Цимент камък в изграждането на новини

Цимент камък е минерал лепенето зърно агрегат и трябва да има достатъчно присъща сила и сцепление, че е добре, ангажирани с други инертни материали.
В. Н. Юнг въвежда понятието цимент камък като microconcrete състояща се от гел и кристални цимент хидратация продукти и различни включвания като не-хидратирана зърна клинкер. Реакцията на насипни неоплазми цимент с вода се получава маса форма gelevidnoy състоящ се по същество от submicrocrystalline частици калциев силикат. Гелоподобна маса проникната относително големи кристали от калциев хидроксид.

Такъв вид "композитен" структура определя специфичните свойства на циментовия камък, рязко различаващи се от свойствата на други материали - метали, стъкло, гранит и т.н. Например, присъствието на компонент гел свързани свиване при втвърдяване на въздух и подуване на вода, особено при натоварване .. и други свойства.

Прочетете също така циментира камък корозия

Цимент камък включва:

1) цимент хидратация продукти: а) калциев силикат гела и други тумори със свойствата на колоиди; б) относително големи кристали на Са (ОН) 2, етрингитното;

3) порите: а) на порите в гела, свързани с микропори (по-малко от 1000 А), В) порите на капилярите са макропори (от 1000 А до 10 m), разположени между частиците на единици гел; в) въздушни кухини и пори (50 m до 2 mm) - кухина напълнени с въздух: засмукани в цимент паста поради свиване на вакуум-индуцираното; участващи в производството на тестото или подреждане, както и с добавяне на специални въздухозасмукващите агенти; Останалите в теста поради своята nedouplotneniya.

Класификация на размера на порите и гел Dana Kondo демон (размер на порите в класиране характеризиращ половината хидравличен радиус):

1) много фини пори проникващи частици гел: mezhkristallitnye - А на по-малко от 6 и transgranular - 6 - 16А;

2) порите между по-големите частици гел - 16-1000 А. Всички тези пори присъщ структурна цимент гел, т.е. има винаги в порите на гела, тъй като тя е система дисперсната, състояща се от частици на колоидни агрегати и тяхното ниво разделени от порите пространство .. , В зависимост от състава на цимент, първоначалното количество на порьозност вода и технология гел може да бъде 28-40% от обема на гел с около ¼-1/3 на порьозност (т.е., 7 - .. 12%), отчетени от свиването на обема.

Свиване (свиване) явление е намаляване на абсолютния обем на системата (цимент + вода) по време на хидратация. Например, да разгледаме система (виж таблица 1): 3СаО · Al2O3 + 6H2O = 3СаО · Al2O3 · 6H2O.

Таблица 1. Промяна на системата на абсолютните количества C3A - вода

Абсолютното количество на реагентите - NWA и вода - е 196.97 cm3 и hydroaluminate обем - 150.11 cm3 само поради свиване на този пример е 46,86 cm 3. Тъй като свиването едва намалява обема на външната система, неговото резултат е образуването на свиването на хидратиран обем цимент. В цимент камък и бетон има вакуум под влиянието на които порите са пълни с вода или въздух, в зависимост от средата, в която на материала. Свиването на обикновен портланд цименти след 28 - 29 дни на втвърдяване е 6 - 8 литра на 100 кг цимент, т.е. в 1 куб.м. бетон в размер на 300 кг свързващо вещество / m3 се формира около 18 - .. 24 л на свиване на вътрешните пори.

Всяка минерална свиване цимент характеристика; започва след смесване с вода и достига максимум при пълна хидратация.

Фигура 1. Намаляване на абсолютния обем на системите за закаляване "клинкер минерална - вода" (100 мл на грам от минерална)

Фигура 1 в сравнение свиване получена по време на хидратация основната клинкерни минерали. Най-голямото свиване се случва, когато хидратирана трикалциев алуминат (23.79%), тя може да бъде причина за вътрешни напрежения в циментовата камък. Дихидрат гипс да се добави по време на клинкер смилане, привежда свиване от химическа реакция на образуване на етрингит NWA, гипс и вода (вж. По-горе) свиване е само 6.14%.

Фигура 2. Опростен модел на CSH гел (от Kondo и Daimon):

1 - гел на частиците; 2, 4 - тесен проход; 3 - време между частиците на гел; време intracrystallite му - 5; 6 - mezhdusloevaya вода; 7 - че е време да интеркристална

Фигура 2 показва опростен модел на CSH гел. порестата структура на гел, като най-важните продукти на хидратация цимент, има влияние върху механичните свойства, пропускливост и студена съпротивлението на замазка; По този начин е необходимо да се помисли за специалните физичните свойства на порите на гела, поради малкия им размер.

Порите на гела може да бъде от няколко ангстрьома до 1000 А, следователно, свойствата на етикетиране, те представляват микропорест. Вода запълване на порите на гела (съкратено "гел вода") има твърда фаза адсорбция връзка, тъй като водата мултимолекулни адсорбция слой (за В. V. Deryaginu) има дебелина от 0,15 микрона.

Вода гел замръзва при ниска температура (съгласно някои - 78 ° С) и не преминава в лед при най-тежките студове и следователно порите на гела не засягат мразоустойчивост на циментовия камък и бетон. Вода адсорбирано в порите, намалява живо сечение и без това малко на порите в гела, така че вода пропускливостта на цимент гел е твърде малък.

Част от смесване на водата, не е подходящо в порите на гела, гелът е окачена и форми капилярните пори.

порите на капилярните имат голям ефективен диаметър (над 1000 А) и достъпни за вода при нормални условия на насищане. Ако обширни капилярните пори проникващи цимент камък, бетон е с лошо студоустойчивост и висока пропускливост, слабо се съпротивлява на химическа атака, и не предпазва надеждно стоманена армировка.

Водата е активен елемент от конструкцията на цимент камък, участващи в образуването на хидрат съединения до образуването на пори. Порьозността на цимент паста зависи не само от първоначалното съотношение вода-цимент, но и на форми на вода поради твърдата фаза.

Съгласно класификацията P. A. Rebindera, изградени на принципа на свързване енергоемкостта на всички форми на комуникация на вода в циментовия камък могат да бъдат разделени в три групи.

химичната връзка е най-силният. Химически свързана вода се отстранява по време на изпичане, така че това се нарича "неизпаряеми" вода. Количеството на химически свързана вода W обикновено се изразява в% от теглото или фракции tsementa.Fiziko-химична връзка е характерно за адсорбция свързан вода присъстват в порите на гела цимент; тази връзка е прекъсната, когато се суши.

Физични и механична връзка - в този случай резултатите от капилярна налягането в задържане на вода в капилярните порите на цимент камък. Адсорбция и капилярна свързан вода се отстранява при сушене, също наречена "изпарява". .. Брой изпарява, т.е., не химически свързаната вода се определя чрез използване като изсушаващ агент, при температура на ледена - 78 ° С Загуба при накаляване на изсушения пробата се определя цимент камък химически свързани (неизпаряеми) вода.

Цимент камък. в минерално лепило, закрепване зърно агрегат трябва да притежава достатъчна вътрешна якост и адхезия, т. е. добро блокировка (обединяват) с зърна агрегат. Тези качества на цимент паста зависи от качеството и броя на лезии, вид и размер на порите.

неоплазми качество цимент камък се определя от техния състав и финес. Брой на туморите в пряка зависимост от степента на хидратация на цимента α е числено равно на съотношението на взаимодейства част на цимента с вода до общо тегло на цимента. Степента на хидратация може да се определи чрез количествен метод рентгеново или съдържанието на свързана вода W, не се изпарява по време на сушенето.

Количеството на свързания вода при пълна хидратация на портланд W макс може да варира от 0,25 до 0,3 (от теглото на цимента); когато W макс = 0.25, α = W = 4W или 0,25α.Sledovatelno ако в 28-дневна възраст цимент свързан 15% вода (на базата на теглото на цимента), след това α = 4 х 0,15 = 0,6 .Това означава, че в цимент бетон със скорост на потока от 300 кг / m³ до 180 кг на свързващо вещество (60%) от нереагирал вода и 120 кг (40%) все още остава под формата на клинкер фонд. Обикновено, α може да варира от 0 до 1 (при пълна хидратация на цимент).

Степента на хидратация е от голямо техническо и икономическо значение. Чрез увеличаване на степента на хидратация на цимент е увеличено количество неоплазми намалява замазка порьозност и порите подобрено качество. Това увеличава силата и издръжливостта на бетона. Поради това е необходимо да се подобри технологията на бетон, за постигане на най-доброто използване на свързващо вещество, което се равнява на нейната икономика.

Порьозността на цимент паста обикновено се състои от P Pg гел, капилярна SCCR и Air порьозност въздух P:

Порьозността се изчислява въз основа на обема на цимент камък Vtsk равен на сумата от обема на смесване на вода и абсолютен обем на зърна цимент: Vtsk = (B / ρv) + (С \ ρts), където ρts и ρv съответно плътността на цимент и вода zatvoreniya.Priem = ρv 1, пренебрегвайки промяната на температурата на плътността на смесване с вода, след това

Порьозността на гела е пряко пропорционална на количеството на взаимодейства цимент, което е равно на αTs така

Pg = ℜ [(αρts) / (1 + ρts / C]. Въз основа на изследвания ℜ коефициент физикохимични = 0.29, където m = 0.29 [(αρts) / (1 + ρts / C] .В формулите за изчисляване на порьозността на α, B / C, ρts, ℜ и W- са относителни цимент безразмерна velichiny.ρts плътност, взети по отношение на плътността на водата равно на 1. W-количество вода химически свързани цимент кг, разделен до 1 кг цимент.

Коефициент ℜ = Pg, когато [(αρts) / (1 + ρts / C] = 1 от порьозността на гела могат да бъдат разграничени contractional обем Pkontr, като се използва формулата .:

По този начин, порьозността на гела и contractional обем образуващ част на порьозността на гела, право пропорционална на степента на хидратация на цимента. "Излишък" вода не се поберат в порите на гела цимент е разположена между частиците на гел и агрегати форми капилярните пори.

Капилярна poristostPkap определя, като се вземе предвид факта, че цимент гела химически свързва адсорбция и приблизително същото количество вода (25% от теглото на цимента), т.е. количеството на излишната вода, която образува капилярните пори, ще бъде:

N капачка = [(B / D-0,5α) ρts] \ 1 + ρts / C

Формулата показва, че цимент камък без капилярните пори, получени в (Б / D - 0,5 α) ρts = 0, т.е., когато W / с = 0,5 и а = 1, което е възможно само с много дълго втвърдяване .. цимент в благоприятни условия. В действителност, при въвеждане на растението в експлоатация степента на хидратация е по-малко от 0.6-0.8 за тези стойности на α минимум капилярна порьозност постига с W / C<0,4.

Общата порьозност на гъсто посочено цимент камък (когато Pvozd = 0) е сумата от порьозността на гела и капилярна:

P = Общо [B, C-0,21α) ρts] / 1 + ρts / С Замазка коефициент порьозност характеризира степента на запълване на обема на твърдо вещество е равно ℜtsk = 1 Pobsch.

Заместването Pobsch от предходните претенции. получаване ℜtsk = (1 + 0,21αρts) / (1 + ρts W / С) до зависимост ℜtsk = ƒ на (w / с, α) е показан на фигура 3.

Фигура 3. Зависимостта на съотношението на плътността на замазка от B / D и α:

1 ℜtsk = 0.9; 2-ℜtsk = 0.8; 3 ℜtsk = 0.7; 4-ℜtsk = 0.6; 5-ℜtsk = 0,5; 6 ℜtsk = 0.4.

Порьозността на цимент паста се редуцира и неговите увеличава плътността с намаляване на първоначалната / D и увеличаване на степента на хидратация на цимента. На първо място, след смесване с вода цимент в цимент паста само ще капилярните пори и техния обем, равен на обема на смесване на вода, така Pobsch = P капачка = (ρts / C) / (1 + ρts / C).

По време на хидратиране на цимента камък обща порьозност се намалява с размер, в зависимост от степента на хидратация:

Pobsch = (ρts / C) / (1 + ρts / C) - (0,21αρts) / (1 + ρts W / C) = ρts (B / D-0,21α) / (1 + ρts I / C).

Въпреки капилярна порьозност намалява по-бързо от общата порьозност. Това явление е изключително важно за подобряване на порьозността на циментова матрица и защото капилярните пори са запълнени с циментов гел. След плътността на клинкер зърно - 3.15 гр / cm3 и насипната плътност на гела (взети заедно с порите на гела) - около 1.6 - 1.8 гр / cm3, следователно цимент зърно след хидратиране заема обем два пъти повече.

Благодарение на пълненето на капилярната пространство на тумори не само намалява общата порьозност, но вместо големи капилярните пори с фините порите на гела по-благоприятно за свойства на цимент камък.