14 Первая стадия отвердевания материалов на основе вяжущих веществ

Первая стадия процесса отвердевания отличается массовым переводом твердого или твердообразного вещества в состояние высокой дисперсности с измельчением его до размеров молекул, атомов, ионов или более крупных — макромолекул, ассоциатов атомов, агрегатов и т. п. Основная цель такого диспергирования — перевод вяжущего вещества в наименее устойчивое, метастабильное и в то же время в наиболее энергетически активное состояние. Эти условия оказываются благоприятными для свободного движения частиц, с неизбежными тепловыми перемещениями их в окружающей среде, образованием при столкновениях новых, ранее отсутствовавших ассоциаций и агрегатов, химических соединений и фаз и других микроструктурных элементов. Новообразования возникают в них нередко столь быстро, что они уже появляются и накапливаются в системе на первой стадии массового диспергирования. Существуют различные способы диспергирования, но в отношении вяжущих веществ наиболее характерными оказываются: растворение в жидкой среде, расплавление при высокой температуре; механическое измельчение в жидкой среде твердых или твердообразных частиц вяжущего вещества. При всех этих способах перевод вяжущего в новое агрегатное (жидкое) состояние сопровождается расходом энергии от внешнего источника и частичным ее поглощением возникающей новой системой. Эта система становится более энергетически активной с возрастанием неуравновешенности ее состояния. Подобные высокодисперсные системы образуются в виде истинных и коллоидных растворов, суспензий, однородных и гетерогенных расплавов.

15 Вторая стадия отвердевания материалов на основе вяжущих веществ

Вторая стадия отвердевания — конденсация — является основной и характеризуется постепенным или ускоряющимся процессом перехода неуравновешенной системы в новое качественное состояние— твердый камневидный продукт с относительно стабильной и упорядоченной микроструктурой с частичным формированием в нем кристаллической фазы. По мере упорядочения структуры с укрупнением микрочастиц до макроскопического размера уменьшается свободная энергия систем. При стабильном кристаллическом состоянии отвердевшего вещества она становится минимальной, оставаясь более значительной в аморфном веществе. Но стремление систем к минимуму сохранившейся в них свободной энергии за счет перехода в кристаллическое состояние не всегда остается реализованным в реальных условиях. упорядоченной микроструктурой с частичным формированием в нем кристаллической фазы. По мере упорядочения структуры с укрупнением микрочастиц до макроскопического размера уменьшается свободная энергия систем. При стабильном кристаллическом состоянии отвердевшего вещества она становится минимальной, оставаясь более значительной в аморфном веществе. Но стремление систем к минимуму сохранившейся в них свободной энергии за счет перехода в кристаллическое состояние не всегда остается реализованным в реальных условиях. На второй стадии отвердевания во всех системах процессы завершаются большим или меньшим упорядочением структуры с переходом систем в устойчивое твердое состояние.