- •Общие сведения.
- •Связь строения состава и свойств.
- •2.1. Строение и свойства.
- •2.2. Параметры состояния
- •2.3. Характеристики структуры.
- •2.4 Свойства по отношению к воде.
- •2.5 Теплофизические свойства
- •2.6 Акустические свойства
- •2.7 Механические свойства
- •Природные каменные материалы.
- •3.1 Важнейшие породообразующие материалы и их свойства.
- •3.2 Каменные материалы из магматических горных пород
- •3.3 Материалы из осадочных горных пород
- •3.4 Материалы из метаморфических горных пород.
- •3.5 Основные виды материалов и изделий из природного камня.
- •3.5.1 Грубообработанные каменные материалы.
- •3.5.2 Дорожные каменные материалы.
- •3.5.3 Каменные кислотоупорные и литые изделия.
- •Материалы и изделия из древесины.
- •4.1. Лесные богатства. Значение правильного
- •4.3 Зависимость основных свойств древесины от её строения и влажности.
- •4.3. Породы древесины.
- •4.4. Механические свойства древесины.
- •4.5. Сортамент лесных материалов и изделий.
- •4.5.1. Лесные материалы.
- •4.5.2. Полуфабрикаты и изделия из древесины.
- •4.5.3. Индустриальные строительные
- •4.5.4. Клееные деревянные конструкции.
- •4.5.5. Способы защиты древесины от гниения,
- •5. Керамические изделия.
- •5.1. Основные свойства глин, как сырья для
- •5.3. Изменение свойств глин при нагревании
- •5.3. Классификация керамических изделий.
- •6. Стеклянные и другие плавленые материалы и изделия.
- •7. Гидравлические вяжущие вещества.
- •7.1. Гидравлическая известь.
- •7.2. Портландцемент.
- •7.3. Сырьевые материалы и принципы производства цемента.
- •7.4. Теория твердения цемента.
- •8. Строение бетона.
- •8.1. Прочностные свойства бетона.
- •8.2. Легкие бетоны.
- •9. Строительные растворы.
- •10. Искусственные каменные необоженные материалы и изделия.
- •10.1. Асбестоцементные изделия.
- •10.2. Автоклавные материалы.
- •11. Акустические материалы.
- •11.1 Звукопоглощающие материалы.
- •11.2. Звукоизоляционные материалы.
- •12. Минералы и изделия из пластических масс.
- •12.1. Основные компоненты пластических масс.
- •12.2. Изделия из пластических масс.
- •13. Бетоны и изделия из них.
- •13.1. Определение и общая классификация бетонов.
- •13.2. Материалы для изготовления тяжёлого бетона.
- •13.3. Свойства бетонной смеси.
- •13.4. Факторы, удобоукладываемость бетонной смеси.
- •14. Лакокрасочные материалы.
- •14.1. Основные компоненты красочного состава.
7.4. Теория твердения цемента.
Цементное тесто, приготовленное путем смешивания цемента с водой, имеет три периода твердения. Вначале, в течение 1-3 ч после затворения цемента водой, оно пластично и легко формуется. Потом наступает схватывание, заканчивающееся через 5-10 ч после затворения; в это время цементное тесто загустевает, утрачивая подвижность, но его механическая прочность еще невелика. Переход загустевшего цементного теста в твердое состояние означает конец схватывания и начало твердения, которое характерно заметным возрастанием прочности. Твердение бетона при благоприятных условиях длится годами - вплоть до полной гидратации цемента.
Рассмотрим химические реакции в процессе твердения цемента. В насыщенном растворе Са(ОН)2 эттрингит сначала выделяется в коллоидном тонкодисперсном состоянии, осаждаясь на поверхности частиц ЗСаОА1203, замедляет их гидратацию и затягивает начало схватывания цемента. Кристаллизация Са(ОН)2 из пересыщенного раствора понижает концентрацию гидроксида кальция в растворе, и эттрингит уже образуется в виде длинных иглоподобных кристаллов. Кристаллы эттрингита и обусловливают раннюю прочность затвердевшего цемента. Эттрингит, содержащий 31-32 молекулы кристаллизационной воды, занимает примерно вдвое больший объем по сравнению с суммой объемов реагирующих веществ (С3А и сульфат кальция). Заполняя поры цементного камня, эттрингит повышает его механическую прочность и стойкость. Структура затвердевшего цемента улучшается еще и потому, что предотвращается образование в нем слабых мест в виде рыхлых гидроалюминатов кальция.
Четырехкальциевьй алюмоферрит при взаимодействии с водой расщепляется на гидроалюминат и гидроферрит. Гидроалюминат связывается добавкой природного гипса, как указано выше, а гидроферрит входит в состав цементного геля.
Сразу после затворения цемента водой начинаются химические реакции. Уже в начальной стадии процесса гидратации цемента происходит быстрое взаимодействие алита с водой с образование гидросиликата кальция и гидроксида. После затворения гидроксид кальция образуется из алита, так как белит гидратируется медленнее алита и при его взаимодействии с водой выделяется меньше Са(ОН)2. Взаимодействие трехкальциевого алюмината с водой приводит к образованию гидроалюмината кальция. Для замедления схватывания при помоле клинкера добавляют небольшое количество природного гипса (3-5% от массы цемента). Сульфат кальция играет роль химически активной составляющей цемента, реагирующей с трехкальциевым алюминатом и связывающей его в гидросульфоалюминат кальция (минерал эттрингит) в начале гидратации портландцемента.
8. Строение бетона.
После уплотнения бетонной смеси, в результате гидратации цемента, формируется структура бетона. В начальный период формирования структуры происходит медленное упрочнение свежеуложенной бетонной смеси, обусловленное образованием перенасыщенного раствора. К концу периода формирования структуры, количество новообразований возрастает, частицы продуктов реакций сближаются и создаются условия для перехода коагуляционной структуры в кристаллическую. В результате этого перехода происходит резкое возрастании прочности бетона.
Макроструктура определяет строение бетона, как искусственного агломерата. Она характеризует строение твёрдого вещества, величину и характер каждого из компонентов.
Поры в цементном камне подразделяются на поры геля, капиллярные и образованные в воздухе.
Поры в заполнителе: межзерновые пустоты; общая пористость бетона (сумма её составных частей).