Композиты на основе дисперсно армированных бетонов. Вопросы теории и проектирования, технология, конструкции - Рабинович Ф.Н.
ISBN 5-93093-306-5
Скачать (прямая ссылка):
Как видно из рис. 1.1, характер кривых, характеризующих изменение во времени скорости тепловыделения, для глиноземистого цемента аналогичен подобным кривым для портландцемента [36], что указывает на общность механизмов их гидратации. Исходя из экспериментальных данных, а также с позиций современных воззрений на процессы твердения минеральных веществ, наблюдающиеся при твердении глиноземистого цемента явления можно объяснить образованием на исходных зернах вяжущего из продуктов гидратации экранирующих пленок (оболочек) разного состава, разной плотности и растворимости. После образования экранирующих пленок скорость реакции цемента с водой резко замедляется и определяется в основном скоростью диффузионных процессов.
Разный состав и строение пленок обусловли-
6 12 18 24 30 36 42°с В8ЮТ ИХ различную пР°ницаемость. При темпера-
Рис. 1.2. Изменение прочности цементного камня, твердевшего до Зсут при различных температурах окружающей
СРГУїеЗГос1ГнХ=х СУТ CAH10. при 20-30 С пленка образована гелеобраз-условиях) ными C2AHg и гидроксидом алюминия AI(OH)3
1...7-соответсвенно 1-3-28-90-180-360- [36].Именно в этом случае второй максимум на кри-
720сут вой скорости тепловыделения во времени у гид-
7 6
,5 V4
2s
1
турах ниже 20°С новообразования, составляющие пленки, представлены преимущественно субмик-рокристаллами однокальциевого гидроалюмината ратирующегося цемента значительно смещается вправо от оси ординат (см. рис.1.1). Соответственно разрушение пленок, как показывают опыты [36], наступает значительно позже конца схватывания цементного теста, т. е. после того, как сформирована жесткая кристаллизационная структура. Наконец, при температуре более 30°С пленка состоит в основном из трехкальциевого гидроалюмината C3AH6 и лучше закристаллизованного гиббсита. Второй пик в этом случае на кривых изменения скорости тепловыделения во времени начинает смещаться влево, и степень гидратации цемента вновь возрастает. Рассмотренный механизм гидратации цемента находится в соответствии сданными рентгеновского и дифференциально-термического анализов опытных образцов цементного камня [16].
Из данных табл. 1.1 следует, что конец схватывания цементного теста (раствора, бетона) предшествует во времени температурному максимуму, и гидратация цемента с максимальной скоростью протекает в период интенсивного формирования кристаллизационной структуры. Начальная прочность цементного камня при прочих равных условиях тем выше, чем меньше промежуток времени между концом схватывания цементного теста и моментом максимального проявления тепловыделений в цементном камне. Напротив, чем больше этот промежуток времени, тем меньше начальная прочность цементного камня.
Установлено [16], что характер изменения прочности в цементном камне во времени, в том числе и ее падения, определяется скоростью перекристаллизации гидроалюминатов кальция, кристаллизацией гиббсита и фазовыми превращениями в направлении CAH10-* C2AH8-> C3AH6 (рис.1.3) Температурные условия в начале твердения цементного камня определяют также во многом и те процессы, которые возможны в этом камне при последующем его твердении. В условиях сравнительно низких и нормальных температур цементный камень уже в начале его твердения имеет достаточно высокие значения прочности, которые остаются на том же высоком уровне и при дальнейшем пребывании этого камня в таких же условиях. Однако высокие значения прочности цементного камня, приобретенные им в начале твердения, могут существенно снизиться в последующем при помещении этого камня на длительный срок в условия с повышенными температурой и влажностью окружающей среды (табл. 1.2)
32 30 28 2624 22 201816 1412 10 8 65
29
..........Рис.1.3. Влияние температуры и времени на фазовые
32 зо 28262422 2018161412 10 8 6 5 изменения в образцах цементного камня размером, CM
20
а - 10x10x10; б - 5x5x5; 1...4 - рентгенограммы образцов в возрасте соответственно 3 и 28сут, 1 года, 5 лет, твердевших при 20 ± 2°С; 5 - то же, для образцов в возрасте 3 сут, твердевших при 40 ± 2°С.
ол Таблица1.2.
Изменения прочности цементого камня на глиноземистом цементе в зависимости от температурных режимов твердения образцов и их возраста
Температурный режим твердения образцовое 20±2 30 45
Возраст образцов, сут 3 28 45 60 90 120 150 180 360
Предел прочности при сжатии, Mna 41,1 50,4 41,4 34,8 29,2 32,6 30,2 30,8 30,2
Если пребывание цементного камня при повышенных температурах (например, при 30—40°С) было непродолжительным (не более 2—3 мес), то прочность его в дальнейшем может полностью или почти полностью восстановиться. При этом чем выше значения начальной прочности и чем меньше проявились фазовые превращения в цементном камне в начале его твердения, тем больше диапазон возможных преобразований в дальнейшем и тем существеннее могут быть последующие колебания (в том числе падения и восстановления) его прочности.
Установлено [16], что прочность цементного камня снижается не ниже определенного уровня, который фиксируется уже в начале твердения в условиях повышенных температур. Относительно низкая прочность цементного камня, регистрируемая в начале его твердения при повышенных температурах, остается на том же уровне и при последующем его твердении в условиях повышенных температур. Колебания прочности в этом случае во времени не достигают существенных значений. Уровень такой конечной прочности цементного камня в воздушно-сухих условиях выше, во влажных — ниже.
