Читайте также:
|
При смешивании цемента с водой возникают сложные физико- химические процессы взаимодействия, в результате чего образуется пластичная масса, которая с течением времени (через 1...3 час) начинает густеть (начало схватывания), а затем постепенно (через 5... 10 часов) переходит в твердое состояние (конец схватывания). В дальнейшем прочность постепенно нарастает, т.е. происходит процесс твердения.
Согласно теории, разработанной акад. А.А. Байковым, установлено, что процесс твердения портландцемента подразделяется на три периода.
1. Первый период - подготовительный (растворения). При взаимодействии цемента с водой происходят процессы гидратации (реакция присоединения воды без распада основного вещества) и гидролиза (реакция с распадом и образованием новых соединений).
Трехкальциевый силикат подвергается гидролизу:
АлитЗСаО * SiO2 + nН2O = 2СаО * SiO2 • nН2O + Са(ОН)2
Двухкальциевый силикат гидратируется: Белит2СаО • SiO2 + nН2O = 2СаО * SiO2 * nН2O
Взаимодействие трехкальциевого алюмината с водой происходит с большой скоростью и значительным выделением тепла:
Трехкальциевый алюминат 3СаО • А12O3 + 6Н2O = 3СаО * А12O3 * 6Н2Огидроалюминат Са.
Для замедления схватывания в цемент при помоле клинкера вводят гипс который с гидроалюминатом кальция образует трудно растворимую соль - гид- росульфоалюминат кальция (эттрингит) в виде игольчатых кристаллов
3СаО * А12О3 * 6Н2О + 3(CaSО4 * 2Н2О) + 19 Н2О = 3СаО * А12О3 *
3 CaSО4*6Н2О.
В этом случае образование гидратных новообразований протекает медленнее, что удлиняет сроки схватывания цементного теста.
Четырехкальциевый алюмоферрит (целит) взаимодействует с водой в насыщенном известью растворе, образует гидроалюминат и гидроферрит кальция: 4СаО А12О3 * Fe2O3 + 2(Са(ОН)2) + 10Н2О = 3СаО *А12О3 * 6Н2О + 3СаО * Fe2О3 * 6Н2О
В результате этой реакции связывается некоторое количество Са(ОН)2. Гидратные соединения, обладая сравнительно плохой растворимостью, быстро насыщают раствор вокруг зерен цемента.
Первый период твердения происходит в течение некоторого времени (до начала схватывания) и он растянут во времени. Вначале взаимодействует с водой поверхность зерен цемента, а затем химические реакции гидратации и гидролиза протекают с более глубинными слоями зерен цемента.
2. Второй период назван периодом коллоидации характеризуется образованием коагуляционных структу р. Из насыщенных растворов начинает выпадать растворенное вещество в виде мельчайших (коллоидных) частиц гидратов клинкерных минералов.Коллоидные частицы обладают клеящей способностью и цементное тесто обеспечивает хорошее прилипание к каменным материалам.
3. Третий период назван периодом кристаллизации.
1. Наименее устойчивые в коллоидном состоянии Са(ОН)2 и 3СаО • А12О3 * 6H2O (трехкальциевый гидроалюминат) переходят в кристаллическое состояние.
2. Одновременно происходит уплотнение гидросиликатов кальция2СаО * SiO2 * nН2O, находящихся в студнеобразном состоянии, и медленная их кристаллизация. Образующиеся кристаллы создают кристаллический остов (каркас), обеспечивающий высокую прочность.
Скорость твердения цемента зависит:
- от скорости взаимодействия клинкерных минералов с водой, т.е. от минералогического состава цемента,
- тонкости помола,
- условий твердения. Все три периода твердения цемента протекают практически одновременно. При благоприятных условиях процесс твердения цемента может продолжаться несколько лет, и структура цементного камня превращается в кристаллизационную. Цементное тело в результате твердения превращается в прочный цементный камень, являющийся трехфазной системой (твердая фаза - вода - воздух) и характеризуется капиллярно-пористым строением.
Дата добавления: 2015-04-11; просмотров: 33 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |