Регулирование процессов схватывания и твердения неорганических вяжущих

В практике применения вяжущих большое значение имеет время от начала затворения до получения прочного камня вяжущего, т.е. не только сроки схватывания, но и время, за которое материал набирает требуемую прочность. В одних случаях схватывание и твердение желательно ускорить, в других – наоборот, замедлить.

Можно назвать четыре группы способов регулирования схватывания и твердения минеральных вяжущих.

· Изменение водовяжущего отношения. При его уменьшении схватывания и твердение ускоряется, при увеличении этого отношения – замедляется. Это, однако, не самый удобный способ регулирования сроков схватывания и твердения, потому что он в сильной степени влияет на прочность и консистенцию смеси, на ее способность уплотняться в изделии.

· Изменение тонкости помола порошка вяжущего. Как уже отмечалось, с уменьшением размера частиц увеличивается их поверхность соприкосновения с водой, что ускоряет гидратацию, схватывание и твердение. Увеличение размера частиц, грубый помол приводит к обратному результату, вплоть до потери вяжущих свойств крупными частицами.

· Изменение температуры при схватывании и твердении. Повышение температуры ускоряет схватывание и твердение вяжущих в том случае, если процесс без повышения температуры идет медленно и если не слишком велик тепловой эффект процесса гидратации, что характерно для гидравлических вяжущих. При этом температуру нельзя повышать до 100˚С, так как при этом испаряется вода, и процесс гидратации прекращается. Снижение температуры замедляет все процессы. При минусовой температуре гидратация также прекращается (вода замерзает) и, более того, может разрушаться образовавшийся камень из-за того, что объем льда больше объема жидкой воды при той же массе.

· Лучшим способом регулирования процессов схватывания и твердения является применение специальных добавок. С помощью добавок можно влиять на указанные процессы в отдельности – только на схватывание или только на твердение, а также, например, замедлять схватывание, но ускорять твердение, или наоборот. Механизм действия добавок может быть различным. Например, электролиты могут влиять на растворимость исходной формы вяжущего или на растворимость новообразований. В зависимости от этого, схватывание (или твердение, или то и другое) может ускоряться или замедляться. Добавки поверхностно-активных веществ, адсорбирующихся на частицах вяжущего, препятствуют проникновению воды к поверхности и поэтому обычно замедляют схватывание. Существуют добавки – «затравки», ускоряющие начало схватывания. Часто применяют комплексные добавки, например, электролита и поверхностно-активного вещества. Подробнее действие различных добавок рассматривается в курсе строительных материалов в разделе «Бетоны».