Гидратация - клинкерный минерал
Cтраница 4
В процессе твердения портландцемента основное значение имеет скорость схватывания и скорость твердения. Скорости взаимодействия клинкерных минералов с водой различны. Скорость гидратации клинкерных минералов определяет и скорость их твердения: чем быстрее гидратируется минерал, тем быстрее нарастает его прочность. Таким образом, данные о скорости гидратации клинкерных минералов могут быть использованы для проектирования минералогического состава клинкера портландцемента, к которому предъявляются особые требования в отношении скорости твердения. [46]
В обзорной статье Грина [56] впервые был обобщен экспериментальный материал по химии гидратации клинкерных минералов в сопоставлении с реакциями гидратации портланд-цемента на ранних стадиях. Несмотря на то что за истекший промежуток времени было опубликовано много новых работ, особенно по кристаллохимии продуктов гидратации, кинетике пересыщения и тепловыделению в твердеющих дисперсиях цемента, основные суждения, высказанные в указанном обзоре, разделяются большинством авторов. Реакции гидратации клинкерных минералов в портланд-цементе не являются совершенно независимыми, но на начальном этапе образуются кристаллогидраты из индивидуальных фаз клинкера. [47]
 |
Кривые изменения рН при 20 С в водных дисперсиях. [48] |
Введение в воду затворения мелассы и винной кислоты надолго понижает рН суспензий, во всяком случае после пятичасового контакта вяжущего с водой содержание гидроксильных ионов не достигает значений, свойственных насыщенным растворам гидроокиси кальция. Сахар и винная кислота влияют на рН суспензий не только вследствие торможения гидратации, но и благодаря присутствию ионов сахара, кальция, виннокислого кальция и винной кислоты. Причем само по себе изменение рН может сказываться на гидратации клинкерных минералов. Таким образом торможение процесса гидратации при добавлении в воду органических веществ вызывается несколькими причинами: среди них большое место занимают и поверхностные явления на границах раздела фаз и изменение ионного состава жидкой фазы и, как это имеет место в отношении С3А, изменение фазового состава новообразований, которое мы наблюдали и при 90 С, аналогичное тому, что описано в работах [291, 261] при более низких температурах. Ослабление процесса превращения покровного первичного гидрата на зернах C3S во вторичный замедляет формирование коагуляционной структуры. Однако в присутствии глины это сказывается меньше, так как глина эффективно выводит из раствора ионы кальция, адсорбируя их, что ускоряет гидратацию. В цементных и глино-цементных суспензиях уменьшение интенсивности гидратации сопровождается более длительным периодом существования покровных эттрингитовых слоев, а после их разрушения образованием вновь плохо проницаемых слоев на разных участках цементных зерен из первичного гидрата C3S и гексагональных гидроалюминатов. Замедленная гидратация приводит к уменьшению числа структурирующих новообразований, таких как коллоидной дисперсности кристаллики эттрингита, гидроалюмината, Са ( ОН) 2, что не позволяет упрочниться коагуляционной структуре. [49]
Существуют представления, что суть процессов набухания заключается в проявлении осмотических сил в гелевых слоях образца, помещенного в воду. Деформации набухания и усадки относятся к физическим самопроизвольным деформациям. Усадка может происходить и за счет химических процессов - тогда она называется контракцией, например при уплотнении геля цементного камня вследствие гидратации клинкерных минералов. На величину усадки цементного камня влияет много факторов. Так, алитовые и более грубомолотые цементы меньше склонны к усадке. Снижение во-доцементного отношения, при прочих равных условиях введение порошковидных заполнителей также приводят к снижению усадки. Повышают усадку добавка хлористого кальция, обработка цементного камня или бетона паром под давлением в автоклавах. [50]
Наличие на термограммах образцов, затворенных соленой водой, дополнительных эндоэффектов по сравнению с обычными ( пики гипса, эттрингита, моносульфоалюмината и его твердого раствора с С4АН13) свидетельствует о возникновении в системе гидрохлоралю-минатов кальция, карбонизированных гидратов, а также соответствующих фаз, типа эттрингита или твердого раствора ЗСаО ( лгА12О3, r / Fe2O3) CaSO4 12Н2О с ЗСаО ( хА12О3, / Fe2O3) Са ( ОН) 2 12Н2О [420] и гидрогранатов. Даже после 12-часовой гидратации при повышенной температуре в цементных образцах, содержащих электролиты, повышено содержание эттрингита и присутствуют гидрохлор-алюминаты, довольно хорошо окристаллизованные, ибо потеря воды проявляется четкими пиками в узких интервалах. В присутствии лесса гидратация протекает аналогично - большая интенсивность прогиба кривых ДТА в области температур 100 - 400 отражает существование в образце более высокодисперсных или хуже окристаллизованных гидратных фаз, появившихся вследствие взаимодействия компонентов лесса с продуктами гидратации цемента. Винная кислота тормозит гидратацию клинкерных минералов, особенно C3S, хотя, как видно из термограмм ( рис. 88), превращение эттрингита в низкосульфатные формы задерживается, но существенных изменений в фазовом составе новообразований не выявлено. Механизм действия органических замедлителей на гидратацию цемента описан ранее. В условиях цементно-лессовых систем он, видимо, мало меняется. [51]
В процессе твердения портландцемента основное значение имеет скорость схватывания и скорость твердения. Скорости взаимодействия клинкерных минералов с водой различны. Скорость гидратации клинкерных минералов определяет и скорость их твердения: чем быстрее гидратируется минерал, тем быстрее нарастает его прочность. Таким образом, данные о скорости гидратации клинкерных минералов могут быть использованы для проектирования минералогического состава клинкера портландцемента, к которому предъявляются особые требования в отношении скорости твердения. [52]
В результате схватывания и твердения тампонажыого раствора получается цементный камень. Формирование цементного камня - сложный физико-химический процесс, который до сих пор полностью не изучен. В общей его схеме выделяются процессы гидролиза и гидратации с образованием коагуляционпой структуры, переходящей со временем в прочную кристаллизационную. На всех стадиях непосредственное участие в процессе принимает вода затворения. Она входит в состав твердых минеральных соединений, образующихся в результате гидролиза и гидратации клинкерных минералов. [53]
Страницы: 1 2 3 4