Гидратация - клинкерный минерал
Cтраница 1
Гидратация клинкерных минералов - это тот же процесс гашения, но сильно растянутый во времени. Куски негашеной извести чрезвычайно пористы, они быстро пропитываются водою, в силу чего гашение протекает практически одновременно во всем объеме материала. Клинкерные минералы плотны, вода может взаимодействовать с ними только на поверхности или проникая по трещинам ( в микрощели); поэтому процесс диспергирования протекает сравнительно быстро только вначале, в период схватывания; в дальнейшем он постепенно замедляется. [1]
Поскольку гидратация клинкерных минералов - экзотермический процесс, то при формировании цементного камня или бетона на его основе происходит выделение тепла. Тепловыделение приводит к разогреву всей массы бетона, что в зависимости от условий строительства может играть положительную и отрицательную роль. При зимнем бетонировании высокое тепловыделение замедляет охлаждение уложенного бетона, способствует развитию процессов гидратации и твердения и, таким образом, полезно. В других условиях тепловыделение приводит к появлению термонапряжений в массе бетона, в результате чего могут возникнуть и развиться трещины, приводящие к разрушению. Тепловыделение зависит в основном от минералогического состава цемента. [2]
Скорость гидратации клинкерных минералов различна. Клинкерные минералы могут быть расположены в порядке уменьшения скорости гидратации в следующий ряд: трехкальциевый алюминат, четырехкальциевый алюмоферрит, трехкальциевый силикат и двухкальциевый силикат / Вследствие слишком быстрой гидратации трехкальциевого алюмината и щелочесодержащих минералов измолотый клинкер обладает способностью при затворении водой схватываться в течение нескольких минут. Этот срок недостаточен для изготовления строительных растворов и бетонов. Тем самым он замедляет ( до 3 - 5 ч) первую стадию процесса твердения - схватывание цемента. Вместе с тем добавка гипса ускоряет процесс твердения цемента, особенно в первые сроки гидратации. [3]
Скорости гидратации клинкерных минералов неодинаковы: наиболее быстро вступает в реакцию трехкальциевый алюминат, нем-много медленнее - четырехкальциевый алюмоферрит, наиболее медленно гидратируется белит. Поэтому цемент, в котором преобладает белит, гидратируется значительно медленнее алитового цемента. [4]
Условия гидролиза и гидратации клинкерных минералов с малым количеством воды, например влагой, адсорбированной из воздуха, отличаются от условий гидролиза и гидратации при затворении цемента большим количеством воды. [5]
При гидролизе и гидратации клинкерных минералов ( 3CaO - SiO2; 2CaO - SiO2 и др.), главным образом трехкальциевого силиката, образуется гидроокись кальция, которая придает смеси щелочную реакцию. [6]
Условия гидролиза и гидратации клинкерных минералов с малым количеством воды, например влагой, адсорбированной из воздуха, отличаются от условий гидролиза и гидратации при затворении цемента большим количеством воды. [7]
Рассмотрим последовательно процессы гидратации клинкерных минералов. [8]
Ниже приведены типичные значения теплоты гидратации чистых клинкерных минералов. Следует отметить, что между тепловыделением и вяжущими свойствами каждого клинкерного минерала зависимости нет. [9]
Для нормальных условий твердения скорости гидратации чистых клинкерных минералов и этих же минералов в портландцементном тесте различаются и зависят от удельной поверхности вяжущего, водовяжущего отношения, наличия или отсутствия добавки гипса, количества алюминатов и алюмоферритов в цементе. В определенной мере это различие может объясняться недоступностью для воды на ранних стадиях гидратации упакованных в гранулах полиминерального клинкера быстрорастворимых и быстрогидратируемых фаз в условиях послойного растворения гранул вяжущего. [10]
Вместе с тем пластифицирующая добавка замедляет гидратацию клинкерных минералов цементов в начальный период. [11]
Как и множество химических реакций, реакция гидратации клинкерных минералов имеет экзотермический характер, при этом цемент выделяет до 120 кал / г. Так как теплопроводность бетона сравнительно низка, то внутри массивных бетонных конструкций гидратация приводит к значительному подъему температуры. В то же время наружная часть бетонного массива теряет некоторое количество тепла, так что устанавливается резкий градиент температуры, что при последующем охлаждении внутренней части может привести к образованию трещин. [12]
Тепловыделение цемента обусловлено тем, что реакции гидратации клинкерных минералов являются экзотермическими. Наиболее интенсивно ПЦ выделяет тепло в ранние сроки твердения, причем большее содержание алита и трехкальциевого алюмината обусловливает большее тепловыделение. Белитовые цементы имеют меньшее тепловыделение. [13]
 |
Теплота гидратации СаО и ЗСаО-А1гО, по Торвальдсону и др.| Теплота гидратации клинкерных минералов по В. А. Кинду и др. [14] |
Согласно данным Лерча и Богга, полная теплота гидратации клинкерных минералов составляет: для C3S - 1 2, C2S - 0 62, С3А - 2 07 и C4AF - 1 кал на 0 01 г соединения. [15]
Страницы: 1 2 3 4