ТД АсбоЦем. Все права защищены. www.asbocem.ru (495) 799-40-54
РОЛЬ ГИПСА В ТВЕРДЕНИИ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА
Применение гипса как обязательной составляющей портландцемента и цементов на его основе объясняется наличием в них минерала трехкальциевого алюмината (С3А). Отсутствие гипса в цементе легко распознается по резкому ускорению сроков схватывания цементного теста (растворных и бетонных смесей). Следовательно, такие цементы - так называемые быстряки не удается использовать для приготовления бетонов. В ряде случаев, когда на строительство поступал такой цемент, приходилось вводить в смесь больше воды, что снижало качество бетона.
Рис.1. Структура цементного камня с В/Ц=0,35 из портландцемента М400 с S = 5000 см2/г после 28 сут. твердения. Съемка на сканирующем (растровом) электронном микроскопе при увеличении:
а - в 300 раз; б - в 3000 раз.
Следует заметить, что вибраторы, вызывающие тиксотропное разжижение цементного теста, в ряде случаев позволяют уплотнять растворные смеси на цементах "быстряках". В этом случае в действующем минералогическом составе цемента находится немного
минерала С3А, что позволяет получать тесто меньшей вязкости, обеспечивающее формование из смесей железобетонных или бетонных конструкций проектных конфигураций и размеров.
Гипс вводят в растворы не только для регулирования сроков загустевания смесей на портландцементах и бетонах на их основе, но для регулирования их технических свойств, вследствие чего заметно повышается качество бетона. Поэтому следует рассмотреть причины, повышающие прочность, морозостойкость, сульфатостойкость и другие свойства бетона. Требуется пояснить результаты реакции гидратации минерала С3А, например 3САО · Аl2О3 + 6Н2О = 3СаО · Аl2О2 · 6Н2О.
Следует заметить, что вибраторы, вызывающие тиксотропное разжижение цементного теста, в ряде случаев позволяют уплотнять растворные смеси на цементах "быстряках". В этом случае в действующем минералогическом составе цемента находится немного
минерала С3А, что позволяет получать тесто меньшей вязкости, обеспечивающее формование из смесей железобетонных или бетонных конструкций проектных конфигураций и размеров.
Гипс вводят в растворы не только для регулирования сроков загустевания смесей на портландцементах и бетонах на их основе, но для регулирования их технических свойств, вследствие чего заметно повышается качество бетона. Поэтому следует рассмотреть причины, повышающие прочность, морозостойкость, сульфатостойкость и другие свойства бетона. Требуется пояснить результаты реакции гидратации минерала С3А, например 3САО · Аl2О3 + 6Н2О = 3СаО · Аl2О2 · 6Н2О.
Кроме указанных в формуле шести молекул химически связанной воды (или иных количеств в аналогичном по свойствам соединении) значительно большая масса воды физически связывается с гидратированным трехкальциевым алюминатом. Такую физико-химическую систему новообразований называют коагуляционной и она рассматривается нами как подобие сот с медом (рис.1).
Каркасом, образующим ячейки системы, служат новообразования из зерен цемента (в данном случае из трехкальциевого алюмината) и непрореагировавшие минералы полиминерального и полидисперсного цемента, а заполняет ячейки вода.
Высокое водоудержание в коагуляционных структурах гидратированного трехкальциевого алюмината объясняется особенностями кристаллических новообразований. Это хорошо видно на электронномикроскопических снимках (рис.2), зафиксировавших через несколько минут процесс их образования вслед за затворением водой различными солевыми растворами, а также при введении поверхностно-активной гидрофильной сульфитно-спиртовой барды или сульфитно-дрожжевой браги.
Процесс загустевания теста из порошка минерала С3А и воды (водных растворов) начинается через несколько минут. Загустевание теста связано С увеличением количества таких кристаллов, а не с изменением их формы. При затворении водой образуются кристаллики в виде тонких пластинчатых шестиугольников толщиной 10-12 мкм. При затворении того же порошка раствором ССВ образуются иные кристаллические системы, в этом случае с течением времени непрерывно уменьшается отношение ширины к длине кристаллов, т. е. увеличивается их анизометрия.
Повышение концентрации ССВ в растворе в отличие от невысоких дозировок влияет на скорость анизометрии и на приобретение кристаллической сетчатой структуры. В табл.1 показано, как образцы из гидроактированного алюмината, в котором находится от 38,7 до 39,4% химически связанной воды с В/Ц=В/С3А=0,6, упрочняются при различной влажности внешней среды.
Важно иметь в виду, что изменение формы кристаллов и увеличение их анизометрии изменяет свойства цементного теста,
его вязкость и срок затвердевания, вследствие чего необходимо регулировать это свойство цемента. Прочность цементного камня из синтетического порошка С3А изменяется при его увлажнении, что показывает на особенность связей в этом соединении, во многом схожей со свойством природных глин.
В опытах было показано, что потеря связности и прочности имеет обратимый характер. Прочность образцов увеличивается с уменьшением их влажности, что позволяет после неоднократного разрушения затвердевших образцов снова их затворять водой, превращая в тесто. Последнее вновь превращается в прочный камень в условиях воздушного твердения.
Перечисленные особенности свойства минерала С3А позволили нам назвать этот минерал не гидравлическим, а глиноподобным. Иначе говоря, портландцемент имеет в своем составе кроме минералов, для которых влажные условия являются оптимальными при твердении, и такие минералы, которые в этих условиях не упрочняются. В частности, по этой причине необходимо нормировать в цементе содержание минерала С3А.
Таблица 1
Гипс обеспечивает разрушение глиноподобных коагуляционных структур, образующихся при гидратации минерала С3А. В этом случае при реакции образуются высокосульфатная или низкосульфатная формы гидросульфоалюмината кальция:
3СаО • АI2О3 + 3CaSО4 • 2Н2О + 25Н2О = 3СаО • Аl2О3 • 3CaSО4 • 31Н2О
3СаО • Аl2О3 + CaSО4 • 2Н2О + 10H2О = 3СаО • Аl2О3 • CaSО4 • 12Н2О
Неустойчивость высокосульфатной формы гидроалюмината имеет важное значение в строительном деле. Изучением стабильности высокосульфатной формы гидросульфоалюмината занимались ряд исследователей в СССР и за рубежом, но она нуждается в дальнейшем изучении.
Рис.2. Электронномикро-
скопические снимки гидрат-
ных новообразований из
минерала С3А:
а - без ССВ; б - с ССВ
Т о р г о в ы й Д о м А с б о Ц е м
(495) 799-40-54
asbocem@mail.ru
КАТАЛОГ ПРОДУКЦИИ
|
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||
 |
||