Основополагающим фактором в процессе формирования структурообразующих элементов как различных плотных горных пород, так и для всех традиционных минеральных вяжущих, является присутствие щелочной среды, создаваемой щелочными и щелочноземельными металлами. Такие минералы, как цеолиты и полевые шпаты, в системе Na2 О–Al2 О3 –SiО2 –H2 О образовались в результате метаморфических процессов в земной коре, в условиях высоких температур, влажности, давлений, выветривания и цементации щелочными соединениями алюмосиликатных горных пород. Но необходимо учитывать, что в щелочных цементах основную вяжущую функцию выполняют соединения щелочных металлов с силикатами, алюминатами, с водой, которые являются намного активнее щелочноземельных оксидов и создают более сильную щелочную среду [1, 2].
Механизм создания долговечных композиций из традиционных цементов основан на синтезе кальциевых солей, дающих при гидратации щелочную среду, насыщенную гидроксидом кальция, которая в дальнейшем станет составляющей кристаллизационных образований. Расположив элементы щелочесодержащих соединений по основности: Cs, Kb, К, Na, Li, Ва, Sr, Ca, Mg, — мы наблюдаем снижение активности и рН среды слева направо, следовательно, едкие щелочи натрия и калия — это сильные основания и позволят получать многокомпонентные цементные системы с гидравлическими свойствами [1–7].
Изучение вопросов, касающихся реакционной активности исследуемых соединений, показало, что минералы щелочноземельных алюмосиликатов, силикатов, алюминатов не вступают в реакцию с водой, и для протекания гидратационного взаимодействия необходимо повысить основность дисперсионной фазы, что возможно путем введения в затворитель щелочного компонента, что приведет к формированию системы с явным приростом прочностных показателей.
В работах Глуховского [1, 2] предлагается классифицировать гидратационные характеристики щелочных соединений в зависимости от химического и минералогического составов: