31.Теория твердения портландцемента при его взаимодействии с водой

Интенсивность твердения смеси вяжущего вещества с водой и достигаемая при этом прочность системы в начальный и последующие периоды времени зависят от многих факторов — свойств исходных материалов, содержания их в смеси, добавок и температурно-влажностных условий протекания физических и физико-химических процессов и др.

Следует отметить, что еще 15—20 лет назад при изучении проблемы твердения вяжущих веществ главное внимание уделялось химическим и физико-химическим процессам и, в частности, механизму взаимодействия с водой. При этом недостаточно учитывалось их влияние на микроструктуру гидратных новообразований и всей системы в целом, которая, в свою очередь, предопределяет физико-механические свойства (прочность, деформа-тнвность и др.), а также долговечность последней, Недооценивался и ряд явлений чисто физического характера, важных для синтеза прочности и регулирования дефор-мативности структур.

Можно полагать, что постепенно будет разработана общая теория твердения вяжущих веществ, комплексно учитывающая влияние протекающих при этом физических и физико-химических процессов на все основные свойства затвердевших систем и обеспечивающая прогнозирование их в оптимальных показателях на основе учета свойств исходных материалов и направленного регулирования процессов твердения.

Существующие в настоящее время теории твердения вяжущих веществ (А. Ле Шателье, В. Михаэлиса, А. А. Байкова и др.) развивают преимущественно физико-химические представления о механизме образования гидратных соединений и твердения смесей вяжущих веществ с водой при их взаимодействии друг с другом.

А. Ле Шателье предложил кристаллизационную теорию твердения (1887 г.), по которой вяжущее вещество, смешанное с водой, вначале растворяется и далее взаимодействует с ней, образуя гидратные соединения. Будучи менее растворимыми в воде, чем исходное вещество, они образуют пересыщенный раствор, из которого и выпадают в виде тонкодисперсных частичек—кристаллитов. Последние, срастаясь и переплетаясь друг с другом, вызывают схватывание и твердение всей системы. Известно, что А. Ле Шателье разработал свою теорию с учетом преимущественно тех процессов, которые наблюдаются при твердении полу водного гипса.

32.Коррозия портландцемента

Это свойство цемента необходимо учитывать при возведении бетонных фундаментов, плотин и других массивных конструкций. Внутри таких сооружений могут развиваться высокие температуры (до 70-80), что создает опасность появления трещин и разрушения бетона.

В зимних условиях повышенное тепловыделение при твердении цемента положительно сказывается на производстве строительных работ, так как препятствует замораживанию бетона в массивных конструкциях.

Твердение цемента сопровождается изменением объема: на воздухе происходит усадка, а в воде набухание. Особенно опасна усадка. Для ее предупреждения необходимо, чтобы в первый период твердения бетон находился во влажных условиях

Коррозия портландцемента, т. е. разрушение цементного камня в растворах и бетонах, происходит под действием различных агрессивных сред. По сумме важнейших признаков различают три основных вида коррозии.

Первый вид коррозии связан с растворением в воде и вымыванием гидроокиси кальция Са(ОН)2, которая выделяется при твердении портландцемента. Этот процесс вызывает разложение других гидратных соединений, при этом пористость бетона увеличивается, и он постепенно разрушается. Особенно быстро эти процессы протекают при фильтрации воды сквозь бетона.

Одно из средств борьбы с коррозией данного вида введение в портландцемент активных минеральных добавок, которые связывают известь в малорастворимые соединения гидросиликаты кальция.

Второй вид коррозии возникает при взаимодействии Са(ОН)2 с различными солями, растворенными в воде. Образующиеся при этом продукты реакции либо легко растворяются в воде, либо выделяются в аморфном виде, не обладая связующими свойствами, что приводит к снижению прочности растворов и бетонов. Вредное влияние на цементный камень оказывает, например, соляная кислота, которая часто содержится в сточных водах промышленных предприятий и, просачиваясь в грунт, разрушает подземные бетонные конструкции (фундаменты и пр.).