2014-02-17
785
Неорганические вяжущие вещества- материалы (обычно в виде тонкодисперсных порошков, способные при смешивании с водой (затворении) образовывать пластично-вязкую массу (тесто), которая постепенно затвердевает, превращаясь в прочное камневидное тело.
Рассмотрим факторы, обусловливающие пластичность вяжущего теста, теории твердения вяжущих веществ, влияние добавок на процессы твердения, явления смачивания и адгезии.
Пластичность вяжущего теста. Вяжущее вещество при смешивании с водой (или другими затворителями) образует практически однородную пастообразную смесь - вяжущее тесто. Это тесто представляет собой высококонцентрированную суспензию частиц вяжущего (порошка) в жидкости, которую по Ребиндеру, можно считать твердообразной жидкостью. Вяжущее тесто способно под влиянием внешних механических воздействий деформироваться без нарушений сплошности и сохранять полученную форму, когда действие внешней силы прекращено. Такое свойство называется пластичностью теста. При хорошей пластичности массы операции ее смешивания, укладки, формования и уплотнения ускоряются и удешевляются. Применение достаточно пластичных масс способствует также повышению плотности и однородности готовых изделий, что благоприятно сказывается на их физических, химических и механических свойствах.
Твердение вяжущих веществ. Твердение, т.е. превращение пластичного вяжущего теста в твердое камневидное тело, происходит в результате химических процессов, специфичных для каждого вяжущего. Рассмотрим общую схему механизма гидратационного твердения. В процессе твердения принято различать два периода: схватывание и твердение.
Началу схватывания соответствует момент, когда вяжущее тесто начинает загустевать и теряет пластичность, а вместе с ней и тиксотропную способность. В дальнейшем тесто превращается в землисто-рыхлое твердое тело, которое не обладает существенной прочностью, что соответствует концу схватывания. При этом протекает необратимое химическое взаимодействие исходных компонентов друг с другом с образованием новой высокодисперсной твердой фазы и превращение грубодисперсной гетерогенной системы в микрогетерогенную коллоидно-дисперсную систему.
Выяснение механизма гидратационного твердения вяжущих веществ давно привлекало внимание исследователей. Одной из первых теорий этого процесса была кристаллизационная теория Ле-Шателье (1882) разработанная им на примере описания полуводного сульфата кальция (гипсового вяжущего). По Ле-Шателье, вяжущее вещество реагирует с водой, образуя соединения, существенно отличающиеся по свойствам от исходного вещества. Позднее была преждложена коллоидная теория (В Михаэлис, В Оствальд, Л.М. Блюмен,1892). По этой теории процесс образования гидратных фаз происходит топохимически – в результате взаимодействия молекул воды с поверхностью частичек минеральных фаз, входящих в состав вяжущего, вследствие чего образуется коллоидная масса – коагуляционная структура, состоящая из мельчайших частиц гидратных фаз. Прочность системы растет по мере увеличения степени уплотнения геля, которая постоянно возрастает за счет продолжающегося связывания жидкости поверхностью твердых частиц, а также в результате потери влаги вследствие высыхания.
А.А.Байков предложил теорию твердения (1923), в которой учитывались взгляды и основные положения как кристаллизационного, так и коллоидного механизмов формирования прочности.
М.М.Сычев в процессах твердения существенную роль отводит физико-химическому состоянию воды на разных этапах формирования структуры. При гидратообразовании поверхностная энергия системы значительно возрастает за счет увеличения удельной поверхности, что делает систему неустойчивой.
