Цементных систем

Стадийное электрохимическое взаимодействие цементных минералов с водой, стадийное связывание молекул воды в гидратированные соединения определяют развитие в межзерновых пустотах цементной системы вакуума, самоорганизующего клинкерные зерна. Структурообразование и твердение цементного камня представляет собой процесс периодического сближения (стяжения) цементных частиц, появления, последующего уплотнения и упрочнения контактных зон посредством накапливающихся на поверхности дисперсной твердой фазы аморфных гидросиликатных продуктов. Таким образом, обнаруженная в 30-х годах прошлого столетия В.А.Киндом и В.Ф.Журавлевым «скачкообразность» процесса и есть следствие «скачкообразного» химизма явления.

В то же время, структурообразующий процесс и отвердевание цементной системы не являются столь однозначными явлениями. Стадийное заполнение поверхности клинкерных частиц гидратными «клеевыми» продуктами, бесспорно, позитивный аспект, определяющий качество структурных связей и необходимые свойства конечного продукта. Периодическое же накопление на клинкерных зернах гидратных продуктов приводит к возникновению внутренних напряжений, связанных с давлением вновь образующихся объемов гидратированного вещества на ранее сформировавшийся гидрат. Выдавливание гидратных продуктов в поровое пространство в зонах механического взаимодействия отмеченных микрообъемов приводит в пластической стадии к появлению чешуйчатых образований и скоплений самых неожиданных конфигураций, легко обнаруживаемых электронно-микроскопическими методами испытаний.

Одновременное и взаимосвязанное протекание созидательных (позитивных) и разрушительных (деструктивных) процессов – объективная реальность, сопровождающая всю стадию твердения цементного камня и бетонов. Обнаруженное «пилообразное» нарастание прочности бетона при пропаривании (рис.1.5) и является следствием этих разрушительных процессов. Следует обратить внимание на увеличение со временем периодов сброса прочности, что объясняется, как отмечалось ранее, последовательной гидратацией активных центров клинкерных частиц, снижением их поверхностной энергии, уменьшением в системе количества активных диполей, удлинением, вследствие этого, подготовительных (индукционных) интервалов химизма процесса и тесно связанными с ними деструктивными последствиями.

Разрушительные и структурообразующие процессы сопровождают всю стадию твердения и существования цементных бетонов. При определенном стечении обстоятельств деструктивные явления могут быть причиной весьма нежелательных последствий. Некачественно приготовленная бетонная смесь, недостаточное количество воды затворения, раннее пересушивание бетона, воздействие на бетон внешних (тепловых, электромагнитных, динамических) факторов могут привести к поздним гидратационным актам. Образующийся на поздних этапах гидратный продукт, увеличиваясь в объеме, «раздвигает» ранее сформировавшуюся оболочку, ослабляет межчастичные связи, что обязательно приведет к снижению, сбросу прочности бетона. При обычных условиях эти деструктивные последствия, как правило, «залечиваются» новыми порциями «клеящего» материала. В случае же загруженности эксплуатируемой конструкции ослабление структуры может привести к негативным результатам. Не этим ли обстоятельством объясняется иногда наблюдаемое странное явление – разрушение бетонных и железобетонных сооружений при отсутствии внешних агрессивных воздействий, «без видимых на то причин»?