6. Проаналізувати, які процеси відбуваються при твердненні портландцементу. Які новоутворення обумовлюють синтез міцності цементного каменю.

Внаслідок змішування цементу з водою відбувається його гідратація, яка призводить до тужавіння та тверднення цементного тіста з утворенням штучного (цементного) каменю. Твердіння обумовлене комплексом хімічних, фізико-хімічних та фізичних процесів, які мають місце при взаємодії клінкерних мінералів з водою, і пов'язані із структуроутворенням та нарощуванням міцності штучного каменю у часі. Схема твердіння: аліт піддається гідратації з утворенням гідросилікатів та портландиту2 (З СаО SiО₂) + 6 Н₂О = З СаО 2 SiО₂ З Н₂О + З Са(ОН)₂.; беліт гідратується з утворенням таких самих продуктів як і аліт, але в іншому співвідношенні2 (2 СаО SiО₂) + 4 Н₂O = ЗСаО 2SiO₂ ЗН₂O + Са(ОН)₂; алюмінат кальцію гідратуються з утворенням гідрокалюміту З СаО Аl₂О₃ + Са(ОН)₂ + 12 Н₂О = 4СаО Аl₂О₃ 13Н₂О; в разі використ гіпсу (як добавки) при гідратації алюмінату кальцію також можливе утворення етрингігу ЗСаО Аl₂О₃ + 3(CaSО₄ 2Н₂О) + 26Н₂О = ЗСаО Аl₂О₃ 3CaSО₄ 32Н₂О; утворення портландиту ЗСаО Аl₂О₃ 3CaSО₄ 32Н₂О + 2(4СаО Аl₂О₃ 13Н₂О) = 3(СаО Аl₂О₃ CaSО₄ 12Н₂О) + 8Са(ОН)₂ + 14Н₂О.. У процесі випалювання сировинної суміші до спікання утворюються чотири основні мінерали цементного клінкеру: аліт, беліт, трикальцієвий алюмінат та чотирикальцієвий алюмоферит.Основний вклад в синтез міцності цементного каменю і бетону вносять мінерали – беліт, аліт.

7. Дати оцінку складу та властивостей основних новоутворень, з яких складається цементний камінь. Проаналізувати їх вплив на фізико-хімічні характеристики цементного каменю(міцність, корозійну стійкість).

гідросилікати, гідроалюмінати, гідросульфоалюмінати кальцію, гідроксид кальцію. Утворення низькоосновних гідросилікатів кальцію підвищує міцність цементного каменю; при виникненні високоосновних гідросилікатів його міцність менша. За певних умов, наприклад при автоклавній обробці, утворюється тоберморит 5CaO 6SiO2 5H20, що характеризується добре сформованими кристалами, які зміцнюють цементний камінь.

Корозія цементного каменю може відбуватися під дією морських і ґрунтових вод, відходів хімічних підприємств, розчинів кислот та газів. Існує З види корозійних процесів:

Корозія 1-го виду - розчинення і вимивання деяких його складових частин, наприклад Са(ОН)2, що призводить до підвищення пористості та зниження міцності каменю. Корозія 2-го виду - пов'язана із протіканням реакцій обміну між компонентами цементного каменю і речовинами, розчиненими у воді. Корозія 3-го виду - відкладання солей у порах цементного каменю може бути викликане дією як фізичних, так і хімічних факторів. До фізичних факторів належить кристалізація сольових розчинів у порах цементного каменю після утворення насиченого розчину цієї солі. При хімічній корозії як результат хімічної реакції між компонентами цементного каменю та агресивним середовищем.

8. Проаналізувати, який компонент цементного каменю найбільше піддається корозії. Обґрунтувати способи підвищення корозійної стійкості цементного каменю.

Процес руйнування армованого бетону обумовлений неякісним виконанням та недостатнім захистом від зовнішнього агресивного середовища. З тих же причин кородує і арматура в залізобетонних конструкціях, в результаті частинки бетону просто відколюються. Молодий бетон, маючи лужне середовище (показник рН = 14), за своєю природою є антикорозійним захистом для арматури, проте з плином часу проходить природний процес переходу лужного середовища в кислотне (карбонізація бетону). Швидкість карбонізації бетону, навіть виконаного згідно з нормами, складає від 10 до 15 мм 10 - 20 років. Даний процес не пошкоджує бетону, однак призводить до втрати антикорозійного захисту арматурної сталі. Також для запобігання влаштовують засипки із карбонатних порід, що сприяють зменшенню агресивності води. Підчас корозії оксид кальцію та гідроксид кальцію інтенсивно реагують з навк. сер.