Файл: Канцепольский, И. С. Глиеж-портландцемент для гидротехнических сооружений.pdf

показывают, что большинство применяемых в Англии заполните­ лей не является реакционноспособным.

Гранулированные шлаки как заполнители заметно расширяются при малом водоцементном отношении.

Призмы из цемента с заполнителем, состоящим из известково­ магнезиального силиката, предварительно подвергавшегося высо­ котемпературному обжигу при 1200—1400°С и содержащего боль­ шое количество кристобалита, уже к одному году расширяются при В/Ц = 0,28 больше чем на 0,1%.

Большой интерес представляют данные о расширении призм {%) из высокощелочного цемента со смешанными заполнителями (инертными и активными) с разным процентным содержанием реакционноспособных заполнителей из известково-магнезиального

Как видно из этих данных, 5% указанных реакционноспособ­ ных заполнителей заметно повышают расширение призм и с уве­ личением процента ввода этих активных заполнителей расширение прогрессирует.

Джонс и Тарлетон отмечают, что мягкий известковый камень обнаруживает большую реакционную способность с высокоще­ лочным цементом, однако при испытании в цементных растворах не наблюдалось никакого расширения. Авторы это объясняют пористостью цементного раствора, на поверхности которого име­

Установлено, что при взаимодействии щелочей цемента с реак­ ционноспособными заполнителями Na20 более отрицательно дейст­ вует на цементные растворы, чем К20.

К. Каверт [22] указывает, что цемент с содержанием К20 1,1%, в котором имелись лишь следы Na20, не обнаружил никакого

43

изменения объема при взаимодействии с очень реакционноспособ­ ным заполнителем. Он отмечает, что цементы с 0,1% Na20 имеют такое же расширение (0,2%), как и цемент с содержанием 1,1%

К20.

Р. Пике и другие [28] приводят интересные данные о влиянии

стекла пайрекса на расширение цементных растворов в зависимости от процентного содержания и размера стекла:

Из этих данных следует, что расширение увеличивается с вводом стекла в заполнитель. Наибольшее расширение призма имеет при размере зерен стекла 0,15—0,30 мм. При дальнейшем увели­ чении размера зерен расширение резко уменьшается, а при 0,07 мм призмы обнаруживают не расширение, а наоборот ,усадку. Образ­ цы хранились под водой при 36°С 113 дней. Призмы с размерами зерен стекла 2,4—4,8 мм расширялись на +0,044%; 0,3—2,4 мм—-

+ 0,218; 0,15—0,30 мм— + 0,458; 0,07 — 0,15 мм— + 0,021; 0,04—

0,07 м м ---- 1-0,008%.

Большие исследования по выяснению химизма и механизма взаимодействия щелочей цемента с реакционноспособными запол­ нителями выполнены Т. Поверсом и Стейнером [29].

На рис. 9 показана зависимость между расширением бетонных цилиндров и содержанием реакционноспособных заполнителей. При содержании их больше 80 г на 1 г щелочи расширения бето­ на не происходит.

При очень тонком измельчении меньше 50 мк бетон не подвер­ гается агрессии. Исследования показывают, что при очень тонком измельчении реакционноспособного заполнителя, при его содержа­ нии больше 11% от веса цемента никакого расширения не проис­ ходит.

На рис. 10 представлена зависимость расширения бетона от содержания щелочей в цементе. Из хода кривой видно, что при количестве щелочей до 0,45% расширения не происходит. При бо­ лее высоком содержании (свыше 0,6%) расширение резко увели­ чивается.

Результаты своих исследований Т. Поверс и С. Стейнер обоб­ щили в виде следующих выводов и положений.

1. Взаимодействие между цементом и реакционноспособными заполнителями зависит от количества щелочей в цементе, качест­ ва и тонкости измельчения заполнителей.

2. Щелочи вступают в реакцию с реакционноспособными запол­ нителями с образованием щелочного силиката.

44

Выделяющаяся при гидролизе и гидратации основных минера* лов портландцемента гидроокись кальция взаимодействует со ще­ лочным силикатом с образованием известково-щелочного силиката.

3.Эти реакции могут протекать следующим образом. Внача­

При достаточно быстрой диффузии гидроокиси кальция образу­ ется неопасный известково-щелочной силикат по схеме, описанной выше.

Если диффузия гидроокиси кальция замедляется, то происхо­ дит преимущественно образование щелочного силиката, который вследствие сильного оводнения вызывает большое увеличение объема.

Внешняя каемка известково-щелочного силиката ведет себя как полупроницаемая мембрана.

При доступе Са(ОН)г к щелочному силикату может выделиться щелочь, при этом агрессия приостанавливается.

Часть SiC>2 диффундирует в наружную реакционную зону и взаимодействует с известью и щелочами.

4. Цементы с содержанием до 0,6% щелочей (в пересчете на Na20) неопасны для реакционноспособных заполнителей. При большем, чем 0,6%, содержании щелочей бетон не корродирует только при большом избытке и возможно тонком измельчении и распределении заполнителей.

Положительное влияние на устойчивость бетона оказывает также добавка тонкоизмельченных пуццолановых веществ.

45

5.Неопасное протекание реакции может перейти в опасну

портландцемент. Портландцементный клинкер для получения этих цементов был приготовлен на обычной шихте из известняка и сланцев с включенными электрофильтрами.

К портландцементному клинкеру перед его помолом добав­ лялся глиеж Кзылкийского месторождения, обычно применяемый

ным. Судя по содержанию окиси кальция в глиеж-портландцемен- те, количество глиежа в пуццолановом глиеж-портландцементе составляет порядка 30%.

Рентгенофазовый анализ портландцемента (рис. 12) показы­ вает характерные для C3S и р—C2S линии 3,03; 2,76; 2,73; 2,597;

46

Рентгеноанализ глиеж-портландцемента показывает те же ли­ нии, что и для портландцемента, только меньшей интенсивности.

<\г

Рис. 12. Рентгенограммы портландцемента (1 ) и глиеж-портландцемента ( 2 ) .

с характерными отражениями от кристаллической’ решетки глиежа, линиями кварца 3,33; 1,183; 1,534 А и кристобалита 4,05; 2,48;

1,58 А.

Мы отмечали, что качественные глиежи хорошо диагносцируются рентгеноанализом по содержанию кристобалита. Таким об­ разом, можно считать установленным, что примененный для полу­

47