Файл: Михайлов В.В. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции.pdf

Т а б л и ц а 2.1. Исследуемые составы и гидраты, получаемые в процессе взаимодействия С—А—CS—Н при нормальной температуре

различных соотношениях составляющих. Результаты ис­ следований (табл. 2.1) устанавливают формы новообра­ зований, наблюдаемые при рентгенодифракциоиных ис­ следованиях.

В отличие от обычного приема приведения всех взаи­ модействующих окислов к содержанию S в табл. 2.1 эти материалы показаны в относительных единицах (к мо­ лярному весу А ) . Как это будет пояснено в дальнейшем, такое приведение позволяет лучше понимать причины образования тех или иных фаз.

Рассматривая продукты гидратации, видим, что С3 А(СЗ)зНз1 является единственной фазой новообразо-

cs

ваiiни составов /, К, N, когда содержание — ^ - >2,4 .

Во всех остальных случаях наряду с С3 А(С5)зНз1 суще­ ствует моносульфат с 18 (фаза М) и 12 молекулами кри-

C S

А

кроме одного случая для состава М, единственной фазой является моноалюминат кальция.

6)

а) 612

Процессы образования новых фаз хорошо иллюстри­ руют графики (рис. 2.14—2.17) для характерных видов цементов. Техника изготовления образцов, ухода за ни­ ми и испытаний описана в приложении 3.

|Состав 7, характерный для образования исключитель­

52

кальция; в течение 24 ч полностью исчерпывается C4A3S, через 24 ч трисульфат образуется на 80%, а к 48 н его образование практически заканчивается. В це­ ментном камне остается еще много CS, так как моляр-

C S

мая дозировка CS по отношению к А б ы л а —

А

= 6 , 5 > 4 . Усвоение воды гидратными новообразования­ ми и динамика расширения завершаются к 24 ч. По дан-

Рис. 2.15. Кинетика расходования материалов при гидратации рас­ ширяющегося цемента и образования новых фаз (о) и результаты ДТА (состав R, 45 : 10 :45) через 6, 24 и 72 ч (б)

ным ДТА этого состава, через 6, 24 и 72 ч четко видно, в какой степени развивается процесс образования трисульфата кальция, характеризуемый укрупнением эндотермы в пределах 160—190° C J

C4A3S, которые начинают развиваться после 6 ч. и закан-

53

чиваются в основном к 12 ч образованием моносульфата кальция (фазы М) C 3 A ( C S ) H i 8 . Однако в среде СН эта форма не остается стабильной и перекристаллизовывается в C 3 A ( C S ) H i 2 , которая и становится стабильной формой цементного камня в данных условиях. Свобод­ ный гипс завершает свое существование к 24 ч тверде-

Удепьнаш ofoeN

Рис. 2.16. Кинетика расходования материалов при гидратации рас­ ширяющегося цемена и образования новых фаз (а) и результаты

ДТА (состав Q, 60 : 20 : 20) через 6, 24 и 72 ч (б)

ния. Такое поведение состава R вполне естественно, no­

А.

ние цементного камня завершается на 12 ч и объясняется гидратацией С. Ясно обнаруживается, что образование моносульфата кальция не сопровождается расширением. Данные ДТА этого состава через 6, 24 и 72 ч очень четко показывают эндотермы моносульфата кальция при тем­ пературах 230 и 300° С. Эндотермы при температуре 500—560° С характеризуют присутствие-большого коли­ чества СН.

Состав Q содержит меньше С, чем состав R (рис. 2.16). Он характерен склонностью к образованию устой-

54

сколько нужно для образования моносульфата кальция, но основная его часть скрыта в клинкере C4 A3 S, гидрата­

Вследствие малого содержания алюминатов в про­ дуктах гидратации C4 A3 S и С,'очень быстро (к 12 ч) об­ разуется трисульфат кальция, однако затем он начинает постепенно переходить в моносульфат кальция, которого к 72 ч образуется уже достаточное количество. Расши­ рение и усвоение воды, связанное с образованием C 3 A ( C S ) 3 H 3 i , завершается к 12 ч, когда и заканчивается

55

образование трнсульфата кальция. Данные ДТА этого состава через 6, 24 и 72 ч четко обнаруживают появление эндотермы моносульфоалюмината кальция при темпера­ туре 300° С к 24 и 72 ч, в который перекристаллизовывается трисульфат кальция, характеризовавшийся четкой эндотермой при 190° С.

Рассмотренные составы исходных материалов расши­ ряющегося цемента показывают, что вид образующего­ ся гидросульфоалюмината кальция зависит от состава и может быть заранее предугадан и назначен.

Вид гидросульфоалюмината кальция в сильной сте­ пени зависит от температуры среды. В исследованиях Г. Л. Калоусека нами было отмечено, что с по­ вышением температуры происходит перекристаллизация C 3 A ( C S ) 3 H 3 i в CsA(CS)Hi 2, который становится ста­ бильной фазой при повышенной температуре до момен­ та охлаждения, когда происходит обратный процесс.

П. К. Метта и А. Клейн исследовали взаимодействие

56