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

ческий состав цемента I (в % ) : S — 21, А — 5,6; F — 2,6; С — 65; M g — 0,3; Мп — 0,7; S—0,4; его минералогиче­

Техника изготовления образцов цементного камня из смеси цементов с гипсом была следующей. Затворенное

Температура 6"С

Рис. 2.12. Результат дифференциально-термиче­ ского анализа цементов I и I I I типов, содержа­ щих 0,4, 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5 и 4% S

46

Во время выдержки среду поддерживали в водонасыщенном состоянии. К концу )9-ч выдержки цементный камень быстро дробили и порошок про­

быстро входит в различные соединения с алюминатами кальция портландцементов и уже через 19 ч описанной обработки практически не обнаруживается в чистом ви­

отсутствующего S (т. е. S не обнаруживаемого и как бы исчезнувшего), вошедшую в качестве заполнителя в тоберморитовый гель.

График очень четко показывает, что с повышением температуры цементного камня в структуре остается все

обнаруживается своеобразная фаза гидросульфоалюмината кальция, проявляющаяся характерной эндотермой

сосуществуют в качестве устойчивых фаз. При темпера­ туре 82° С высокосульфатной формы обнаруживается очень мало или ее совсем нет,.моносульфата также мень­ ше, чем при 55° С. Значительно увеличивается со­ держание фазы х, которая достигает 2,83% веса це­ мента.

Аналогичное распределение фаз наблюдается и для цемента I I I типа.

Автор предполагает, что при повышении температу-

47

ры процесс образования различных фаз управляется ки­ нетикой трех реакций.

1.Трисульфат+трехкальциевый алюминат-нмоно- сульфат.

2.Моносульфат+трехкальциевый алюминат-кгвер- дый раствор.

3.Твердый раствор+тоберморитовый гель-^-фаза х

48

и единственной является C 3 A ( C S ) 3 H 3 i . Однако для мень­ ших количеств S существуют обе фазы, а если наблюда­ ется приток ионов С3 А, то содержание трнсульфата уменьшается, пока он полностью не исчезнет. Стейноумом было также обнаружено, что введение больших ко­ личеств F ведет к уменьшению и исчезновению гидросульфоалюминатов кальция. С. Четтерджи и Дж. Джеффери [100] с помощью дифракции рентгеновских лучей при высоком содержании F не обнаружили моносульфат кальция и наблюдали только трисульфат.

Приведенные исследования дают известное представ­ ление об условиях образования тех или иных фаз гидросульфоалюмината кальция при принятом соотношении гипса CS и алюминатов кальция, выделяемые портланд­ цементом в виде С3 А. Учитывая относительную медли­ тельность гидратации С3 А по сравнению с гидратацией CS, можно ожидать, что при нормальной температуре преимущественно образуется высокосульфатная форма гидросульфоалюмината кальция.

Кажущиеся противоречия и неувязки результатов наблюдений различных исследователей происходят по той причине, что не создана единая методика исследова­ ния хода процесса, продукты гидратации не рассматри­ ваются одновременно в различных устойчивых и пере­ менных средах с учетом меняющегося состава исходных материалов, не ведется анализ структур твердеющего це­ мента параллельно в условиях свободной и связанной деформации, когда в системе возникает интенсивное од­ но-, двух- и всестороннее сжатие (иногда достигающее 100 атм); не оценивается влияние различных температур и влажности среды; не учитывается влияние на химиче­ ские процессы количества воды затворения и т. д. Недо­ статочный учет всех этих факторов приводит исследова­ телей к кардинально различным представлениям о си­ стеме С — А — CS — Н и иногда к прямо противополож­ ным мнениям.

Одни считают, что при гидратации исходных мате­ риалов может образовываться только трехсульфатная

форма гидросульфоалюмината кальция C 3 A ( C S ) 3 H 3 i , которая не является устойчивой фазой и может перекристаллизовываться в_более стабильную форму—низко­ сульфатную C3A(CS)Hi 2 ; другие, наоборот, утверждают, что стабильной формой является высокосульфатная фор­ ма, которая может распадаться только в определенных, редких случаях; третьи считают, что в присутствии из­ бытка гидроокиси кальция всегда образуется низкосуль­ фатная форма, являющаяся устойчивой фазой; наконец, некоторые ученые допускают возникновение и существо­ вание в системе твердеющего цемента гидросульфоалюминатов кальция двух и даже трех форм.

ГНёсомценно возникают еще трудности в точном опре­ делении количества появляющихся новых структур, иног­ да очень дисперсных и требующих для своего обнаруже­ ния использования точных приборов и оборудования, как, например, дифрактометра для обнаружения и оп­ ределения количества низкосульфатных форм гидросуль­ фоалюмината кальция.

Исходными материалами для получения гидросуль­ фоалюмината кальция являются С, A, CS, Н. Для обра­ зования гидрата моносульфоалюмиыата кальция по ре­

сульфоалюминат кальция может быть получен гидрата­ цией специального вяжущего, содержащего в качестве основного сырья либо высокоглиноземистый шлак, либо обожженные бокситы, либо клинкер сульфоалюмината

в широких пределах в зависимости от того, какая цель

50