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

циевый гидроалюминат со временем имеет тенденцию

Однако п после разложения отображение „v-лучей дает дифракцию одних гексагональных гидроалюмннатов кальция. Это заставляет думать, что структура вещества при таком разложении не претерпевает изменений, толь­ ко слои А Н 3 переходят в аморфное состояние. Послед­ нее подтверждается высказанными соображениями о тол­ щине молекулярных слоев.

СгАН3 —АН3 . Из рис. 2.10 вытекает, что при увеличении концентрации извести больше 0,33 г С гидраргелит как

нального гидроалюмината кальция, возможно простое использование проекций изображенных на рис. 2.10 кри­

ресечением каждой пары в своей инвариантной точке по­

40

повышении температуры и при гидратации исходных материалов сразу гидратируются в изотермическую форму.

Изложенное показывает, что при гидратации чистых алюминатов кальция в воде при нормальной температу­ ре сначала должны образоваться гексагональные формы

свыделением гидроокиси алюминия, а второй — из

аморфной форТйы А Н 3 переходит в кристаллическую, т. е. в гидраргелит.

В водной среде и в среде, насыщенной АН3 , гексаго­

кальция при нормальной температуре должны су­

ление новых фаз с низким содержанием извести. При на­ греве до 150° С гексагональных гидроалюминатов каль­ ция с 8—13 молекулами воды уже через сутки все гидро­ алюминаты переходят в гексагидрат, т. е. в С3 АНе. Гид­ ротермическая обработка при 200° С уменьшает содер­

ботки алюминатов или гидроалюминатов кальция в чи­ стом виде. В присутствии посторонних веществ процес-

41

сы образования и превращения гндроалюминатов ослож­ няются: они замедляются пли ускоряются, или идут в сторону образования новых, более сложных соедине­ ний. Так, в присутствии силикатов или гидросиликатов кальция при гидратации в условиях высокой температу­

ломления которых доходит до 1,63—1,635. Однако при нормальной температуре образование этих веществ не наблюдается, что подтверждено исследованиями глино­ земистых цементов.

и глинозема должно быть меньше единицы, т. е.

Содержание кремнекислоты в глиноземистом цемен­ те не должно превышать 10%.

Кроме указанного выше способа получения глинозе­ мистого цемента методом спекания или плавления,

вСССР организовано комплексное производство чугуна

иглиноземистого цемента посредством плавки в домен­ ной печи уральской бокситовой руды, известняка и же­ лезного лома. Полученный при этом шлак является клинкером глиноземистого цемента, из которого при раз­ моле получается так называемый доменный глиноземи­ стый цемент. Известно, что последний является быстротвердеющим вяжущим, приобретающим уже через 24 ч после затворения 85—90% своей прочности. Многие из применяемых в строительстве глиноземистых цементов показывают в 3-суточном возрасте предельную проч­ ность, после чего к 28 суткам, особенно при сухом хране­ нии и высокой температуре, прочность их не изменяется, изредка наблюдается даже снижение этой прочности на 10—15%. Такое падение прочности объясняется видоиз-

42

менением структуры твердеющего глиноземистого це­ мента.

Выше было уже показано, что первым продуктом гид­ ратации цемента при нормальной температуре являются гидроалюминаты кальция и гидроокись алюминия. Гид­ роалюминаты кальция — соединения метастабильные, с тенденцией к перекристаллизации из гексагональной в кубическую форму. Переход этот ускоряется при повы­ шенной температуре твердеющего цемента, вследствие чего прочность цемента снижается.

Избежать резкого повышения температуры схватыва­ ния глиноземистого цемента очень трудно, так как он по своей природе сильно экзотермичен и в короткий срок выделяет большое количество тепла, которое значитель­ но его разогревает. Этим объясняется невозможность использования глиноземистого цемента в массивных соо­ ружениях без неминуемой большой потери прочности бе­ тона. Для сохранения прочности твердеющего глинозе­ мистого цемента используют различные мероприятия, обеспечивающие отвод тепла из твердеющего бетона и растягивающие период схватывания цемента. Поддер­ жание низкой температуры среды в этом случае явля­ ется одним из важнейших мероприятий, известных и при­ меняемых в строительстве, гарантирующих твердеюще­ му бетону на глиноземистом цементе сохранение дис­ персной гексагональной структуры, высокой прочности и придание этой структуре последующей наибольшей не­ изменяемости.

Выше высказывалось предположение, подтвержден­ ное исследованиями тройной системы С — А — Н и ди­ фракционным отображением я-лучами, что структура гексагональных гидроалюминатов кальция представля­ ется в виде слоев гидроокисей кальция и алюминия, за­ крепленных в сложной молекуле кристаллизационной водой Н3 .

Устойчивость гексагональных гидроалюминатов во времени зависит исключительно от их способности при нормальной температуре удерживать гидратную воду, соединяющую слои первичных гидратов, т. е. Нз. Потеря этой воды происходит только вследствие повышения тем­ пературы, когда подвижность отдельных диполей воды становится столь большой, что они не в состоянии уже удерживаться полярными силами на комплексе и отры­ ваются от него, разрушая установившуюся гексагональ-

43

цессов гидратации алюминатов кальция и вызывает об­ разование сложной молекулы сульфоалюмината каль­

ких температурах обеспечивают сохранение их стабиль­ ной формы. Возникает новая четверная система С—А—

— CS — Н, свойства и поведение которой существенно от­

В четверной системе значительную роль начинает иг­ рать сложная молекула сульфоалюмината кальция. На рис. 2.11 представлена проекция пространственного изоб­ ражения четверной системы С — А — CS — Н на основа­ ние пирамиды, в вершине которой располагается точ­ ка Н. Исходными соединениями являются растворы гип­

нанесены следующие граничные кривые:

44

На графике показаны инвариантные точки:

Удаление из раствора сернокислого кальция с помо­ щью СгАН8 показало, что сульфоалюминат образуется достаточно быстро и уже через несколько дней в раство­ ре нельзя обнаружить признаков гипса. В процессе ис­ следований выяснилось очень важное обстоятельство: C2 AHg в присутствии сернокислых солей становится ста­

ворительно растворяется в воде и в разбавленных рас­ творах как извести, так и гипса. Только в растворах сер­

мента и, в частности, с С3 А и С. Была применена усовер­ шенствованная техника дифференциального термическо­

45