13.Теория твердения пц.

Твердение-это р-т физико-хим.процессов взаимод-ия цемента с водой

1.Хим.р-ции,в р-те кот.обр-ся продукты гидратации цемента

2.Физ.процессы,в р-те кот. обр-ся кристаллич.монолит гидратных монообразований(цементный камень)

Химические процессы

С3S

3CaO*SiO2+ag=xCaO*ySiO2*nH2O+Ca(OH)2

C2S

2CaO*SiO2+ag= ySiO2*nH2O+0.3Ca(OH)2

В зависимости от значений x,y,n гидросиликаты Ca могут быть низко или высоко основные. CaO=0,8-1,1 –содерж. в жидкой фазе

Низкоосновные: х=0,8-1,5 у=1-6 n=2-2,5 CSH(I)

Высокоосновные: х=1,75-3,0 у=1-6 n=1.5-2,0 CSH(II)

По данным Тимашева прочность кристаллов портландита вдоль оси сост.=670МПа (6700 кгс/см2), поперек оси=470 МПа.

Прочность CSH(I)>1000МПа

Прочность CSH(II)=700-800МПа

СSH(I) менее морозостойкие чем CSH(II)

При особых условиях твердения тоборморит C5S6O5(5CaO*6SiO2*5H2O)

Гидросиликаты по своей структуре представляют собой цементный гель. Размер его частиц 50-200. Поры геля всегда заполнены водой. Содержание твердых частиц 7(в16 степени) в 1см3.

Объем пор=const=28%

C3A

3CaO*Al2O3+6H2O=3CaO*Al2O3*6H2O(высокоосновный алюминат кальция)

Эта реакция промежуточная, она продолжается с прир.двуводным гипсом, вводим в количестве 1-3% для регуляции сроков схватывания при помоле клинкера п/ц.

3CaO*Al2O3*6H2O+3(CaSO4)2+19H2O=3CaO*Al2O3*3CaSO4*31H2O(высокоосновная форма гидросульфалюмината кальция-эттрингит)

Эттрингит образуется через 1ч после начала твердения. Кристаллы эттрингита имеют иглоподобную (призматич) форму. Внутри их находится канал диаметром до 100мкм, в кот. Размещ. Вода и цементный гель(низкоосновный).

Если повысить температуру(действ. темпер. фазой) то кристаллы эттрингита разрушаться поэтому при тепловой оброботке бетона содержание C3A должно быть ограничено (нс>5%).

C4AF

4CaO*Al2O3*Fe2O3+n(H2O)=3CaO*Al2o3*6H2O(высокоосновный гидроалюминат кальция)+CaO*Fe2O3(n-6)H2O(низкоосновный гидроферрит кальция)

Ле-Шателье предложил сквозьрастворный механизм твердения

Михоэлис предложил томохимич.мепханизм твердения-м-лы воды взаим.с пов-тью цем.частиц за счет диффузионных проц-ов

Теория Байкова создал единую теорию твердения: 1)Выделение цем.частицми при их взаим-ии с водой кристаллич. фаз эттрингита и портландита.Начинают обр-ся низкоосновные гидросиликаты Са(Цементный гель) 2)Цементный гель получает своё развитие с точки зрения формир-ия твердой кристаллитной фазы.Происходит прорастание цем.геля кристаллами портландита и эттрингита-стадия коллоидации 3) Закан-ся разв.цементного геля,частицы новооб-ий растут по размеру и кол-ву. Создается прочный цем.камень-стадия кристаллизации.

14.Структура цементного камня и ее изм.Во времени

1)Негидтротированные до конца зерна цемента

2)Цементный гель 75-80% От объёма цем.камня

3)Капиллярные поры(микоропоры <10^-5 см,макропоры > 10^-5)

4)Кристаллические фазы порландита и эттрингита

5)Фазы новообразований в виде кристаллич. сростка(связки) из гидросиликата,гидроферрита Са и гидроаллюмината Са

15.Портландцементы с активными мин.Добавками

Портландцемент с минеральными добавками отличается от портландцемента наличием активной минеральной добав­ки, которая добавляется к клинкеру в количестве до 20% (от массы цемента) при помоле.

Активными минеральными добавками называют природ­ные или искусственные вещества, которые при смешивании в тонкоизмельченном виде с воздушной известью и затворении водой образуют тесто, способное после твердения на воз­духе продолжать твердеть и под водой.

Активные минеральные добавки могут быть природными и искусственными. В качестве природных активных добавок широко используют горные породы (диатомит, трепел, опоку) а также породы вул­канического происхождения (вулканический пепел, туф, пемзу, трасс). Искусственные активные минеральные добавки представляют собой побочные продукты и отходы промыш­ленности: зола,шлаки

Шлакопортландцемент получают путем совместного тон­кого помола клинкера и гранулированного, доменного шлака с необходимым количеством гипса (3—5%). Количество доменного шлака в шлакопортландцементе дол­жно быть не менее 21 и не более 80% (от массы цемента).

Допускается замена до 10% шлака трепелом или другой активной минеральной добавкой.

Особенности:

1)пониж.ск-ть набора прочности2)высокая ск-ть набора пр-ти при тепловлажн.обработке3)усад.деф-ия соотв. ПЦ4)пониж.водонепрониц-ть5)жарост-ть6)пониж.тепловыделение при гидратации7)прим. в сульфато-агресс.средах

Пуццолановый портландцемент изготовляют путем совместно­го помола клинкера и активной минеральной добавки с необходимым количеством гипса. Добавок осадочного происхождения (диатомита, трепела, опоки) должно быть не менее 20% и не более 30%, а вулканических добавок (пемзы, туфа) - не менее 25% и не более 40%. Пуццолановый портландцемент следует применять для бетонов, постоянно находящихся во влажных условиях (подводные и подземные части соору­жений). В сухих условиях частично теряет прочность, что объясняется "выветриванием" воды из гидратных соединений. Кроме того, бетоны на этом цементе имеют низкую морозостойкость и не годятся для сооружений, подвергающихся замораживанию и оттаиванию. Пуццолановый портландцемент обладает сравнительно небольшим тепловыделением и часто применяется для бетонов внутренних частей массивных сооружений (плотин, шлюзов и т.п.)Повыш.усадочные деф-ии,не следует исп. для несущих конструкций