолаживанием». При размолаживании не только разрушается и потом не восстанавливается слабая структура, но и ухуд­шается водоцементное отношение в растворе или бетоне, что приводит к зна­чительному снижению их марочной прочности [4,5].

Технологический покой свежеуложенного раствора или бетона можно нарушить лишь после приобретения ими такой прочности, которая может противостоять силе внешнего воздействия. Поэтому, например, ходить по бе­тону или устанавливать на него опалубку можно по достижении им проч­ности не менее 1,5 МПа, распалубливать армированные бетонные кон­­струкции – при прочности не ниже 3,5 МПа и ниже 50 % проектной проч­ности; подвергать воздействию замораживания – при наборе проч­нос­ти не менее 5 МПа и не менее 50–80 % проектной прочности и др. [6,7].

В процессе структурообразования цементного камня и бетона на ор­га­низацию строительных процессов оказывает влияние такое явление в фор­ми­рующемся камневидном теле, как усадка, т.е. уменьшение линейных раз­меров тела. Величина усадки, достигающая величины2 ммна1 м, за­ви­сит от вида вяжущего, прочности заполнителя, количества вяжущего и во­ды затворения. Так, известковые растворы имеют  бóльшую усадку, чем це­мент­ные. Усадочные деформации наиболее ярко проявляются в первые мо­­менты времени после укладки смеси в конструкции. Затем, по мере пе­ре­распределения влаги смеси за счет ее отсоса пористыми контактными поверхностями, испарения, гидратации вяжущего, усадочные явления за­ту­хают. Этому способствует и упрочняющаяся при твердении структура но­вообразования. Здесь важное значение приобретает его оптимальная влаж­ность. Быстрое высыхание ведет к растрескиванию, чего не следует до­­пускать. Для этого требуется увлажнять твердеющую структуру водой. Внешне явление усадки проявляется в виде замкнутых трещин в растворе или бетоне.