Zagorod50.ru

Загород №50
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Микроструктура цементного камня это

Структура цементного камня, её влияние на свойства бетона.

Цементный камень включает:

непрореагировавшую часть клинкерных зерен, содержание которых с течением времени уменьшается;

гель, состоящий из частичек гидратных новообразований размером 5—20-Ю-3 мкм и более и гелевых пор диаметром от 1—3 10—3 мкм до МО-1 мкм. Объем гелевых пор при твердении цемента в нормальных условиях, по Т. Пауэрсу, составляет 0,28 общего объема геля с порами. Это составляет 0,28/(1—0,28) =0,39 объема твердой фазы геля. При твердении цемента при повышенных температурах под давлением объем гелевых пор, по данным Д. Рой, может уменьшаться до 0,22. Объем пор между частицами гидратных новообразований других вяжущих может значительно отличаться от тех, какие свойственны цементному камню. Так, минимальный объем.пор в гипсовом камне, образующемся при взаимодействии полуводного гипса с водой, составляет 0,15—0,17 объема твердой фазы двугидрата с порами (при условии твердения системы без набухания);

относительно крупные кристаллы таких новообразований, как Са(ОН)2, видимые в микроскоп и не обладающие свойствами коллоидов;

капиллярные поры размером в поперечнике от 0,1 до 20 мкм;

сферические воздушные поры размером от 50— 100 мкм до 2 мм; они образуются в небольшом количестве (2—5 %) вследствие вовлечения воздуха при изготовлении теста.

Такая структура цементного камня позволила В. Н. Юнгу образно назвать его «микробетоном». По представлениям И. А. Рыбьева, подобные структуры являются конгломератными.

Объемы непрореагировавшей части цемента, гелевых и капиллярных пор в значительных пределах изменяются во время твердения цемента. Так, зерна цемента размером до 5 мкм почти полностью гидратируются в течение 1—3 сут, а через месяц полная гидратация наступает и у частичек до 10 мкм. При этом, естественно, возрастает объем самого геля и гелевых пор.

При изготовлении цементного теста, раствора или бетона воды берется обычно 40— 70 % массы цемента, т. е. значительно больше, чем химически связывается. Избыточная вода размещается в гелевых порах, а также в промежутках между непрореагировавшей частью цементных зерен. После испарения свободной, не вошедшей в реакцию с цементом воды образуются поры, называемые капиллярными. С увеличением продолжительности твердения цемента объем капиллярных пор уменьшается, так как они заполняются гидратными новообразованиями. В зависимости от количества воды, введенной в тесто или в бетон при их изготовлении (В/Ц), а также от продолжительности твердения объем капиллярных пор в цементном камне колеблется в широких пределах — от 0 до 40 % и более. Таким образом, цементный камень характеризуется сложной тонкопористой структурой, оказывающей решающее влияние на многие его свойства (прочность, проницаемость, стойкость против действия агрессивных факторов, упруговязкопластические свойства и т. д.).

Рассмотрение капиллярных и иных пор по размеру позволяет классифицировать их следующим образом: микропоры, диаметр которых не превышает 0,01 мкм, переходные поры диаметром от 0,01 до 0,1—0,2 мкм, макропоры диаметром более 0,2 мкм.

Поры относятся к капиллярным, если их диаметр не превышает 20—30 мкм. В них вода удерживается силами поверхностного натяжения, причем поверхность мениска имеет вогнутую форму. Пустоты в цементном камне диаметром более 20—40 мкм не являются капиллярными и заполняются водой под действием гидростатического давления.

Объем пор определяют различными приемами —насыщением жидкостями, отсасыванием воздуха из пор и др. Распределение пор по размерам устанавливают методами капиллярной конденсации паров воды, ртутной по-рометрни при высоком (до 130 МПа) и низком (до 0,1 МПа) давлении, вытеснением газом жидкости из капилляров, оптической микроскопией.

Основной объем пор (70—80 %) в цементном камне месячного возраста обычно занимают капилляры диаметром меньше 1 мкм. Дифференциальные кривые распределения пор по размерам характеризуются наличием максимумов в пределах 0,01—0,1 мкм.

Рассматриваемая структура цементного камня обусловливает его исключительно высокую водонепроницаемость. Так, цементный камень, полученный из теста с В/Ц 0,4. 0,45, характеризуется примерно такой же водонепроницаемостью, что и плотный естественный камень с объемом пустот до 2—3 %. Это объясняется огромным сопротивлением прохождению молекул воды через тончайшие микрокапилляры. Увеличение В/Ц до 60 % и более приводит к резкому росту водопроницаемости затвердевшего цемента. В десятки раз повышается водопроницаемость камня и после его высыхания. Последующее же водонасыщение не обеспечивает полного восстановления начальной непроницаемости, по-видимому, вследствие необратимых усадочных процессов, нарушающих тонкую капиллярную структуру цементного камня.

Бетоны и растворы характеризуются более высокой водопроницаемостью, чем цементный камень, что объясняется их меньшей однородностью и наличием крупных неплотностей, трещин и пор, возникающих в местах контакта цемента с заполнителями вследствие седиментационных явлений, а также различия показателей усадки и т. п. Введение в цемент хлоридов кальция, натрия и железа (2—5 %) и некоторых других веществ, по данным Ю. В. Чеховского, способствует значительному уменьшению как объемов и размеров макропор, так и проницаемости цементного камня.

Важно отметить большое влияние на свойства цементного камня сферических пор, образующихся в результате вовлечения воздуха при изготовлении теста и размещающихся в общей массе новообразований. Они являются или замкнутыми, или сообщающимися с капиллярами. Вследствие значительных размеров этих пор водяные пары в них не конденсируются. Расчленяя капилляры, поры препятствуют перемещению по ним воды.

28. (Екатерина Александрова)Морозостойкость портландцемента, влияние на неё минералогического состава клинкера, вида добавок, В/Ц отношения. Пути повышения морозостойкости.

Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка и глины и некоторых других материалов (мергеля, доменного шлака и пр.). При этом обеспечивается преимущественное содержание в нем высокоосновных силикатов кальция (70—80 %). Гипс в портландцемент добавляют для регулирования скорости схватывания и некоторых других свойств. Клинкерный порошок без гипса при смешивании с водой быстро схватывается и затвердевает в цементный камень, который характеризуется пониженными техническими свойствами.

Свойства портландцемента определяются прежде всего качеством клинкера. Вводимые в него добавки предназначены для их регулирования.

Характеристику клинкера по минеральному составу устанавливают, определяя процентное содержание в нем основных клинкерных минералов: C3S (алита), CyS (белита), С3А и C4AF—главных носителей вяжущих свойств портландцемента.

Цементы с повышенным содержанием в клинкере C3S и С3А твердеют особо быстро и используются для изготовления быстротвердеющих портландцементов. Цементы с высоким содержанием C2S и C4AF твердеют медленно, но выделяют при твердении мало теплоты и идут на изготовление цементов с умеренной экзотерми-ей. Цементы с высоким содержанием СзА быстро схватываются и твердеют в ранние сроки, но обладают пониженной морозостойкостью и стойкостью в минерализованных, в частности, сульфатных водах.

Читать еще:  Жидкое стекло при обработке цементного пола

Пластифицированный портландцемент отличается от обыкновенного содержанием поверхностно-активной пластифицирующей добавки, повышающей подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси и придающей затвердевшим бетонам высокую морозостойкость. В качестве пластифицирующих добавок применяют сульфитно-спиртовую барду, которую можно вводить как при помоле цемента, так и непосредственно в бетонную смесь во время ее приготовления.

Сульфитно-спиртовая барда является эффективной добавкой для повышения морозостойкости бетонов, что объясняется главным образом получением цементного камня большей плотности.

Гидрофобный портландцемент отличается от обыкновенного содержанием поверхностно-активной гидрофобизующей добавки

При приготовлении бетонов гидрофобизующие добавки вовлекают . в бетонную смесь большое количество мельчайших пузырьков воздуха — до 30—50 л на 1 м3 смеси (3—5% по объему). Вовлеченный воздух улучшает .подвижность и удобоукладываемость смеси, а наличие в отвердевшем бетоне мельчайших замкнутых пустот способствует повышению его морозостойкости.

Сульфатостойкий портландцемент применяют для получения бетонов, работающих в минерализованных и пресных водазу Изготовляют его из клинкера нормированного минералогического состава.

Цемент делится на марки — 200, 300 и 400, характеризуется пониженной морозостойкостью

Дорожный портландцемент: Для дорожного бетона применяют портландцемент марки не ниже 300 при испытании в пластичных растворах. Для повышения морозостойкости дорожного бетона полезно введение воздухововлекающих добавок.

Билет №31(Александра Бортяш)

Дата добавления: 2015-04-18 ; просмотров: 23 ; Нарушение авторских прав

Жароупорный бетон на портландцементе с добавками

В процессе твердения вяжущего вещества различает три периода:

1) период растворения, или подготовительный период, характеризующийся растворением весьма малой части вяжущего вещества, химически прореагировавшей с водой и растворившейся до образования насыщенного раствора;

2) период коллоидации, или схватывания, особенностью которого является высокая степень раздробления тонкомолотых частиц с превращением их в коллоидные частицы и образованием своеобpазного минерального клея;

3) период кристаллизации, или твердения, характеризующийся переходом вяжущего вещества из менее устойчивого и более растворимого коллоидно-дисперсного состояния в более устойчивое и менее растворимое кристаллическое состояние.

В свете представлений о структурообразовании, общую схему твердения вяжущих веществ, (растворение — коллоидация — кристаллизация), между стадиями коллоидации и кристаллизации может быть введена промежуточная стадия — кристализации структурообразование. Причем коагуляционная прочность есть не что иное, как прочность схватывания. Иными словами, процесс схватывания представляет собой коагуляционное структурообразование, на основе которого развивается последующее твердение, вызываемое перекристаллизацией коллоидных (коагуляционно-структурировапных) систем.

У продуктов гидратации трехкальциевото силиката и у продуктов гидратации двухкальциевого силиката отчетливо видны одинаковые кристаллики пластинчатой формы, которые склонны к образованию устойчивых кристаллических агрегатов. После поглощения воды кристаллический сросток разрушается по плоскостям наименьшего сопротивления. Плоские обломки первоначального кристаллического сростка накапливаются в воде, сцепляются друг с другом, образуют цепочечные структуры и кладут начало твердению цемента. Со временем количество кристаллов гидрата двухкальциевого силиката увеличивается и благодаря удалению части воды связи между ними упрочняются. Увеличение сцепления между мельчайшими плоскими кристалликами гидрата двухкальциевого силиката приводит к росту -прочности затвердевшего цемента.

Структуре цементного камня рассматривается как кристаллический сросток, образуемый при гидролизе трехкальциевото силиката и четырехкальциевого алюмоферрита из отщепляемого гидрата окиси кальция, а также при гидратации трехкальциевого алюмината, кристаллизующегося изоморфно. Межкристаллическое пространство заполняется гелевой составляющей, получаемой при гидратации двухкальциевого силиката и частично однокальциевого феррита.

Со структурной точки зрения затвердевший цементный камень представляет собой микроскопически неоднородную систему, состоящую из кристаллических и коллоидных образований (переходящих затем в микрокристаллические агрегаты), не затронутых еще водой ядер цементных зерен, пленок воды и воздуха. Такая точка зрения на структуру цементного камня позволяет найти новые пути в изыскании специальных свойств ( жароупорных) затвердевшего цемента.

Помимо указанных процессов, на наружных поверхностях идет ещё процесс карбонизации гидрата окиси кальция под влиянием угликислоты воздуха с образованием при этом углекислого кальция

Рассматривая структуру цементного камня, необходимо обратить внимание на одно существенное обстоятельство, влияющее на формирование затвердевшего цемента — уменьшение абсолютного объема в системе цемент—вода при твердении. Уменьшение объема этой системы не сопровождается сокращением внешнего объема,следовательно, в результате контракции в цементном камне образуется система пор и каналов. Это понижает плотность бетона и степень его непроницаемости.

Большое влияние на структуру цементного камня оказывает также количество воды, взятой для затвердения. Известно, что в гидратированном портландцементе химически связана лишь часть воды, употребленной при затворении, значительная же часть воды находится в свободном или полусвободном состоянии.

Некоторые исследователи принимают за химически связанную ту воду, которая остается в цементном камне после сушки его до 110°. Часть воды адсорбируется на поверхностях гелей. Она не входит в химически соединения и не может быть удалена обычным высушиванием при 110°. Ее рассматривают как полусвободную в отличие от химически связанной и свободной, удаляемой нагреванием при 110°.

В действительности существующая терминология и классификация воды по степени связанности с цементом в научном отношении страдают серьезными недостатками. Границы между химическим и физическим состоянием связываемой воды условны.

а) в первый период твердения быстрогидратирующиеся клинкерные минералы интенсивнее связывают воду, чем медленногидратирующиеся;

б) скорость гидратации синтезированных цементов выше, чем отдельных клинкерных минералов, за исключением гидратации алюминатов в начальные сроки;

в) наблюдающаяся в начальные сроки большая разница в скорости гидратации синтезированных цементов разного минералогического состава со временем сглаживается.

Таким образам, можно считать установленным, что к 28-дневному возрасту твердения в нормальных условиях портландцемент среднего минералогического состава связывает примерно 15% воды, к 3 месяцам — 20% и при полной гидратации — около 25% по отношению к весу сухого цемента. Как правило, с повышением температуры присоединение воды цементом ускоряется, а с понижением, наоборот, замедляется.

Вводимое для затворения цемента избыточное количество воды, раздвигая частицы цемента с оболочками из продуктов гидратации, образует прослойки и скопления в толще цементного камня. На продолжающиеся процессы гидратации и высыхание постепенно расходуется вода и в цементном камне остаются пустоты, каналы и отдельные замкнутые поры. Такие пустоты образуются также за счет усыхания гелеобразных масс. При дальнейших развивающихся вглубь зерен цемента процессах гидратации накапливаются новые продукты гидратации, которые заполняют эти пустоты и уплотняют цементный камень.

Известно, что при твердении портландцемента часть извести не входит в состав новообразований, выделяясь в виде Са(ОН)2, что дает возможность судить о степени гидратации цемента.

Читать еще:  Цемент 50кг технические характеристики

В некоторых работах устанавливается возможность повышения жароупорных свойств портландцемента за счет применения тонкомолотых добавок (микронаполнителей), поэтому уместно кратко остановитъся на количественной характеристике выделяющегося гидрата окиси кальция при гидратации портландцемента.

К месячному сроку гидратации трехкальциевый силикат выделяет около 13% Са(ОН)2, а при полной гидратации — около 24% от общего веса навески. При полной гидратации двухкальциевый силикат выделяет сравнительно малое количество Са(ОН)2—1,18%. Остальные же клинкерные минералы в процессе гидратации совершенно не выделяют свободной Са(ОН)2. Больше того, ЗСаО∙Аl23 и 4СаО∙Аl23∙Fe23 при гидратации способны присоединять к себе известь.

Некоторые тонкомолотые добавки, как например обожженная глина, содержат большое количество активного глинозема, который, взаимодействуя с гидратом окиси кальция, образует при твердении значительное количество гидроалюмината кальция.

Особенностью структуры цементного камня пуццолановых портландцементов и шлако-портландцементов является наличие в них пуццоланических добавок или шлака и большая степень гидратации зерен портландцементного клинкера с соответственно большим количеством связанной воды. Так, количество связанной воды в затвердевших цементах с добавкой 25% трепелa, оказалось через 3 дня на 46%, а в цементах с добавкой 50% шлака на 36% больше, чем в том же цементе без добавки.

Второй особенностью цементного камня пуццолановых портландцементов является то, что при их твердении в первые сроки образуется, считая на клинкерную часть, большее количество свободной извести, чем при твердении портландцемента. В дальнейшем активная аморфная кремнекислота добавки вступает в реакцию с известью, образующейся при гидратации портландцемента, причем продуктом реакции является гидросиликат кальция. Так, например, через 6 месяцев твердения в цементе, содержащем 25% трепела, количество свободного Са(ОН)2 было в 2,1 раза меньше, а в шлако-портландцементе, содержащем 50% шлака, в 1,1 раза меньше, чем в том же портландцементе без добавок.

Практически введение в портландцемент тонкомолотых добавок широко применяется для улучшения свойств бетона и экономии портландцемента.

Особенно эффективным в отношении улучшения свойств цементов и бетонов является метод тепловлажностной обработки.

Наибольшая эффективность запарки достигается для цементов с более высоким содержанием двухкальциевого силиката и более низким содержанием трехкальциевого алюмината.

Пуццолановые портландцементы, содержащие добавки, богатые свободным глиноземом, при автоклавной обработке снижают прочность, которая прогрессирует с повышением содержания свободного глинозема в добавке.

Весьма существенное влияние на эффективность автоклавной обработки портландцемента с добавкой кварцевого песка и других кремнеземистых материалов оказывает природа этой добавки. Лучшие результаты получаются при введении добавки в виде кристаллической разновидности кремнезема (кварцевого песка). В меньшей степени прочность повышается при использовании кремнеземистых добавок, состоящих из аморфно-дисперсного кремнезема (опока).

При температуре 100—300° наибольшее увеличение прочности будут давать цементы с повышенным содержанием двухкальциевого силиката и четырехкальциевого алюмоферрита.

Микроструктура цементного камня это

Известно, что соотношение открытой и закрытой пористости оказывает существенное влияние на свойства цементного камня, в том числе в условиях воздействия на бетон мороза и различных агрессивных сред. В бетоноведении сложилось обобщенное представление, что структура в цементных материалах должна соответствовать следующим требованиям:

  • в отвердевшем бетоне должны преобладать микро- и макропоры с радиусом, не превышающим 10 –4 см;
  • необходимо по возможности ликвидировать поры седиментационного происхождения;
  • имеющиеся в цементном камне (растворе) микропоры должны быть большей частью замкнутыми или тупиковыми [1].

В связи с этим проведены исследования характера пор в цементном камне с гидрофобизирующими комплексными модификаторами. Размеры пор в исследуемых образцах определяли с помощью микроскопа МБС-2 при увеличениях от х10 до х70. Характер структуры изучали также с помощью электронного микроскопа. Результаты определения размеров пор и макропористости в цементном камне приведены в табл. 1.

Анализ данных табл. 1 показывает улучшение капиллярно-пористой структуры цементного камня с гидрофобизирующим комплексным модификатором типа ГКМ в сравнении со структурой цементного камня без добавок. Цементный камень с добавкой имеет более плотную и однородную мелкопористую структуру с максимальным размером пор 400–500 мкм (в камне без добавки – 800 мкм).

Распределение крупных и мелких пор по размерам в образцах цементного камня в зависимости от добавки и температуры изотермического прогрева при тепловлажностной обработке показано в табл. 2 и 3.

Размеры пор и степень макропористости в цементном камне с модификатором типа ГКМ

Размеры макропор, мкм

1,5 % ГКМ-С + 10 % ГТ-М

Распределение крупных пор по размерам в образцах цементного камня в зависимости от добавки и температуры изотермического прогрева (В/Ц = 0,26)

Распределение пор, %, по размерам, мкм

1,5 % ГКМ-С + 10 % ГТ-М

Распределение мелких пор по размерам в образцах цементного камня в зависимости от добавки и температуры изотермического прогрева (В/Ц = 0,26)

Суммарная пористость см3/г

1,5 % ГКМ-С + 10 % ГТ-М

Из сравнительного анализа пористости цементного камня видно, что цементный камень с модификаторами типа ГКМ выгодно отличается от цементного камня с модификатором С-3. Объясняется это тем, что гидрофобизирующие комплексные модификаторы не обладают свойством воздухововлечения, что имеет место у известного суперпластификатора С-3. Распределение пор по размерам в цементном камне с гидрофобизирующим модификатором сдвигается в сторону увеличения количества мелких пор, то есть пористая структура цементного камня с модификатором С-3 «не конкурентоспособна» со структурой цементного камня, изготовленного с гидрофобизирующими комплексными модификаторами. Особо следует отметить улучшение на 10–15 % поровой структуры цементного камня с ГКМ-С плюс ГТ-М в сравнении с структурой цементного камня с ГКМ-С, то есть наблюдается существенный сдвиг в сторону понижения микро- и макропористости. Количество крупных пор (от 400 мкм) в цементном камне с ГКМ-С снижается в сравнении с цементным камнем без добавок почти на 25 %.

Такой результат достигается за счет особых свойств, которые проявляются в цементном камне от совместного взаимоусиливающего действия гидрофобизирующих ингредиентов модификатора ГКМ-С и гидрофобного трегера ГТ-М. Прямая эмульсия соапстока в водном растворе СМФС, как известно, не обладает воздухововлечением [2]; не проявляет свойств воздухововлечения и ускоритель твердения – триэтаноламин. Модификатор ГКМ-С, судя по данным табл. 2 и 3, выполняет роль «измельчителя» пор из крупных в мелкие (макропоры превращаются в микропоры). В присутствии гидрофобного трегера этот процесс усиливается и поры большей частью, по всей видимости, располагаются в зоне контакта гидрофобного трегера и цементного камня.

О положительном действии разработанных модификаторов также свидетельствуют фотографии микроструктуры цементного камня, полученные с помощью электронного микроскопа (рисунок).

Читать еще:  Циркониевую коронку каким цементом фиксировать

а б

в

Микроструктура цементного камня (х1000): а – на основе портландцемента; б – с гидрофобизирующим комплексным модификатором 1,5 % ГКМ-С; в – с гидрофобизирующим комплексным модификатором 1,5 % ГКМ-С плюс 10 % ГТ-М

Видно, что поры в цементном камне с модификатором ГКМ-С и ГКМ-С плюс ГТ-М имеют хорошо выраженную геометрическую форму и равномерно распределены по всему объему. Улучшение капиллярно-пористой структуры цементного камня с модификатором ГКМ-С и ГКМ-С плюс ГТ-М связано с тем, что ПАВ не только улучшает вязко-пластические свойства цементного клея, но и снижает развитие усадочных напряжений, особенно в присутствии гидрофобного трегера.

Таким образом, результаты исследования пористости показывают, что предлагаемые гидрофобизирующие комплексные модификаторы позволяют получить цементный камень высокого качества: в нем отсутствуют седиментационные поры и поры от воздухововлечения, крупные поры дробятся под действием модификаторов, уменьшается развитие капиллярных трещин при температурном воздействии, развивается микропористость с размерами пор

0,1 мкм, то есть близкая к контракционной. Для большего понимания действия разработанных модификаторов нами был выполнен рентгеноструктурный анализ цементного камня и исследования методом рентгеновского малоуглового рассеяния. Исследования влияния гидрофобизирующих добавок на фазовое состояние и микропористую структуру цементного камня выполнены в лаборатории физико-химии силикатов Алматинского НИИстромпроекта. Фазовое состояние цементного камня в зависимости от вида гидрофобизирующей добавки изучали путем дифрактометрического анализа на установке ДРОН-3 по общеизвестным методикам. Степень гидратации цементного камня определяли по соотношению суммарной интенсивности рассеяния от гидратной фазы (гелеобразная + кристаллическая) к общей суммарной интенсивности рентгеновского рассеяния. Определены фазовый состав и интегральная интенсивность рассеяния аморфной и кристаллической частей гидратной фазы (w, %), измерена полуширина основных дифракционных максимумов (Δ, град.), характеризующая размеры кристаллов. С помощью прибора КРМ-1 определена интенсивность малоуглового рассеяния (ΣJрму, о.е.) и рассчитаны параметры микронеоднородностей – эффективный радиус (Rэфф, Å) и разброс по размерам неоднородностей (ΔR, Å).

Анализ полученных рентгенограмм цементного камня с гидрофобизирующими добавками и цементного камня без добавок показал, что качественного изменения в новообразованиях нет. Основными продуктами гидратации цемента с гидрофобизирующими добавками являются:

  • гелеобразные гидратные фазы с двумя отражениями рентгеновского рассеяния (max аморфных гало 7 и 14 Å) и одним отражением рентгеновского рассеяния (max аморфных гало 9 Å) с признаками структуры двух типов тоберморитоподобных гидросиликатов кальция. Количество гидратного геля, которое характеризуется суммарной интенсивностью указанных максимумов, находится в пределах от 8 до 15 о.е.;
  • кристаллические гидратные фазы: портландит Са(ОН)2 (4,39; 2,63; 1,92 Å) и низкоосновной гидросиликат кальция СSН (1) (12,5; 3,04; 1,40 Å). Их количество оценено суммарной интенсивностью основных индивидуальных линий.

Цементный камень с гидрофобизирующими добавками также содержит некоторое количество цементных минералов: трехкальциевый силикат (2,77; 2,59; 1,76 Å) и двухкальциевый силикат (2,81; 2,69; 1,58 Å). Данные табл. 4 показывают, что гидрофобизирующие добавки способствуют:

  • повышению количества кристаллической гидратной фазы СSН (1), особенно у цементного камня с добавкой ГКМ-С и ГКМ-С плюс ГТ-М (SJ повышается от 1,53 до 1,57 о.е);
  • снижению количества гелеобразных гидратных аморфных составляющих (SJ 7 и 14 Å снижается от 21,4 до 14,0 о.е. при добавке ГКМ-С и до 13,8 о.е. при добавке ГКМ-С плюс ГТ-М);
  • снижению количества кристаллического портландита Са(ОН)2 (SJ снижается от 0,85 до 0,4 о.е. при ГКМ-С и до 0,39 о.е. при ГКМ-С плюс ГТ-М);
  • снижению степени гидратации клинкерных минералов (SJ С2S + С3S возрастает от 7,3 до 8,9 о.е. при добавке ГКМ-С).

Исследование микропористой структуры цементного камня без добавки и с гидрофобизирующими добавками на рентгеновском приборе КРМ-1 показывает (табл. 5), что цементный камень без добавки дает малоугловое рассеяние, указывающее на наличие микронеоднородной структуры (ΣJрму = 0,69 о.е.) с эффективным размером микронеоднородностсй Rэфф = 189 Å и разбросом по размерам ΔR = 175 Å. Природа такого рассеяния, вероятно, обусловлена микропорами (флуктуация плотности Δρ

Стойкость цементного камня в растворах санационных средств

Биологическая коррозия является видом воздействия, затрагивающим практически все возможные объекты строительства, что особенно остро касается предприятий агропромышленного комплекса. К основным мероприятиям по предотвращению коррозионного процесса конструкций относятся санитарно-профилактические работы, проводимые при помощи различных химических средств (биоцидов). Концентрацию рабочих растворов для санации определяют исходя из цели дезинфекции и степени устойчивости возбудителей, при этом не учитывается их влияние на физико-механические свойства поверхности материала. Химическая обработка помещений, несмотря на очевидные плюсы, связанные с уничтожением патогенной микрофлоры, характеризуется недостатками, главным из которых является деградационное воздействие на строительный композит и, как следствие, существенное сокращение жизненного срока конструкций. Предметом исследования являлась оценка степени агрессивного воздействия санационной обработки помещений на цементный камень различного состава. В качестве объектов исследования использовались портландцемент как наиболее распространенное изученное вяжущее и глиноземистый цемент как вяжущее с начальной более высокой коррозионной стойкостью. В качестве экспериментальной среды, моделирующей воздействие санационного средства на камень при реальной эксплуатации материала в натурных условиях, использовался раствор реагента для санации. Контрольной средой выступала водопроводная вода. Оценку степени воздействия среды на цементный камень различного состава осуществляли на основании данных об основных физико-химических показателях процесса (изменение массы, водородного показателя среды, прочности на сжатие и коэффициента химической стойкости), а также фазово-структурные трансформации камня (минеральный состав, микроструктурные особенности матрицы цементного камня), выдержанного в агрессивной среде в зависимости от длительности экспонирования. Установлено отсутствие явного деградационного воздействия санационного раствора на цементный камень: отмечается рост прочности образцов после 6 месяцев экспозиции (для портландцементного камня: на 10 % по сравнению с образцами, выдержанными в чистой воде, и в 1,9 раза по сравнению с исходными образцами без выдержки; для глиноземистого цементного камня: в 2 раза по сравнению с образцами, выдержанными в чистой воде, и в 1,6 раза по сравнению с исходными образцами без выдержки) как основного показателя качества и резистивности композита и, как следствие, коэффициента химической стойкости. Рост прочности материалов происходит вследствие интенсификации карбонизационных процессов в среде санационного средства, что приводит к кольматации пор и пустот за счет кристаллизации нерастворимых карбонатов кальция. Это подтверждается уплотнением микроструктуры цементного камня, выражаемой ростом массы образцов на 12 % независимо от вида цементного камня, а также увеличением суммарной концентрации карбонатных соединений в объеме материала после 6 месяцев выдержки.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector