Механизм гидратации и твердения

В результате гидратации портландцемента — конгломерата различных клинкерных фаз и небольшого количества гипса — образуется сложная система, состоящая из гидратов новообразований различной дисперсности, структуры и состава и значительного количества свободной, не вступившей в химические реакции воды. В этой системе новообразования взаимодействуют между собой и реагируют с исходными клинкерными фазами. Состав новообразований зависит от температуры среды, концентрации извести, щелочей в водной части системы [72], поэтому большое значение для процессов гидратации имеет количество воды затворения, т. е. водоцемент-ное отношение. Гидратация клинкерных фаз начинается одновременно по всей поверхности контакта клинкерного зерна с водой, однако каждая фаза гидратиру-ется со своей скоростью.
Следовательно, клинкерные минералы гидратируются в небольшой степени, что характерно и для промышленных цементов, зерна которых по экспериментальным Данным гидратируются через 7 сут на глубину порядка 2—3 мкм и через 28 сут на 3—6 мкм (рис. 14). Таким образом, значительная часть цементных частиц остается непрогпдратированной, причем, как показали исследования, это бывает и через 17 и даже 50 лет твердения, хотя при этом следует учитывать, что прежде цементы измельчались весьма грубо и потому медленно твердели [66]. Наличие непрореагировавших зерен цемента проявляется в том, что длительно твердевший цементный камень, будучи измельчен, снова приобретает способность, твердеть за счет гидратации непрореагировавших зерен. В. В. Юнг [168] предложил поэтому называть цементный камень «микробетоном».
Сложность картины твердеющего цемента обусловливается также тем, что процессы гидратации вызывают повышение температуры, которая приводит к изменению концентрации извести в растворе, повышению растворимости щелочей цемента и соответственно к изменению состава гидросиликатов кальция, ускорению перекристаллизации метастабильных гексагональных гидроалюминатов кальция. Вместе с тем продолжается гидратация и химическое связывание воды, уменьшается количество свободной воды, понижается пластичность цементного теста и начинается его заметное загустевание, т. е- наступает схватывание и затвердевание, после чего цемент начинает набирать прочность.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7



Самое читаемое