При смешивании портландцемента с водой, составляющие его минералы гидратируют с образованием новым кристаллических соединений, обуславливающих схватывание и твердение цементного теста. Состав новообразований зависит от минералогического состава цемента, влажности и температуры окружающей среды. Так алит гидратирует с образованием кристаллическим гидросиликатов кальция и гидрооксида кальция — Са(ОН) 2 — СН, обеспечивающих начальную прочность и стойкость цементного камня.
Определенная концентрация Са(ОН) 2 в растворе не только обеспечивает стабильность образованным в результате гидратации соединениям, но и коррозионную стойкость стальной арматуры, применяемой при получении железобетона. Гидратация белита протекает постепенно на протяжении всех 28 суток с образованием ГСК.
Наиболее активен по отношению к воде — трехкальциевый алюминат. Именно этот минерал влияет на сроки схватывания цемента. Продукты его гидратации представляют собой крупнокристаллические нестабильные соединения, снижающие морозостойкость, коррозионную стойкость цементного камня. Гидратация четырехкальциевого алюмоферрита протекает аналогично двухкальциевому силикату.
Все реакции гидратации сопровождаются выделением тепла. По экзотермическому эффекту минералы портландцемента располагаются в следующей последовательности: С3А — C3S — C4AF — C2S. В результате частичного перехода воды при гидратации в химически связанное состояние, а также ее испарения из смеси, происходит усадка цементного камня, которая приводит к формированию пористой структуры. Причем, чем больше водовяжущее, в данном случае водоцементное, отношение, тем пористость будет больше, а прочность соответственно меньше.
Кроме пор, образованных за счет испарения «лишней», неучаствующей в реакциях, воды, так называемых открытых капиллярных, в цементном камне имеются замкнутые поры, заполненные воздухом, который попадает в цементное тесто при его приготовлении. Структура цементного камня оказывает определяющее влияние на такие свойства как водонепроницаемость, воздухостойкость, морозостойкость.
Если циклы высыхания и увлажнения, сопровождающиеся усадкой и набуханием цементного камня, повторяются, то это приводит к накоплению остаточным деформаций, появлению трещин и, как следствие, снижению прочности. Для исключения этих процессов, необходимо снизить В/Ц и обеспечить заданный температурно-влажностный режим твердения. К недостаткам цементного камня относится также ползучесть, которая проявляется в увеличении деформаций под влиянием длительно действующих не увеличивающихся по величине нагрузок.
Популярные материалы:
Материалы по теме:
