38. Влияние минералогического состава и тонкости помола цемента на скорость и степень его гидратации. Процесс «консервации» зерен цемента при гидратации.

Відомо, що по швидкості гідратації основні мінерали портландцементного клінкера розташовуються в наступній послідовності: СзА, С4АР, С₃S, С₂S. В залежності від кількісного співвідношення цих мінералів цемен­ти твердіють з різною інтенсивністю. З усіх мінералів цементу найбільший вплив на міцність і швидкість її росту в часі спричинює аліт. Штучно виготовлене мономінеральне в’яжуче, яке складається з С₃S, твердіє досить швидко, набуваючи в 28-денному віці міцність не менш ніж 40...50 МПа, а після 3 місяців твердін­ня - близько 60 МПа. Беліт твердіє дуже повільно. Міцність його до 28-денного віку не дося­гає і 10 МПа, але при твердненні до одного року може досягти 40 МПа.

СзА твердіє дуже швидко, але міцність його мала - близько 10 МПа. Він служить каталізатором тверднення мінералів-силікатів.

Підвищення тонкості по­мелу цементу сильно прискорює процес його гідратації і збільшує кінцеву міцність. Однак за даними І.М. Ахвердова та О.Є. Шейкина при надмірному по­мелі цементу настає якісний скачок, який супроводжується різким знижен­ням міцності цементного каменю. Експериментами встановлено, що зерна портландцементу з питомою поверхнею більш ніж 600 м²/кг не здатні адсор­бувати на своїй поверхні воду. Не вода покриває поверхню цементу, а зерна цементу окантовують краплю води. Таким чином, чим менший розмір зерна цементу, тим вищий ступінь гі­дратації його. Оптимальним прийнято вважати помел до питомої поверхні 500-600 м²/кг. Подальше збільшення тонкості помелу підвищує водопотребу бетонної суміші, усадочні деформації, знижує морозостійкість і водонепро­никність бетону, а також збільшує витрати машинного часу та електроенер­гії.

Процеси тверднення цементу в умовах позитивних температур протіка­ють тривалий час і після деякого періоду мають різко загасаючий характер. Гідратація клінкерних мінералів йде поступово від поверхні зерен цементу всередину. Тому навколо поверхні зерен цементу виникають новоутворення у вигляді гідратних оболонок. . Зі збільшенням їхньої товщини і щільності дифузійний процес переходу води з вільної зони всередину цементних зерен все більше і більше затрудняється. Це призводить до різкого зниження швидкості гідратації. Згодом оболонки настільки ущільнюються, що стають непроникними і вода майже не надхо­дить до внутрішніх непрогідратованих шарів цементного зерна. Процеси гід­ратації практично припиняються, незважаючи на наявність у капілярах до­статньої для цього кількості води. Цей процес носить назву “консервації” зерен цементу. Непрореаговані зерна цементу виконують роль “баласту”, за­повнювача. Тому В.І. Юнг цементний камінь назвав “мікробетоном”.

39. Ложное схватывание бетонной смеси. Причины этого явления и меры по его ликвидации.

Умовне тужавіння полягає в тім, що при замішуванні твердих компо­нентів з водою і перемішуванні бетонна суміш передчасно загустіває і почи­нає тужавіти. Це може відбутися і при транспортуванні, укладанні та її ущіль­ненні.

В більшості випадків причиною умовного тужавіння є дегідра­тація гіпсу до нестійких форм сульфату кальцію.

Іншою причиною може бути наявність у цементі вільного окису каль­цію, який має здатність збільшувати дегідратацію гіпсу або потребує більшої кількості води замішування на перехід в гідрат окису кальцію.

Відому роль відіграють і такі фактори як недовипалювання або переви- палення клінкеру, крупний помел сировини, висока температура цементу, на­явність підвищеної кількості лужних з’єднань у клінкері і неправильний роз­рахунок сировинної суміші.

Умовного тужавлення можна запобігти:

• збільшенням кількості води в суміші, що, однак, погіршує якість бетону;

• застосуванням пластифікуючих добавок;

• більш тривалим перемішуванням суміші в бетонозмішувачі;

• більш інтенсивним ущільненням бетонної суміші (наприклад, на вібромайданчику разом із глибинними вібраторами);

• зниженням температури помелу цементу нижче 110 °С та ін.