Вопрос 4. Изложите основные положения обобщённой теории твердения вяжущих веществ.
Вяжущие материалы (минеральные вяжущие вещества) — это порошкообразные вещества, которые после затворения водой способны переходить из вязкого (тестообразного) состояния в камневидное. Богатство минеральных сырьевых ресурсов нашей страны, относительно несложная технология получения и высокие строительно-технические свойства минеральных вяжущих обеспечивают им неограниченное применение при отделочных работах для приготовления штукатурных растворов и других видов работ.
В зависимости от способности твердеть на воздухе и в воде вяжущие материалы разделяют на две группы: воздушные и гидравлические. Если вяжущее вещество может твердеть, долго сохранять свою прочность или же повышать её только на воздухе, то его называют вяжущим воздушного твердения. Вяжущее вещество, способное твердеть, сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но ещё лучше в воде или во влажных условиях, называют вяжущим гидравлического твердения.
В развитие теории твердения вяжущих веществ значительный вклад внесли выдающиеся ученые: Г. Ле-Шателье, В. Михаэлис, А. А. Байков, Д. И. Менделеев, Дж. Бернал, П. А. Ребин-дер, Н. В. Белов и др.
Согласно общей теории твердения вяжущих веществ наиболее характерными в сложном процессе отвердевания неорганических вяжущих веществ являются две стадии. На первой стадии исходное высокодисперсное вяжущее вещество переходит в качественно измененную, метастабильную систему. На второй стадии система из нового, метастабильного состояния переходит в относительно устойчивое камневидное вещество. По сравнению с исходным вяжущим веществом в состав нового, камневидного вещества входят до 60% и более новообразований и меньшая часть исходного вещества, не успевшего претерпеть деструкционных изменений. Эти две стадии, как отмечалось ранее, не изолированы между собой и накладываются одна на другую без чёткой границы раздела.
|
|
|
По А. А. Байкову процесс схватывания и твердения вяжущих веществ складывается из трёх периодов:
1. период растворения части вяжущего вещества, которая химически прореагировала с водой и тотчас же растворилась до образования насыщенного раствора;
2. период коллоидации или схватывания, характеризующийся высокой степенью раздробленности тонкомолотых частиц, превращением их в тончайшие (коллоидной степени дисперсности) частицы и образованием из воды и вяжущего вещества своеобразного минерального клея;
3. период кристаллизации или твердения, во время которого вяжущее вещество из менее устойчивого и более растворимого коллоидно-дисперсного состояния переходит в более устойчивое и менее растворимое кристаллическое состояние.
|
|
|
Понижение температуры замедляет реакцию твердения вяжущего вещества, а замораживание раствора приводит к резкому снижению его прочности из-за разрывов контактов между кристаллами вяжущего при замерзании воды. Быстрое испарение воды при сушке раствора нагревательными приборами или в условиях жаркого климата может привести к тому, что в поверхностном слое её окажется недостаточно для реакции. Такой раствор будет осыпаться. Чтобы этого не произошло, поверхность раствора необходимо смачивать.
С течением времени прочность раствора повышается, что связано с особенностями твердения вяжущих материалов. В известковых растворах увеличение прочности вызывается карбонизацией извести. В цементных растворах различные минералы, входящие в состав цемента, требуют разного времени для своего твердения. Техническими условиями устанавливается, что прочность раствора для отнесения его к той или иной марке определяется, как правило, в 28-дневном возрасте.
Вопрос 5. Опишите свойства портландцемента. Область его применения.
Портландцемент — гидравлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе. Его получают тонким измельчением обожжённой до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в клинкере силикатов кальция. Спекшаяся сырьевая смесь в виде зерен размером до 40 мм называется клинкером; от качества его зависят важнейшие свойства цемента: прочность и скорость её нарастания, долговечность, стойкость в различных эксплуатационных условиях.
|
|
|
К основным свойствам портландцемента можно отнести. • Твердение портландцемента— при затворении портландцемента водой образуется пластичное клейкое цементное тесто, постепенно густеющее и переходящее в камневидное состояние.
При твердении портландцемента происходит ряд весьма сложных химических и физических явлений. Каждый из минералов при затворении водой реагирует с ней и дает различные новообразования.
Процесс твердения портландцемента в основном определяется гидратацией силикатов, алюминатов и алюмоферрнтов кальция.
Взаимодействие С3S с водой при комнатной температуре происходит при полной гидратации:
2(3CaO-Si02) + 6Н20 = 3CaO.2Si02.3H20 + 3Ca(OH)2
• Прочность портландцемента. Прочность портландцемента характеризуют пределами прочности при сжатии и изгибе. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут называется активностью цемента.
|
|
|
Прочность цементного камня и скорость его твердения зависят от минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента, содержания воды, влажности, температуры среды и продолжительности хранения.
Большое влияние на рост прочности цементного камня оказывают влажность и температура среды. Скорость химических реакций между клинкерными минералами и водой увеличивается с повышением температуры, а также значительно возрастает скорость уплотнения продуктов гидратации цемента.
Твердения портландцементного камня при отрицательных температурах не происходит, так как вода превращается в лёд. Однако за счёт добавки СаСl2. NaCI или их смеси бетон всё же набирает прочность.
• Водопотребность цемента определяется количеством воды (% от массы цемента), необходимым для получения теста нормальной густоты. • Продолжительность хранения. Длительное хранение цемента даже в самых благоприятных условиях влечёт за собой некоторую потерю его активности. После 3 месяцев хранения потеря активности цемента может достигать 20%. а через год — 40%. Восстанавливать активность лежалого цемента можно вторичным помолом.
• Коррозия цементного камня в водных условиях по ряду ведущих признаков может быть разделена на три вида:
I вид коррозии — разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей. Наиболее растворимой является гидроксид кальция, образующийся при гидролизе трёхкальциевого силиката.
II вид коррозии — разрушение цементного камня водой, содержащей соли, способные вступать в обменные реакции с составляющими цементного камня. При этом образуются продукты, которые либо легкорастворимы и уносятся фильтрующей через бетон водой, либо выделяются в воде аморфной массой, не обладающей связующими свойствами В результате таких преобразований увеличивается пористость цементного камня и, следовательно, снижается его прочность.
К III виду коррозии относятся процессы, возникающие под действием сульфатов. В порах цементного камня происходит отложение малорастворимых веществ, содержащихся в воде, или продуктов взаимодействия их с составляющими цементного камня. Их накопление и кристаллизация в порах вызывают значительные растягивающие напряжения в стенках пор и приводят к разрушению цементного камня.
• Морозостойкость. Совместное попеременное действие воды и мороза влечёт за собой разрушение бетонных сооружений. При отрицательных температурах вода, находящаяся в порах цементного камня, превращается в лёд, который увеличивается в объёме примерно на 9% по сравнению с объёмом воды. Лёд давит на стенки пор и разрушает их.
Морозостойкость цементного камня зависит от минералогического состава клинкера, тонкости помола цемента и водоцементного отношения.
Присутствие в цементе в значительном количестве активных минеральных добавок отрицательно влияет на морозостойкость цементного камня вследствие высокой пористости их и низкой морозостойкости продуктов взаимодействия добавок с компонентами цементного камня.
Область применения.
Для строительных работ применяются м400 и цемент м500. Они обладают отличными морозостойкими и водостойкими показателями. Тонкость помола цемента определяется величиной остатка на сите, оснащённого сеткой установленного стандартами и техническими требованиями номера. Чем тоньше помол, тем выше скорость его схватывания и твердения.
Цемент марки ПЦ500 Д0 применяется при производстве ответственных бетонных и железобетонных конструкций в промышленном строительстве, где предъявляются высокие требования к водостойкости, морозостойкости, долговечности. Цемент этой марки эффективен при проведении аварийных ремонтных и восстановительных работ ввиду высокой начальной прочности бетона.
Цемент марки ПЦ500 Д20 применяется в промышленном, жилищном и сельскохозяйственном строительстве для производства сборного железобетона, фундаментов, балок, плит перекрытий и др., а также успешно используется для изготовления бетонных и строительных растворов, штукатурных, кладочных и других ремонтно-строительных работ. Цемент этой марки обладает водостойкостью, морозостойкостью, пониженной сопротивляемостью коррозионным воздействиям по сравнению с обычным портландцементом.
Цемент марки ПЦ400 Д0 используется для производства сборных бетонных и железобетонных конструкций с применением термовлажностной обработки, а также для бетонных, железобетонных подземных, надземных и подводных сооружений, подвергающихся действию пресных и минерализированных вод. Цемент этой марки успешно зарекомендовал себя для изготовления бетонных и строительных растворов.
Цемент марки ПЦ400 Д20 применяется в промышленном, жилищном и сельскохозяйственном строительстве для производства сборного железобетона, фундаментов, балок, плит перекрытий, стеновых панелей и др. Цемент этой марки обладает хорошей водостойкостью и морозостойкостью.
Библиографический список
1. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник. – М.: АСВ, 2003.
2. Домокаев, А.Г. Строительные материалы: Учебник.- М.: Высшая Школа, 1989.
3. Микульский, В.Г. Строительные материалы (материаловедение и технология): учебное пособие.- М.: АСВ, 2002.
4. Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение: учебное пособие. - М.: Высшая Школа, 2002.
5. Сулименко, А.М. Технология вяжущих материалов и изделий на из основе: учебное пособие. – М.: Высшая Школа, 2000.
6. Горчаков, Г.И. Строительные материалы: учебник. - М.: Стройиздат, 1986.
7. Кузнецова, Т.В. Специальные цементы: учебное пособие. – СПб.: Стройиздат, 1997.
Дата добавления: 2021-02-10; просмотров: 155; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!