ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энергетические основы процессов гидратации вяжущих вед ществ из "Термодинамика силикатов" Результаты расчетов для основных видов мономинеральных вяжущих и клинкерных минералов приведены в табл. 74. [c.203] Как видно из табл. 74, выигрыш в энергии в расчете на 1 связь для окиси кальция составляет 13,05 ккал связь Са—О. [c.204] Вполне естественно, что при создании кинетических условий, которые обеспечили бы соответствующую энергию активации в извести, немедленно произойдет соответствующая перестройка, обеспечивающая более низкий уровень свободной энергии системы. [c.204] Поскольку к вяжущим относятся вещества, способные затвердевать в камневидное тело, вяжущее должно обеспечить не только получение своей гидратной формы, устойчивой в воде, но и прочного сростка из этих гидратов. Поэтому создание пересыщений в водных растворах при твердении является необходимым условием принадлежности данного соединения к вяжущим веществам. [c.205] Иногда в обычных условиях данное соединение не дает пересыщения, а в гидротермальных условиях или за счет введения добавок, или тонкого помола оно может быть обеспечено, поэтому при определении понятия вяжущего необходим учет условий твердения. Для большинства вяжущих процесс твердения термодинамически возможен при нормальных условиях (Г = 25°С и р=1 атм). [c.205] Термодинамическая неустойчивость и потенциальные возможности в присутствии воды переходить в устойчивые гидратные формы не могут служить достаточным обоснованием наличия вяжущих свойств, ибо реальный процесс их твердения, т. е. процесс образования из порошкообразного материала в присутствии воды или электролитов прочного камневидного тела, зависит от целого ряда факторов преодоления внутренних сопротивлений в системе, кристаллохимических ъ физических особенностей образующихся гидратов и характера их срастания между собой, что определяется пересыщением и т. д. [c.205] Отсюда можно заключить, что для выяснения наличия вяжущих свойств у различных неорганических соединений необходимо знать следующее. [c.205] Экономичность использования вяжущих для промышленных целей зависит от скорости процесса твердения, которая в свою очередь зависит от температуры, физического состояния реагирующих веществ, катализаторов и т. д. [c.206] Поэтому во всех случаях параллельно с получением энергетических характеристик процесса необходимо учитывать и его кинетику в соответствующих условиях и знать механизм процесса твердения. [c.206] Процесс твердения вяжущего можно условно разделить на этап взаимодействия его с водой (гидролиз и создание пересыщения) и этап образования кристаллического сростка (кристаллизация и образование контактов). [c.206] Термодинамически гидратация вяжущих может проходить как в твердой фазе, так и через раствор, так как суммарная энергия процесса не зависит от его пути. Но образование гидратов непосредственно из твердой фазы безводного вяжущего не может обеспечить получение термодинамически устойчивых гидратных форм, и они, имея некоторый запас свободной энергии, все равно будут перекачаны через раствор в более устойчивые, хорошо образованные гидраты, но только за более длительный период и в условиях ничтожного пересыщения, что не обеспечит получения прочных сростков. [c.206] Совершенно иная картина получается, если допустить гидратацию вяжущих через раствор. Растворимость при данных условиях будет определяться энергией кристаллической решетки ИСХОДНЫХ вяжущих и свойствами растворителя. Энергетическая выгодность, определяющая кинетику процесса, видна из того, что энергия активации реакций между насыщенными молекулами составляет несколько десятков килокалорий на моль, а между ионами практически близка к нулю. Следует также учесть, что полного насыщения раствора по отношению к безводному вяжущему практически не бывает, так как гораздо раньше достигается произведение растворимости ионов, образующих их гидратные формы, и процесс всегда сдвинут в сторону их образования. [c.206] Поэтому в данном случае кинетические факторы определяют преимущественное развитие процесса через раствор, что и было экспериментально подтверждено работами В. Б. Ратинова. [c.206] Для энергетического анализа процессов твердения необходимо знать схемы растворения и гидролиза безводных форм вяжущих и схемы кристаллизации их гидратных форм. [c.206] Клинкерные минералы портландского и глиноземистого цемента по своей химической природе являются кальциевыми солями очень слабых кислот кремневой, алюминиевой и железной, сильно гидролизующихся в воде. [c.206] Процесс гидролиза может сильно осложняться, если вяжущее не может растворяться без разложения. В связи с этим требуется установить характер растворения клинкерных минералов. [c.207] На основе литературных обобщений нами составлена табл. 76, в которой собраны данные по растворимости клинкерных минералов. [c.207] Вернуться к основной статье