Теории твердения. Твердение портландцемента(по Байкову). Современные представления о твердении цемента

Существующие в настоящее время теории твердения вяжущих веществ (А. Ле Шателье, В. Михаэлиса, А. А. Байкова и др.) развивают преимущественно физико-химические представления о механизме образования гидратных соединений и твердения смесей вяжущих веществ с водой при их взаимодействии друг с другом.

А. Ле Шателье предложил кристаллизационную теорию твердения (1887 г.), по которой вяжущее вещество, смешанное с водой, вначале растворяется и далее взаимодействует с ней, образуя гидратные соединения. Будучи менее растворимыми в воде, чем исходное вещество, они образуют пересыщенный раствор, из которого и выпадают в виде тонкодисперсных частичек—кристаллитов. Последние, срастаясь и переплетаясь друг с другом, вызывают схватывание и твердение всей системы. Известно, что А. Ле Шателье разработал свою теорию с учетом преимущественно тех процессов, которые наблюдаются при твердении полу водного гипса.

По коллоидной теории твердения портландцемента, предложенной В. Михаэлисом в 1893 г., при смешении цемента с водой вначале образуются пересыщенные растворы гидроксида кальция и гидроалюминатов кальция. Они выделяются из раствора в виде осадков кристаллической структуры. В. Михаэлис считал, что эти осадки активного участия в гидравлическом твердении не принимают. За его основу он принимал гелевидную массу, возникающую во время образования гидросиликатов кальция непосредственно на поверхности частичек исходного цемента. Из этой массы, по мнению В. Михаэлиса, более глубоко расположенные слои цементных зерен отсасывают воду, причем масса уплотняется и обеспечивает твердение системы.

Развитию коллоидной теории твердения в большой мере способствовал Г. Кюль.

Как уже отмечалось, А. А. Байков в 1923 г. выдвинул теорию твердения вяжущих веществ, в большой мере обобщающую взгляды А. Ле Шателье и В. Михаэлиса.

Основные положения его теории изложены в п. 5 главы 1. Напомним, что, по А. А. Байкову, вяжущее в первый период растворяется в воде до образования насыщенного раствора. Второй период характеризуется прямым присоединением воды к твердой фазе вяжущего и возникновением гидратных соединений высокой коллоидной дисперсности без промежуточного растворения исходного материала. Одновременно происходит схватывание массы. В третий период идут процессы перекристаллизации частичек новообразований коллоидных размеров в более крупные, что сопровождается твердением системы и ростом ее прочности.

В последующем развитию теории твердения вяжущих веществ в большой мере способствовали исследования

B. А. Кинда, В. Н. Юнга, П. П. Будникова, В. Ф. Журавлева, Ю. М. Бутта, П. А. Ребиндера, Н. А. Торопова, C. Д. Окорокова, И. В. Кравченко, Т. В. Кузнецовой,

Ю. С. Малинина, О. П. Мчедлова-Петросяна, А. А. Пащенко, С. М. Рояка, М. И. Стрелкова, М. М. Сычева, В. В. Тимашева, М. Ф. Чебукова, А. Е. Шейкина, В. И. Сатарина, Б. В. Волконского и др.

По современным данным, взаимодействие воды с частичками портландцемента начинается с адсорбции ее молекул на поверхности клинкерных фаз, сопровождаемой в последующем хемосорбциоиными процессами, обусловливающими возникновение первичных гидратных новообразований различного состава как на поверхности зерен, так и в пространстве между ними.