Основы теории твердения минеральных вяжущих. Принципы гидравличности

В настоящее время твердение минеральных вяжущих рассматривают как сложный физико-химический процесс в системе вяжущее — вода, заключающийся в преобразовании исходных веществ в смесь новых минералов, из которых слагается искусственный камень.

Сущность теории твердения минеральных вяжущих обычно выражают следующей последовательностью процессов: растворение — коллоидация — кристаллизация. Последовательность их сохраняется только в начальной стадии, а затем все три процесса протекают одновременно, налагаясь один на другой, дополняясь специфическими особенностями, свойственными каждому вяжущему.

Рассмотрим содержание этапов твердения в самом общем виде. Первый этап — растворение. Любое вещество в большей или меньшей степени растворяется в воде и, находясь в ней, стремится создать свой насыщенный раствор. Минералы, из которых состоят вяжущие вещества, обладают химической активностью по отношению к воде, поэтому они не просто растворяются, а вступают с водой в реакцию с образованием новых соединений. Этот процесс протекает до тех пор, пока вся вода не превратится в насыщенный раствор по отношению к новым кристаллогидратам. Второй этап — коллоидация, характеризуется загустеванием, схватыванием смеси, повышением ее вязкости. Растворение вяжущего вещества затормаживается, и вокруг каждого зерна образуется студнеобразная клейковидная масса — гель. Он обладает склеивающей способностью, которая тем выше, чем меньше содержится воды. Так как процесс взаимодействия вяжущего вещества продолжается, то постепенно раствор из насыщенного переходит в перенасыщенный, из него начинают выкристаллизовываться мельчайшие кристаллы. Твердение переходит в третий заключительный этап — кристаллизацию, при которой мелкие кристаллы укрупняются, срастаются между собой, и весь материал приобретает прочность камня.

Скорость твердения в большей степени зависит от растворимости веществ, составляющих вяжущее вещество, и растворимости образующихся в результате реакции с водой соединений. Если растворимость составляющих вяжущее минералов велика, а образующихся соединений мала, то схватывание и твердение могут завершиться быстро, в течение нескольких минут, часов. Если же растворимость исходных мала, то формирование искусственного камня может продолжиться месяцы и даже годы. Сле-довательно, ускоряя растворимость вяжущего вещества путем повышения температуры, применения специальных добавок и другими методами, можно регулировать скорость образования искусственного камня.