книги из ГПНТБ / Миронов С.А. Бетоны, твердеющие на морозе
.pdfэтого образуются сольваты - более или менее прочные со единения частиц растворенного вещества с молекулами во ды, например ионов натрия ( Na+ ) и хлора ( С1_ ) при растворении хлористого натрия. Поскольку для разрушения
сольватов необходимо затратить какую-то энергию, |
|
то |
|
свойства водных растворов в большей или меньшей |
степе |
||
ни отличаются от свойств чистой воды. Например, |
чтобы |
||
превратить воду раствора в лед, необходимо |
затратить |
||
энергию не только на замедление движения молекул |
|
во |
|
ды, но и на разрушения сольватов. Этим и |
объясняется, |
||
что раствор замерзает при температуре ниже О С. |
|
|
|
Количество связываемых с каждой частицей молекул |
во |
||
ды, т. е. состав сольватов, и сила этой связи зависят |
от |
||
свойств растворенного вещества, главным образом, |
|
от |
|
электрических свойств частиц и их размеров, а также |
от |
||
содержания частиц в единице объема воды» т. е. от |
|
их |
|
концентрации. Поскольку при увеличении |
концентрации |
||
частиц в водном растворе все большая часть воды |
оказы |
||
вается связанной, постольку температура |
замерзания |
||
раствора понижается. Но при этом в нем все меньше |
со |
||
держится "свободных'’' молекул воды, способных к |
взаи |
||
модействию с минералами цемента. |
|
|
|
Для иллюстрации в табл. 19 приведены температуры |
за |
||
мерзания водных растворов некоторых неорганических со
лей. Из этих данных видно, что температура |
замерзания |
|||
растворов зависит, кроме того , от сочетания |
присутст |
|||
вующих в воде ионов. Исходя из температуры |
замерзания |
|||
раствора хлористого натрия и углекислого калия |
молено |
|||
было бы уделать вывод о том» что ионы натрия ( |
Na ^ |
), |
||
калия (К ), хлора ( С Г |
) и угольной кислоты (СО |
), |
||
образующиеся в воде при растворении этих |
соединений, |
|||
образуют достаточно прочные сольваты. Однако те же |
ио |
|||
ны натрия и угольной кислоты, образующиеся при |
раство |
|||
рении соды ( Na^COj |
), обусловливают |
сравнительно |
||
незначительное понижение температуры замерзания |
во |
|||
ды. |
|
|
|
|
Вследствие образования сольватов вода в |
химических |
|||
растворах замерзает постепенно по мере охлаждения. |
В |
|||
связи с этим при указанных в табл. 19 температурах, |
за |
|||
мерзает лишь часть воды раствора. Полностью она замер-
9 0
Т а б л и ц а 19 . Т емпература замерзания водных растворов некоторых неорганических солей
|
|
Е- |
аI |
« |
|
|
|
|
|
со |
|
|
§. § |
|
|
С0_ СО ОЗ CD |
|||||
|
|
® я |
к п |
|
СОсо" со" |
|
||||
|
|
§ |
|
§о° |
• |
1 |
||||
|
|
|
i |
l |
l |
|||||
О |
£ |
S. и |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Uсм |
|
ю |
|
|
ю о |
ю |
|
СО |
||
|
|
|
к |
|
|
|
2 |
|||
|
|
|
« |
|
|
° |
т |
|||
|
|
|
я |
|
|
|
тЧ |
t—{ |
см |
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
і |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
п. |
СО |
§ |
|
г-1 |
|
|
|
|
|
|
аз |
СО |
и |
« |
1 |
1 |
1 |
||
|
|
с |
СО |
га |
см" |
|||||
|
|
2 |
£ |
8ю |
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|||
О |
ь Е- |
2 О |
|
|
|
|
|
|||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
и |
см |
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ен |
S9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я |
|
|
СО |
• |
I |
I |
I |
|
|
|
ш |
Я |
|
|
|||||
|
|
яa |
ге |
|
|
ю" |
|
|
|
|
|
|
о |
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сЬ 1 |
g |
|
|
|
|
CD |
|
|
|
|
а |
® |
5 |
|
Т |
03 CD Q |
|
||
|
|
с |
П ® |
|
|
|||||
|
|
|
см т |
Г' |
гч |
' |
||||
|
|
В |
я |
ran |
||||||
|
|
§ |
£ |
§ |
га |
I |
1 |
I |
I |
|
U |
|
|
|
|
|
|||||
Е- |
н |
|
|
|
|
|
||||
Y. |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а |
ѵр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
д |
о4- |
|
|
ю |
о |
со |
со' |
I |
|
|
Q) |
£Q |
|
|
|||||
|
|
Я |
|
|
||||||
|
|
а |
я |
|
|
|
н Н н |
|
||
|
|
О |
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0} |
|
Т—JГ-- |
О |
|
см |
|
|
|
|
|
S |
|
|
(D Н |
|||
|
|
ф |
со |
|
|
. |
. н |
|||
|
|
с |
я |
га |
о |
сосо |
н |
,н см |
||
|
|
I |
I |
I |
I |
I |
||||
|
|
2 |
а. оо^ |
|
|
|
|
|
||
О |
а> |
>> |
а> |
|
|
|
|
|
|
|
Е- |
h |
2 |
Я |
|
|
|
|
|
||
Я |
я1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Е- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g aß |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
а |
|
|
|
|
|
|
<я |
|
|
я |
~ |
|
|
|
|
|
|
|
о5 СО о &
«я
я со - Н СМ СМ
9 1
Концентрация о %
Рис. 3 0 . Диаграмма состояния водных растворов хлористого натрия при температурах ни
же о °с
зает в эвтектической точке, которая для раствора данного
соединения постоянна и не зависит от его исходной |
кон |
центрации. |
|
Для наглядности на рис. 30 приведена диаграмма |
со |
стояния водных растворов хлористого натрия при темпера
турах ниже О С. Лед в растворах с концентрацией |
менее |
|
23,3% образуется, когда его температура достигнет |
точ |
|
ки, расположенной на кривой ОА. В этот момент из |
раст |
|
вора в виде льда выделится лишь часть воды, а |
концент |
|
рация раствора повысится. При дальнейшем |
охлаждении |
|
раствора из него постепенно будет выкристаллизовывать-
Т а б л и ц а 20 . Количество замерзающей воды в растворах NaCl в зависимости от
температуры
ТемпеКонцент рату- рация
раство
ра на
ра в %
чала
замер
зания
|
в °С |
|
5 |
-3 ,1 |
|
10 |
-6 |
,7 |
15 |
-1 |
1 |
20 |
- 1 6 ,5 |
|
23,3 |
-2 1 ,2 |
|
Количество (в % от начального) воды, обоазѵющей лед (замерзающей)
всего |
от темпера |
в эвтек |
|
туры замер |
тической |
NaCl • 2 Нг0 |
|
|
зания до эв |
точке |
|
|
тектической |
|
|
|
точки (по |
|
|
|
линии ОА) |
|
|
96,8 |
82,7 |
14,1 |
3,2 |
93,2 |
63,4 |
29,8 |
6,8 |
89,1 |
4 1 ,9 |
47,2 |
10,9 |
8 4 ,2 |
17,7 |
66,5 |
15,8 |
8 1 ,3 |
0 |
81,3 |
18,7 |
9 2
ся лед, а концентрация раствора будет изменяться по кри вой ОА. И только при достижении эвтектической точки А,
когда концентрация раствора составит 23,3%, оставшаяся |
|
в нѳл вода полностью перейдет в твердую фазу, |
образуя |
лед и NaCL'2H20. В процессе охлаждения растворов |
с кон |
центрацией более 23,3% концентрация их, наоборот, умень шается за счет выпадения кристаллов NaCl • 2 НгО . Кон центрация будет изменяться по кривой ВА, полное замер зание раствора произойдет также в точке А с образовали -
ем льда и кристаллов N<a.CL • 2 Н20 . |
|
Результаты расчетов количества замерзающей |
воды |
растворов хлористого натрия некоторых концентраций при ведены в табл. 20.
Из данных табл. 20 видно, что чем больше концентрация |
|
раствора, тем меньше воды переходит в лед, причем |
все |
большая часть его образуется в эвтектической точке. |
|
Рассмотрев процесс замерзания водных растворов, |
мож |
но сделать ряд практических выводов: |
|
1) чем больше концентрация раствора, тем меньше в нем содержится "свободных" молекул воды, т. е. тем меньше возможность их взаимодействия с минералами портландце мента;
2) при повышении концентрации раствора, например за счет связывания ее при гидратации цемента, температура замерзания раствора понизится, но вместе с тем понизит ся и активность входящих в его состав молекул воды;
3) из растворов высоких концентраций может |
выпасть |
|
осадок растворенного в воде соединения до |
замерзания |
|
раствора. |
|
|
Известно большое количество неорганических и |
органи |
|
ческих соединений, понижающих температуру |
замерзания |
|
воды. Однако способность химического соединения |
пони |
|
жать температуру замерзания воды является |
необходи |
|
мым, но еще не достаточным условием для |
применения |
|
его в качестве противоморозной добавки. Как |
показывают |
|
данные табл. 21, хлорное железо и нитрат кальция |
прак |
|
тически не ускоряют твердение бетона даже при столь не большой отрицательной температуре как -5 С, хотя и соз дают незамерзающую жидкую фазу. Объясняется это тем,
9 3
|
|
d |
|
|
II |
|
|
йCD |
|
|
|
|
|
|
|
to |
|||
к |
|
о |
|
|
со |
|
|
||
|
я |
|
|
|
|
||||
а |
|
а. |
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
Ф |
|
|
|
|
|
28 |
|
Ф |
|
Я |
|
|
""СМ |
|
|||
È |
|
5 |
|
|
|
|
|||
0 |
|
а |
|
|
Ю 2 |
|
|
||
2 |
|
ф |
|
|
ю |
|
|
|
|
Ф |
|
'я |
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
ш |
|
|
9 |
|
я |
|
|
d |
|
|
|
|
14 |
|
|||
я |
|
о |
|
|
to |
* |
|
||
СО |
§ |
|
|
СО*2 |
|
|
|||
Я |
|
|
|
|
|
||||
h |
|
6 |
|
|
СМСО |
|
|
||
а |
|
|
|
|
|
||||
о |
|
ю |
|
|
т-Н II |
г- |
|
||
с |
|
со** |
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
^ |
я |
|
|
|
|
я |
|
СО |
|
|
|
|
|
CD |
|||
с |
|
CQ Я |
|
|
|
|
to |
|
|
о |
|
|
ф II |
|
|
|
|
||
|
|
s |
® |
со |
CO |
||||
СО |
|
t-l |
|
|
|||||
|
5 |
юCfc^ |
CM |
||||||
Я |
|
||||||||
о |
|
s |
|
|
■“СМ |
|
|
||
£“• |
о |
о |
|
|
Ю 2 |
|
|
||
0) |
СП |
|
|
|
|
||||
Юо |
я |
|
|
* |
|
и |
rH |
||
В Ю |
л |
|
|
9 |
|
Р |
|||
h |
I |
h |
|
|
|
|
|
||
о |
|
о |
|
|
СО |
хі |
|
|
|
о |
|
о |
|
|
Ю 01 |
|
|
||
гЦ |
|
я |
|
|
|
|
|||
я |
|
я |
|
|
* СО |
|
|
||
о |
|
о |
|
|
іЧ |
^ |
|
|
|
а |
|
а. |
|
|
іН |
|
II |
r~ |
|
с |
|
С |
|
|
|
|
|||
СО |
|
я |
|
|
|
ьI |
|
|
|
& |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
£■ |
« |
я |
|
|
|
|||
СО |
|
|
|
|
|||||
а |
|
н |
|
я |
га |
|
|
|
|
со |
|
|
ж |
сп |
я |
|
|
||
|
я |
|
я |
|
|
||||
К |
|
CL |
га |
а. к |
|
|
|||
|
|
ф |
о |
s |
6) |
||||
іН |
|
с |
|
а. |
я |
я |
|||
|
2 |
|
CD |
н |
Ö |
о |
|
||
см |
|
а> |
2 |
ü |
о. |
|
|||
|
|
Ь |
|
СП сц о |
|
|
|||
СО |
|
|
га |
а |
я |
|
|
||
|
|
1 |
о |
|
h |
|
1 |
||
Я |
|
|
ш |
о |
сП |
я |
|||
|
|
я |
|
н |
|
|
(]) |
||
я |
|
|
я |
|
и сі? |
о |
2 |
||
я |
|
|
о |
|
ф |
ш |
ф |
ф |
|
|
я |
я |
|
я |
|
я |
я |
||
ю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
н |
|
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
ю |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
d
tO СО CD |
Г- H О |
|
^ н н |
to Г- 01 |
|
н н н |
|
|
СО н СВ |
со |
СВ со |
см ^ со CD |
СО |
^ CD |
ю |
CD |
О |
d |
^ |
•cf |
to |
|
СВ |
СО |
CD |
СВ |
|
СМСМсм |
||
|
CM•s}* r- |
||
|
гЧ CMH |
||
|
rl rl H |
||
см |
со Г- О |
||
CD |
CD |
Г- |
|
со |
0 0 |
Ю CB |
|
|
СО |
Ю |
^ |
СВ |
О |
CD |
CD |
|
CO |
CO |
CO |
|
|
CM |
^ |
|
см со" to |
||
|
J , |
J ; |
|
|
Г~ OBГ- |
||
|
CM |
CO* CD* |
|
|
• |
I |
J |
СО СО яГ см со to
Г- ^ гЧ СМ СМ
о
со ^ о
со г~
to О см со Ю CD
СО СО СВ СО СО тГ
СМ со яС СМ СМ СМ
тГ СО СМ
СМ ^
1 I
СО СО
см to
I I
CM со Ю СМ СО Ю
о<ö и
7 0 |
1 0 4 |
1 0 5 |
2 2 |
2 9 |
3 2 |
1 3 |
1 9 |
2 9 |
9 |
6 |
3 |
|
1 |
2 |
7 1 |
7 5 |
9 3 |
2 3 |
3 3 |
4 7 |
21 |
2 0 |
3 5 |
1 4 |
1 4 |
2 3 |
( - 1 , 8 ) ( - 2 , 7 ) ( - 5 , 2 ) |
||
,1 , 2 |
, 7 |
|
- 2 |
- 3 |
- 5 |
2 |
3 |
5 |
|
2 |
|
9 4
П родолж ени е т а б л . 2 1 .
|
|
|
|
X |
С- Г-. |
|
СМ т—! СМ CD СО |
|
|||||
CJ |
|
|
|
X |
СО |
■'tf |
|||||||
|
|
|
со |
СОГ- |
00 |
1—1 1—( тЧ |
гЧ |
о |
о |
||||
О |
|
|
|
ю |
|
|
|
и |
•гЧ гЧ і“Ч тЧ тЧ |
||||
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
се |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф |
|
|
СО |
Ю О |
СО о |
00 |
1—і со |
|
CD |
||||
к |
|
|
|
|
|||||||||
0} |
|
|
|
СМ |
|
СМ СМ |
о |
со со |
to |
со СО |
|||
ф |
|
|
|
|
|
|
|
гЧ |
|
|
|
|
|
а |
|
to |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ф |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
я |
|
6 |
\Ü |
|
со |
03 |
со |
1—1 СМ |
|
00 |
|
СО |
|
аз |
|
о |
|
ю |
|
г- |
|||||||
О |
|
Ю |
и |
|
|
|
|
со ю |
|
|
|||
Я |
|
« |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
со*" СО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Ф |
|
СМ |
гЧ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ю |
|
СО |
|
CM^ |
О) о |
СО г- |
СО f- СО |
||||||
СО |
тН |
II |
Г" |
||||||||||
|
|
|
|
|
'Cf |
СМ |
см |
СО |
см |
ю |
|||
СМ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
оо |
03 |
to 00 СО |
СМ |
о |
СО |
со |
||
ш |
|
|
|
|
|
р- |
CD CD |
о |
CD |
CD |
|||
|
|
|
to |
|
|
|
|
|
тЧ ,ч |
|
|
||
ф |
* |
|
|
|
|
|
|
r- |
|
|
|
|
|
я |
са |
0 0 |
0 0 |
со |
о |
СМ |
СО |
о |
СМ |
іЧ |
О) |
||
н |
« |
|
|||||||||||
sО |
и |
см |
СМ |
тЧ |
со |
со CD 00 00 ю |
со |
ю |
|||||
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СП Я |
см |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Я |
к ю |
|
ч—I |
со |
г- |
|
о |
|
СМ |
со ю |
CD |
||
л |
я |
ч |
|
см г- |
Г' со |
со |
|
ю |
|||||
£ |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
о |
2 |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
0) |
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я |
OJ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9* |
Ш |
^ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
о |
|
LO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сО. |
|
- |
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1-Н^ |
|
|
|
|
о |
о |
со |
о |
тЧ |
|
||
|
н |
II |
Р- |
СО |
^ |
ю |
|
|
см |
СО СО СО |
|||
сП |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^_ |
|
|
|
£ |
§ |
|
a |
|
со |
^ |
|
со |
|
|
|
||
« |
|
ч |
|
н . СМ СО CD |
|||||||||
Й |
ад |
я |
|
|
|||||||||
а |
о |
S- |
2 |
|
см" со" |
ю |
т-і СМ |
N* |
тН |
1—! см" |
|||
|
|
|
|
|
1 |
||||||||
0) а о |
а |
|
I |
I |
I I I |
1 |
» 1 1 |
||||||
Е |
Ф |
Я |
о |
|
|
|
со CD CD |
|
|
|
|
||
4 |
I |
Ö |
я |
о |
со тЧ |
|
ч. тЧ со |
||||||
|
2 |
ад |
ад |
|
CMf со’ гЧ |
см" |
|
іН |
см" со’ |
||||
|
ад о. со я |
|
|
I 1 1 1 |
1 1 1 |
||||||||
|
Ь |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
С |
|
Н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я* |
ѵ! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ф |
|
СО |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o' |
со |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я |
д |
см со ю |
СМ со ю |
см со ю |
|||||||
ад |
|
О |
Ш 2 |
||||||||||
|
Я |
д |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
со |
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
c f |
|
|
о |
||
я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
я |
|
|
|
|
|
о |
|
Z |
|
|
и |
|
|
юЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
ад |
|
|
СМ |
|
Ct |
|
|
|
|
|
I? |
|
~z. |
|
|
|
|
|
СО CD о со ю ю
to |
н |
•st* |
гЧ |
гЧ |
о О г- тЧ іН
со со г-
•
гЧ О СО со ю г-
CD 't ю гЧ см СМ
CD |
тЧ |
о |
гЧ |
СМ |
О) о хГ тЧ іЧ
to
гЧ см" со" 1 ! 1
о см СО
см" со" ■'t 1 1 1
СО to г- СѵІ
о ”
Z.
О
бетона с В/Ц = 0,45; |
в стандартных условиях. |
для |
суток |
скобок указана температура |
суток на морозе, затем 28 |
Без |
28 |
с |
9 5
что интенсивность твердения бетона с противоморозными добавками, по-видимому, зависит от двух факторов: коли чества и силы связи молекул воды с ионами или молекуле ми вводимых соединений и их участия в процессе гидрата ции. Последнее приобретает решающее значение при низки отрицательных температурах, когда в результате введени большого количества добавки для получения незамерзающ го раствора резко уменьшается количество "свободных"
молекул воды вследствие перехода все большей части ее в сольватное состояние.
Применение того или иного соединения в качестве проти
воморозной добавки определяется, кроме того, его |
дефи |
цитностью и стоимостью, а также возможностью |
получе |
ния бетона с требуемыми свойствами. Наиболее |
полн< |
этим требованиям в настоящее время отвечают такие сое динения как хлористый натрий ( NaCl ), хлористый калъ ций (С аС І^), поташ (К^СО ) и нитрит натрия (NaNO^
хотя поташ и нитрит натрия являются дёфицитными продукт/ ми.
Поскольку ход процессов гидратации цемента и свойства гидратных фаз определяют, в основном, свойства бетонной смеси и затвердевшего бетона, а вместе с ними - границы и область применения бетонов с каждой из добавок, пред ставляет несомненный интерес рассмотреть процессы гидратации цементов, затворенных растворами указанных солей.
Химические процессы твердения цементов в присутствии добавок
Следует прежде всего отметить, что добавки не |
изме |
няют основных реакций гидратации. Вс е добавки |
взаимо |
действуют или могут взаимодействовать с продуктами гид ратации, образующимися в результате основных (первич ных) реакций, частично или полностью изменяя их.
Гидратация клинкерных минералов и цемента в. растворах хлористых солей. При гидратации трехкальциевого сили ката в водных растворах хлористого натрия или кальция по
9 6
1
' 7 4 0 °
2
т °
Рис. 3 1 . Термограммы С 5 , гидратировавшего ся в течение 28 (1) и 72Ъ (2) суток в 1 8%-ном растворе С аС І^ при -10°С (по данным В.Э. Лей-
риха и И. Б. Веприка)
Рис. 32 . Содержание СаО в жидкой (а) и твердой (б) фазах С 5 , гидратирующегося в 1§%-ном растворе СаС 1 ( 1 ,5 ) , в 15%-ном растворе NaCl.12, 6 ),
в растворе NaCl + СаСІ |
кон |
центрации 9% + 6% (3,70 |
и в |
воде (4) при 20 (1 -4 ) и -IORD (5 ,7 ) в суспензии с Т:Ж = 1:50 (по данным Г. Н. Сиверцева и
др.)
7 » 767 |
97 |
уравнению (1) образуются гидросиликат кальция и |
гид |
|
роокись кальция. Возникающий гидросиликат кальция, |
так |
|
же как и при гидратации в воде, относится к |
CSH (П). Об |
|
этом свидетельствует отсутствие экзотермического |
эф |
|
фекта на кривых ДТА (рис. 31). Причем его перехода |
в |
|
С5Н0)в течение двух лет, судя по данным рис. 31, |
не |
|
произошло. |
|
|
Однако результаты химических анализов |
показывают |
|
(рис. 3 2 ), что при гидратации С 5 в комбинированном ра створе хлористых солей с преимущественным содержанием
CaCL , а также в растворе СаСІ- 2 при |
отрицательной |
||
температуре концентрация СаО в жидкой фазе |
|
меньше |
|
1 ,0 9 г/л, несмотря на значительное содержание ее |
в |
||
твердой фазе. В растворе хлористого натрия |
|
концентра |
|
ция СаО, наоборот, сильно возрастает. |
|
|
|
На основании этого, а также с учетом имеющихся данных
о стабильности гидросиликатов кальция [129] |
, |
по-види |
мому, можно считать, что в комбинированных |
|
растворах |
хлористых солей с преимущественным содержанием СаСІ
гидросиликат кальция, образующийся по уравнению |
( 1 ), |
||||
со временем переходит в CSH ( I ) , |
а в растворах NaCL по |
||||
вышает свою основность. |
При гидратации в |
растворах |
|||
CaCL 2 CSH (II) также не переходит в CSH (1 ), |
посколь |
||||
ку при положительных температурах концентрация СаО |
в |
||||
растворе превышает 1 ,0 9 |
г/л. |
|
|
|
|
При гидратации трехкальциевого силиката в водных |
ра |
||||
створах хлористого кальция гидроокись кальция |
вступает |
||||
во взаимодействие с солью, образуя трехосновный |
окси |
||||
хлорид кальция по реакции |
|
|
|
|
|
ЗСа(ОН)2 + CaCL2 + 12Н20 = |
ЗСаО-СаС12• |
|
|
||
• 15Н20- |
|
|
|
|
(5 ) |
В растворах хлористого натрия и в комбинированных |
ра |
||||
створах хлористого натрия и кальция при гидратации C^S |
|||||
также образуется оксихлорид кальция, но в первом |
случае |
||||
значительно медленнее, чем в растворах СаС12 |
|
[16]. |
|||
Объясняется это тем, что образование оксихлорида |
каль |
||||
ция в растворах Ыа.С1 возможно только после |
появленш |
||||
хлористого кальция в результате реакции |
|
|
|
||
9 8
Рис. 3 3 . Кристаллы триоксихлорида (а) и гидрохлоралюмината кальция (б) (проходящий свет, без анализатора,
х320) (по данным Л. В. Никитиной)
2N aC l+С а ( О Н ) ^ = 2NaOH + СаСІ- . |
|
( 6 ) . |
В обычных условиях реакция (4) может идти |
преиму |
|
щественно справа налево, так как из участвующих в |
ней |
|
соединений наименее растворимым является |
гидроокись |
|
кальция. А все реакции, как известно, идут в сторону |
об |
|
разования наименее растворимого соединения. Однако |
при |
|
гидратации С S реакцию ( 6) следует рассматривать |
как |
|
первый этап реакции (5 ), т. е. образование |
оксихлорида |
|
кальция в растворах NaCl идет по уравнению
2 N aCL+4Ca(O H )2+l2H20 ^ = : 2NaOhH3CaO-CaCL2'f5H20 . (7 )
Оксихлорид кальция указанного состава образуется в ви
де крупных удлиненных призматических кристаллов ( |
рис. |
|
3 3 ,а). Но при гидратации в тесте трудно обнаружить |
яр |
|
ко выраженные кристаллы этого соединения, |
поскольку |
|
они входят в состав гидратированной массы и |
находятся |
|
в дисперсном состоянии вследствие затрудненности роста
кристаллов. Подобно гидроокиси кальция, хорошо |
оформ |
ленные кристаллы триоксихлорида кальция можно |
наблю |
дать в порах и пустотах твердеющего цементного камня. |
|
Наиболее благоприятными условиями для образования и |
|
существования триоксихлорида кальция являются |
отрица |
тельные температурыОднако он не является |
стабильным |
соединением и стечением времени вследствие |
гидролиза и |
9 9