Теория твердения портландцемента и методы оценки его свойств

При взаимодействии с водой возникают процессы гидратации и гидролиза) гидратация – проникновение воды, гидролиз – реакция без распада или с распадом вещества, при этом образуются новые вещества).

1. Взаимодействие алита с водой: 3СаO*SiО₂ +n H₂O=2 СаО* SiО₂ (n-1) H₂O+Са(ОН)₂ (гидролиз);

2. Взаимодействие белита с водой: 2СаO*SiО₂ +n H₂O=2СаO*SiО₂ *n H₂O (гидратация);

3. Взаимодействие трехкальциевого алюмината с водой:

3СаO*Al₂О₃+6H₂O=3СаO*Al₂О₃*6 H₂O (гидратация);

3СаO*Al₂О₃*6 H₂O+3СаO*SО₄*2H₂O+19 H₂O = 3СаO*Al₂О₃*3СаSО₄*31H₂O - этрингит. Замедление сроков схватывания происходит вследствие того, что этрингит образует на зернах цемента полупроницаемую оболочку для молекул воды.

4. Взаимодействие четырехкальциевого алюмофелита с водой:

4СаO*Al₂О₃*Fe₂O₃+n H₂O=3СаO*Al₂О₃* 6H₂O+СаO*Fe₂O₃*(n-6) H₂O.

Кроме описанных химических преобразований большое значение имеют физико-химические процессы твердения цементы, кот. сопровождают хим. реакции. Установлено, что процесс твердения цемента протекает в три периода:

1ый период – подготовительный - происходит растворение веществ и образование насыщенного раствора;

2ой – период колоидации – начало схватывания;

3ий – период кристаллизации (образование камня), конец схватывания.

Скорость твердения ПЦ зависит от скорости взаимодействия клинкерных минералов с водой, т.е. от минералогического состава ПЦ, тонкости помола и условий твердения. Твердение портландцемента сопровождается изменением его объема. Если процесс протекает на воздухе, то за счет испарения влаги возможно уменьшение объема, а при твердении в воде идет обратный процесс – набухание. Для предупреждения осадочных деформаций твердение бетона, особенно в первое время, должно происходить во влажной среде. Если вода испарится, то твердение практически прекращается.