Cтраница 2
Выявленные особенности процессов гидратации и структурообразования тампонажных растворов существенно проявляются в их технологических свойствах и микроструктуре цементного камня. На рис. 55 показано изменение водоотделения ( кривая /), времени начала ( кривая 2) и конца ( кривая 3) схватывания, растекаемости ( кривая 4) тампонажного раствора после перемешивания суспензии при нормальной температуре. [16]
Образование однородных, плотных участков структуры, постепенно сливающихся друг с другом, является завершающей стадией формирования микроструктуры цементного камня. [17]
В исследованиях С. В. Шестоперова с многократной вибрацией в процессе твердения бетона [447] показано положительное влияние этих воздействий на микроструктуру цементного камня, но не определено оптимальный стабильный режим виброактивации. [18]
После того или ипсго срока твердения автоклав извлекался из печи и быстро охлаждался; такая закалка позволяла зафиксировать фазовый состав н микроструктуру цементного камня, характерную для тех или 1пых высоких температур п давлений. [19]
Непременной структурной частью бетона, подобно другим конгломератам, являются контактные зоны ( обычно шириной до 50 - 65 мкм), микроструктура цементного камня в которых несколько отлична от такой же структуры в объемном цементном камне повышенной концентрацией кристаллической фазы и пониженным содержанием микропор. Контактный слой может также отличаться химическим составом его кристаллической фазы. [20]
В шлифах цементного камня, которые необходимо приготовлять с применением неводных жидкостей, удается различить лишь негидратированные частицы и наиболее крупные кристаллы Са ( ОН) 2, иногда фазу AR. Для исследования фазово-минералогического состава и микроструктуры цементного камня применяют комплекс физико-химических методов. Важное место в этом комплексе занимает качественный и количественный рент-геноструктурный анализ. С его помощью можно определить присутствие в цементном камне хорошо закристаллизованных фаз Са ( ОН) 2, AF /, AFm, CaCO3 ( карбонат кальция всегда присутствует, если цементный камень имел контакт с углекислотой, содержащейся в воздухе или в пластовых флюидах), а также гидросиликатов, если их твердение происходило при температурах выше 400 К-Гидрокристаллы C-S-H ( I) и C-S-H ( II), имеющие низкую степень кристаллизации, не дают четкой диффракционной картины и плохо определяются рентгеноструктурными методами. Количество минералогически различных веществ в цементном камне бывает еще большим, чем в исходном цементе, поэтому расшифровка рентгенограмм оказывается довольно сложной и в них бывает трудно выделить отражения, характерные для минералов, присутствующих в относительно небольшом количестве. [21]
Анализ кинетики коррозионного процесса показывает, что интенсивность взаимодействия структурных элементов цементного камня с химически активными ( агрессивными) компонентами внешней среды зависит от величин его внешней и внутренней ( особенно поровой) поверхности, структуры порового пространства. В ходе диффузии активных ионов они относятся к основным поглотителям с, соответствующим химическим перерождением микроструктуры цементного камня. [22]
Вероятно, полученные микроструктуры даже в образцах, активированных с добавками SiO2, еще не являются оптимальными. Из полученных данных видно направление, в котором следует изменять ( до каких-то пределов) микроструктуру цементного камня с целью получения более высококачественного материала. [23]
При полной ( сквозной) гидратации высокодисперсных частиц цемента еще в индукционный период образуется псевдоконденсационная структура, являющаяся разновидностью гелевой структуры, которая упрочняется вследствие обезвоживания. Поскольку в современных цементах содержится значительное количество высокодисперсных фракций ( крупностью 1 мкм и ниже), прочность микроструктуры цементного камня будет обусловливаться тремя видами связи и чем выше дисперсность цемента, тем больше будут превалировать вторичные ван-дер-ваальсовы силы взаимодействия, способствующие снижению прочности цементного камня. [24]
При полной гидратации высокодисперсных частиц цемента образуется структура, являющаяся разновидностью гелевой ( рис. 11.12), упрочнение ( слеживание) которой происходит при ее обезвоживании. Коль скоро в современных цементах содержится значительное количество высокодисперсных фракций ( размером 1 мкм и ниже), усадка микроструктуры цементного камня будет обусловливаться тремя видами связей, и чем выше дисперсность цемента, тем больше будут превалировать вторичные ван-дер-ваальсовы силы взаимодействия, ведущие к неуклонному повышению усадки цементного камня. [25]
С прекращением влагообмена с наружной средой деформация усадки полностью затухает и, наоборот, с возобновлением влагообмена объемные деформации проявляются вновь. Испарение межкристаллической воды усиливается с увеличением температуры, а поэтому интенсифицируется усадка бетона, сопровождающаяся большим количеством обрывов в микроструктуре цементного камня; обратимые процессы не протекают. После охлаждения бетона в течение определенного времени идет процесс восстановления деформации. [26]
Из-за несовершенства коагуляционного структурооб-разования цементного геля при спонтанном протекании процесса в последующем неполностью реализуются потенциальные свойства кристаллизационной структуры цементного камня. Если же в момент t тиксотропно разрушить силы связи в цементном геле, тогда при их восстановлении создадутся условия для активизации сил взаимодействия между частицами твердой фазы и упрочнения микроструктуры цементного камня, поэтому возрастает плотность коагуляционной структуры и в результате этого прочность цементного камня. [27]
Можно констатировать, что при уровне нагружения несколько выше половины прочности бетона в локальной области на контуре макропоры фиксируются напряжения сжатия, превосходящие прочность макрообразца бетона в полтора раза, и напряжения растяжения, превосходящие прочность бетона на разрыв в несколько раз. Можно предположить далее, что на рассматриваемой стадии нагружения, когда работа материала еще следует закону Гука, что определяется линейно-упругим характером работы первичных элементов структуры - кристаллитов и кристаллов гидратного сростка и их контактов, - микроструктура цементного камня обусловит умножение напряжений на своем уровне не менее чем в 2 - 3 раза. В частности, на контуре капиллярной поры при капиллярной пористости цементно-песчаного раствора в нашем случае около 0 1 - 0 15 следует ожидать, согласно рис. 4.13, развития локальных растягивающих и сжимающих напряжений до 60 - 100 МПа и 200 - 300 МПа соответственно. [28]
Структуру бетона изучают на различных уровнях. Макроструктуру наблюдают невооруженным глазом или при небольшом увеличении. В качестве структурных элементов здесь выделяют крупный заполнитель, песок, цементный камень, воздушные поры. Иногда удобно принимать макроструктуру, состоящую из двух элементов: крупного заполнителя и растворной части, в которой объединяются цементный камень и песок. Микроструктуру наблюдают при большом увеличении под микроскопом. Так изучают структуру цементного камня, которая состоит из непрореагировавших зерен цемента, дисперсных частиц наполнителя, новообразований и микропор различных размеров. Большое значение для свойств бетона имеет различный характер микроструктуры цементного камня в объемном ( в порах между зернами заполнителя) и пленочном ( на их поверхности) состояниях. В межзерновом пространстве и крупных порах чаще появляются новообразования в кристаллическом виде. В оболочке новообразований вблизи границы с поверхностью заполнителя ( контактной зоне), где возможности роста кристаллов ограничены, преобладают гелеоб-разные субмикрокристаллические продукты гидратации с повышенной связностью. Поэтому прочность цементного камня в пленочном состоянии выше, чем в объемном, и контактные зоны в бетоне имеют повышенную прочность, что благоприятно сказывается на прочности бетона в целом. [29]