Твердение портландцемента.

Подготовительный период. В нем происходит гидролиз клинкерных материалов, в результате чего образуются гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция.

2(ЗСаО • SiO₂) + 6Н₂О = ЗСаО • 2SiO₂. ЗН₂О + 3Ca(OH)₂

2(2СаО • SiO₂) + 4Н₂О = ЗСаО • 2SiO₂. ЗН₂О + Ca(OH)₂

ЗСаО*А1₂О₃ + 6Н₂О = ЗСаО*А1О₃*6Н₂О

4СаО*А1₂О₃*Fe₂O₃ + mН₂О = ЗСаО*А1О₃*6Н₂О + CaO*Fe₂O₃*nH2O

ЗСаО*А1₂О₃ + 3(CaSO₄*2Н₂О) + 26Н₂О = ЗСаО*А1О₃*3CaSO₄*32Н₂О (гидросульфоалюминат кальция, эттрингит)

Период коллоидации. В нем происходит образование пересыщенного раствора по отношению к продуктам реакции, здесь же образуются студнеобразные соединения в виде геля. Происходит схватывание цемента. Внешне это выражается в виде загустевания цементного теста.

Период кристаллизации. В нем образуются зародыши кристаллов, вокруг которых постепенно происходит нарастание других кристаллов, которые пронизывают друг друга, и образуется кристаллический сросток. Цементное тесто полностью превращается в плотное, прочное камнеподобное тело (цементный камень).

21. Основные строительно-технические свойства портландцемента (водопотребность, сроки схватывания, активность и марки, водостойкость и др.).

Марки портландцемента и их определение.

Прочность портландцемента характеризуется пределами прочности цементного камня при сжатии и изгибе.

Марку цемента устанавливают по показателям предела прочности при изги­бе образцов бетонных балочек размером 40x40x160 мм и при сжа­тии их половинок.

R_сж = P/F (МПа) F=25см²

Образцы изготовляют из пластичной цементно-песчаной смеси в соотношении Ц:П=1:3 (по массе) в В/Ц=0,4 и испытывают на 28 сутки нормального твердения. Первые сутки после изготовления эти балочки находятся в формах и накрыты влажной тканью. Через сутки их вынимают и кладут в камеру нормального твердения (t°=20±2 °С, влажность 95-100%).

Предел прочности при сжатии в возрасте 28 сут называют активностью цемента.

Для приготовления образцов применяют чистый квар­цевый песок постоянного зернового и химического состава, что поз­воляет исключить влияние его качества на прочность цемента и полу­чать сравнимые результаты.

Марки портландцемента – 400, 500, 550, 600 кгс/см²

ОБТЦ – 600, 700 кгс/см²

22. Коррозия цемента и меры защиты от коррозии.

Коррозия портландцемента и меры борьбы с ней.

1)Выщелачивание (вымывание) Са(ОН)₂ Происходит под действием пресной воды. Там, где был Са(ОН)₂ образуются пустоты или поры => уменьшается прочность изделия и происходит разрушение.

Пре­дохраняет от данного вида коррозии защитная корка из углекислого кальция, образующаяся на поверхности бетона в результате реакции между гидроокисью кальция и углекислотой воздуха:

Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃ + Н₂О

Или применять портландцемент с активными минеральными добавками:

Са(ОН)₂+ SiO₂ + nН₂О = СаО • SiO₂ • nН₂О

Коррозия в результате обменных реакций. Возможна, когда бетон находится в морской воде или углекислой среде. При этом химические элементы, содержащиеся в воде, вступают в обменные реакции с соединениями, содержащимися в цементном камне. При этом образуются продукты, которые либо легко растворяются и уносятся, либо выделяются в виде аморфной массы, не обладающей связующими свойствами. Увеличи­вается пористость цементного камня => снижается его прочность.

Сульфатная коррозия. Взаимодействие растворенного в воде гипса с трехкальциевым гидроалюминатом. При этом обра­зуется труднорастворимый гидросульфоалюминат кальция (эттрингит), который при кристалли­зации поглощает большое количество воды и увеличивается в объеме примерно в 2,5 раза, что разрушающе действует на цементный камень.

Исключить или ослабить влияние коррозионных процессов можно применением цементов из клинкера определен­ного минералогического состава (пониженное содержание алюминатов кальция) и активных минеральных доба­вок (шлакопортланцемент). К конструктивным мерам относят устройство гидроизоляции, во­доотводов и дренажей.

23. Быстротвердеющий и высокопрочный портландцемент. Состав, свойства и области применения.