Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
При получении стеклоармированных композиций на основе глиноземистого цемента важно учитывать, что прочность бетона на этом вяжущем с течением времени в определенных условиях может изменяться как в сторону повышения, так и заметного снижения. Большое значение имеют температурные условия, при которых осуществляется процесс гидратации цемента. С целью определения оптимальных условий твердения бетона на глиноземистом цементе в работе [36] была принята гипотеза о существенном влиянии на длительную прочность этого бетона начальных условий формирования структуры цементного камня и прежде всего температуры, развивающейся в объеме материала.
Было показано, что фазовый состав цементного камня в первый период его твердения определяется начальной температурой в образце, величина которой зависит от температуры окружающей среды, размеров образца и проявляющегося в нем экзотермического эффекта, состава раствора (бетона) и водоцементного отношения. Выяснено, что известные данные о благоприятном твердении растворов (бетонов) на глиноземистом цементе при температуре окружающей среды не выше 20 - 25°С должны приниматься с определенной осторожностью, так как оптимальные режимы гидратации этого вяжущего зависят от всего комплекса указанных выше факторов.
Кривые скорости тепловыделения во времени у глиноземистого цемента определяются кинетикой процесса его гидратации [36]. В соответствии с этим процес-19,45
З
2,8 2,6 S 2,4
со 2,2
«о
со
ГС
1 f,8 ш
5 и
g о
с! 7,2 ш
5 t
8 0.8 2 об
О '
0,4 0,2
ij а' 8,6 176,4 л
'о|зі і 12Л 1\
I L7,01 * 9,05
г \ »3,5 < .95\ \
« i і !
\ ¦ I \ А \ I Л
\ \ W i I > t I \
\ I i i \ Ь2
) \ i I і \ 1 I
j I I і • \ і \>3 9 I I I 1 I
I I I \ • v \ I I I I \
I I \ • і1 L \ і I I I \ \
і ii! \ V i I I V
% Iil n к i Л \ \ \
i < i n к i 1 1 ч V
\\\ n о \
і і h w l_ \
к І І / ¦ л г і m n
г Ji ч ¦-о.., уОА г
О 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 ч Рис. 1.1. Скорость тепловыделения при твердении цементного теста в условиях различных температур окружающей среды
1 - при 38°С; 2 - при 21 °С; 3 - при 9°С
сом скорость тепловыделения в первый период гидратации цемента повышается и, достигнув максимума, через короткий промежуток времени начинает уменьшаться. В последующий период гидратации глиноземистого цемента скорость тепловыделения снова начинает возрастать и достигает нового максимума. Положение второго максимума на кривой скорости тепловыделения цемента существенно изменяется в зависимости от температуры окружающей среды (рис.1.1). С повышением температуры окружающей среды температурный максимум на диаграмме "температура — время" и соответствующая ему максимальная скорость гидратации цемента смещаются вправо от оси ординат. Наибольшее их смещение наблюдается в интервале температур 20 - 30°С и особенно при 24°С. В этом случае регистрируется наибольшая задержка тепловыделений, значительно увеличиваются сроки схватывания, существенно снижается степень гидратации и соответственно образуются структуры с более низким уровнем их прочности (табл.1.1).
Введение стеклянных волокон в цементный камень не оказывает существенного влияния на его сопротивление сжимающим усилиям. Прочность на сжатие материала в этом случае определяется в основном прочностью цементного камня. На рис.1.2 приведены данные по изменению прочности цементного камня в зависимости от температуры, из которых следует, что образцы, твердевшие при 20 и 30°С, имеют наиболее низкую прочность. С течением времени разница между прочностью этих образцов и прочностью образцов, твердевших первые трое суток при более низких или повышенных температурах, несколько уменьшается, однако прочность цементного камня, твердевшего при 20-30°С, всегда остается ниже.
Согласно известным положениям, повышение температуры должно облегчать растворение цемента и увеличивать скорость гетерофазного процесса гидратации частиц вяжущего, поскольку вязкость дисперсионной среды с ростом температурыТаблица 1.1
Характеристики твердения цементного теста на глиноземистом цементе при
различных температурах окружающей среды
Температура окружающей среды, Время т r max от начала затворения до максимальной температуры в цементном тесте, ч-мин Сроки схватывания (начало-конец), T -T , H к 1 T -т, max к' Время от момента затворения цеме- Изменение предела прочности в момент спада температуры в цементном тесте
°С ч-мин. ч-мин. нта водой до испытания образцов, ч. МПа %
6 7-25 4-25-6-30 0-55 16 21,9 124
18 12-10 7-50-9-35 2-35 21 17,7 100
24 26-55 10-20-15-45 11-10 31 4,9 27
34 13-30 4-00-6-05 7-25 15 8,3 48
42-45 7-20 4-15-6-25 1-55 9 15,8 90
го С
ь
O
S 0. C
S I-
X
о о.
5 3
О.
с
уменьшается, а коэффициент диффузии возрастает. Поэтому естественно было бы ожидать сокращения продолжительности твердения глиноземистого цемента в условиях указанных температурных пределов, по крайней мере в сравнении с более низкими температурами.