Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпора по материал.docx
Скачиваний:
37
Добавлен:
05.11.2018
Размер:
230.94 Кб
Скачать

34) Твердение портландцемента

При затворении цемента водой после тщательного перемешивания образуется пластичное тесто, способное переходить в камневидное состояние. Происходит растворение цемента по поверхности и реакция с водой.

Уже в начальный период происходит быстрое взаимодействие алита с водой с образованием гидросиликата кальция и гидроксида 2(3СаОSiО2) + 6Н2О = 3СаО2.SiО2.2О + 3Са(ОН)2.

При твердении белита также образуется Са(ОН)2, но и при этом выделяется меньше Са(ОН)2 2(2СаО.SiО2) + 4Н2О = 3СаО2.SiО.22О + Са(ОН)2.

Взаимодействие C3А с водой приводит к образованию непрочного гидроалюмината кальция 3СаО.Al2О3 + 6Н2О = 3СаО.Al2О3.2О.

Для замедления сроков схватывания при помоле в состав смеси вводится гипсовый камень, который играет роль химически активной составляющей цемента, реагирующей с C3А и связывающий его в гидросульфоалюминат кальция (эттрингит) в начале гидратации портландцемента 3СаО.Al2О3 + 3(CaSO4.2H2O) + 26Н2О = 3СаО.Al2О3.3CaSO4.32H2O.

Данный процесс происходит в насыщенном растворе Са(ОН)2. Эттрингит сначала выделяется в коллоидном тонкодисперсном состоянии. Осаждаясь на поверхности частиц 3СаО.Al2О3, он замедляет их гидратацию и затягивает начало схватывания цемента. Заполняя поры цементного камня, эттрингит повышает прочность и стойкость. Структура цементного камня улучшается еще и потому, что предотвращается образование в нем слабых мест в виде рыхлых гидроалюминатов кальция.

C4АF при взаимодействии с водой расщепляется на гидроалюминат и гидроферрит 4СаО.Al2О3.Fe2O3 + mН2О = 3СаО.Al2О3.2О +СаО.Fe2O3.2О.

Гидроалюминат связывается природным гипсом, а гидроферрит входит в состав цементного геля.

В сформировавшемся цементном камне, даже после большого срока твердения, сохраняются не полностью гидратированные частицы клинкера, рассредоточенные среди гидратных новообразований.

В цементном камне имеется определенное количество пор, заполненных воздухом и водой. В упрочнении и уплотнении камня участвует углекислота воздуха Са(ОН)2 + СО2 = СаСО3 + Н2О.

Образующаяся соль практически нерастворима в воде, а ее кристаллы заполняют поры, особенно в поверхностных слоях цементного камня, т.к. в процессе карбонизации объем твердой фазы увеличивается на 10…12 %.

Твердение портландцемента происходит по теории А.А. Байкова.

1-й период – происходит образование истинных растворов, насыщенных по отношению к продуктам гидратации (C2SH4, C3AH6, Са(ОН)2).

2-й период сопровождается коллоидацией гидратированных новообразований, т.е. образованием коагуляционной структуры. Образуется гель за счет 2 факторов:

− химического диспергирования, т.е. откол частиц размером 10–4…10–6 мм от частиц цемента, участвующих в реакции;

− поверхностного явления, т.е. присоединение воды к поверхности частиц за счет избыточной поверхностной энергии. По мере уравновешивания энергий происходит облегченное растворение цементной частицы. Гели со временем стареют (происходит синерезис). Происходит уплотнением геля с уменьшением объема. Седиментация (осаждение) геля во 2-м периоде твердения происходит под действием собственной массы.

3-й период сопровождается кристаллизацией геля в своем пересыщенном растворе.

Начало схватывания портландцемента связано с началом выделения геля, а конец схватывания – с массовым выделением геля.