Твердение известкового теста происходит в результате испарения воды и кристаллизации гидрата оксида кальция. При потере влаги мельчайшие частицы Са(ОН)2 сближаются и срастаются между собой, образуя известковый каркас. По мере испарения воды кристаллов становится всё больше, они переплетаются и превращаются в прочный кристаллический сросток. Одновременно также происходит карбонизация гидрата оксида кальция за счёт поглощения им углекислоты из воздуха: Са(ОН)2 +СО2 + п Н20 -> СаСО3 + (п+1) Н20
Этот процесс идёт достаточно интенсивно лишь в присутствии воды. Карбонизация извести приводит к уплотнению и упрочнению структуры, а также к повышению водостойкости изделий, так как растворимость СаСО3 в 40 раз меньше растворимости Ca(OH)2. Однако пленка углекислого кальция, образующаяся на поверхности твердеющей извести, затрудняет проникновение СО2 во внутренние её слои. Поэтому карбонизация тормозится и затягивается на долгие годы. В начальный период твердения на прочности известковых растворов карбонизация сказывается в меньшей степени, чем высыхание. Поэтому необходимо обеспечивать благоприятные воздушно-сухие условия для твердения известковых изделий.
Чисто известковое тесто из-за сильной усадки при высыхании растрескивается, во избежание чего к нему добавляют 2-4 объёмные части песка. При обычных температурах известь и песок во взаимодействие не вступают. Песок служит в растворе скелетом, препятствующим усадке и растрескиванию теста при высыхании. Кроме того, он удешевляет раствор и делает его более пористым, что облегчает удаление испаряющейся воды и доступ внутрь материала углекислого газа. Сцепление частиц песка и извести достаточно прочное. Извести в растворе должно быть достаточно для заполнения всех пустот между песчинками и обмазывания каждой из них известковым тестом. Однако прослойки между песчинками должны быть минимальны. При избытке извести, а также при её неравномерном распределении среди песчинок в местах скопления извести при затвердевании могут появиться трещины.
При затворении водой молотой негашёной извести происходит её гидратационное твердение, выражающееся в гидратации оксида кальция и последующей коллоидизации и затем кристаллизации продукта гидратации. При твердении извести идет реакция: CaO + H2O ->Ca(OH)2
Негашёная известь растворяется в воде с образованием насыщенного раствора, который быстро становится пересыщенным, так как, во-первых, растворимость извести при нагревании снижается, а, во-вторых, часть воды испаряется и отсасывается внутренними слоями зёрен. Из пересыщенного раствора выделяются субмикроскопические частички гидрата оксида кальция, слепляющиеся и срастающиеся друг с другом. В дальнейшем происходит рост кристаллов, сопровождающийся увеличением площади контактов их срастания и повышением прочности камня. Упрочнению твердеющей системы способствует значительное увеличение доли твёрдой фазы в системе за счёт химического связывания воды в Ca(OH)2.
