Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Строительные материалы и изделия: технология активированных бетонов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Природа «пилообразного» твердения цемента

Структурообразующий процесс и отвердевание цементной системы не являются однозначно позитивными явлениями. Стадийное заполнение поверхности клинкерных частиц гидратными «клеевыми» продуктами, бесспорно, фактор, определяющий качество структурных связей и необходимые свойства конечного продукта. Периодическое же накопление на клинкерных зернах гидратных продуктов приводит к возникновению внутренних напряжений, вызванных давлением вновь образующихся объемов гидратированного вещества на ранее сформировавшийся гидрат. При этом в начальной стадии (первые часы) твердения часто обнаруживаемые пластометрией спады структурной прочности (см. рис. 1.7) вызываются эффектом пластификации, взаимным отталкиванием цементных частиц с динамично меняющейся величиной одноименного поверхностного потенциала. На более поздних этапах, в условиях сформировавшейся структуры (при появлении достаточно жестких контактов клинкерных зерен) сбросы прочности обусловлены временным ослаблением межзерновых связей вновь образующимся с увеличением объема твердой фазы гидратом.

Иллюстрацией поздней деструкции цементного камня могут служить результаты испытания образцов-балочек (16x4x4 см), изготовленных из теста различной консистенции на новороссийском ПЦ500-Д0 (рис. 3.20). Единодушный сброс прочности всех составов в 14-суточном возрасте ассоциируется с высказыванием авторов [24] относительно попадания максимумов (соответственно, минимумов) прочности на определенные сроки твердения, дающие основание считать это явление закономерным. Не является ли рассматриваемая 14-суточная деструкция именно этой закономерностью (настораживает даже факт отсутствия прочностных показателей данного срока во многих экспериментальных работах по изучению кинетики твердения цементных бетонов)?

Прочность образцов в фиксированные сроки (затененные области — доверительные границы)

Рис. 3.20. Прочность образцов в фиксированные сроки (затененные области — доверительные границы)

1,2, 3,4 — В/Ц, соответственно, 0,20; 0,24; 0,28; 0,32

При обычном температурном режиме твердения сбросы прочности приходятся на ряд сроков, в том числе близкий к 14-суточному, о чем свидетельствуют приведенные на рис. 3.21 опытные данные. Одновременное и взаимосвязанное протекание созидательных (позитивных) и разрушительных (деструктивных) процессов — объективная реальность, сопровождающая всю стадию твердения цементного камня и бетонов. Непосредственная взаимосвязь деструктивных явлений и химических взаимодействий находит прямое экспериментальное подтверждение, показавшее, что «спад прочности в образцах из C3S и Si02... происходит одновременно с появлением новой порции Са(ОН)2» [57]. Образование гидрата приводит к выбросу в поровую жидкость ионов кальция; в свою очередь, появляющиеся продукты гидратации механически воздействуют на сформировавшуюся клеевую гидратную оболочку, ослабляют связи между цементными зернами, вызывают снижение прочности бетона. Сброс прочности имеет, как правило, временный характер; появляющийся гидрат «залечивает» микродефекты, возвращая материалу исходные (иногда даже более высокие) прочностные позиции. При этом солидный возраст — далеко не гарантия высокой и стабильной прочности, на что указывает неизбежность деструктивных явлений спустя месяцы, годы и даже десятилетия [30, 58, 59].

Кинетика прочности образцов-кубиков с ребром 2 см (каждая точка — результат

Рис. 3.21. Кинетика прочности образцов-кубиков с ребром 2 см (каждая точка — результат

шести испытаний)

Взаимосвязанные структурообразующие и разрушительные процессы сопровождают весь период твердения цементных бетонов, который схематично можно представить в виде последовательного чередования индукционных (подготовительных) интервалов и быстротечных (взрывообразных) моментов химического взаимодействия реагентов (рис. 3.22). На начальном этапе обычного твердения (до максимума тепловыделения) продолжительность индукционных интервалов составляет 90 ± 10 мин, закономерно увеличиваясь со временем.

При определенном стечении обстоятельств деструктивные явления могут быть причиной весьма нежелательных последствий. Некачественно приготовленная бетонная смесь, недостаточное количество воды затворения, раннее пересушивание бетона, воздействие на бетон внешних (силовых, тепловых, электромагнитных, динамических) факторов могут инициировать поздние гидратационные акты. Образующийся в таких условиях гидратный продукт обязательно вызовет сброс прочности бетона. При обычных условиях эти деструктивные последствия, как правило, нейтрализуются новыми порциями «клеящего» материала. В случае же загруженности эксплуатируемой конструкции ослабление структуры может привести к негативным результатам. Не этим ли обстоятельством объясняется иногда наблюдаемое странное явление — разрушение бетонных и железобетонных сооружений при отсутствии внешних агрессивных воздействий, «без видимых на то причин»?

Схема твердения цементных систем

Рис. 3.22. Схема твердения цементных систем:

I, II, III, ...,п... — гидратационные акты

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>