Гидратация силикатов и алюминатов

Схватывание и твердение портландцемента — сложный физико-химический процесс. Содержащиеся в цементе силикаты, алюминаты и ферриты при замешивании с водой подвергаются процессам гидратации (присоединения воды) и гидролизу с образованием высокопрочных кристаллов. Реакция гидратации характеризуется тем, что происходит присоединение воды без распада основ юго вещества, например [c.160]

В монографии рассмотрены современные представления о природе твердения вяжущих веществ, включая вопросы состава тампонажных растворов, стехиометрии продуктов гидратации портландцемента, физико-химических основ процессов формирования дисперсных структур вяжущих веществ. Особое место занимают исследования механизма процессов структурообразования в дисперсиях минеральных вяжущих — трехкальциевого силиката, трехкальциевого алюмината, трехкальциевого алюмината в присутствии гипса и наполнителя, тампонажных цементных дисперсий. [c.6]

Твердение гидравлической извести вызывается процессами гидратации силикатов и алюминатов кальция (эти соединения обусловливают гидравлические свойства вяжущего вещества), а также описанными [c.176]

Н , 502- ускоряется гидратация гипса, трехкальциевого силиката и трехкальциевого алюмината. О том, что такое поглощение имеет место, помимо приведенных ранее данных, свидетельствует отставание роста величины pH во времени в глино-цементных смесях и смесях Сд5 с палыгорскитом по сравнению с исходными дисперсиями вяжущих — первые моменты гидратации (рис. 62). [c.143]

Схватывание и твердение романцемента основано на гидратации силикатов, алюминатов и ферритов кальция, а также MgO. В соответствии со стандартом (ГОСТ 2542—44) начало схватывания — 15 мин, а конец — не позднее 24 час после затворения. Такой большой интервал схватывания обусловливается слишком большой неоднородностью состава романцемента. [c.113]

Иногда доменные шлаки содержат повышенное количество MgO, концентрация которой ограничена в клинкере ГОСТом, Такое ограничение связано с тем, что часть MgO входит в состав силикатов, алюминатов и алюмоферритов кальция (твердые растворы), а часть присутствует в виде минерала периклаза, Периклаз, получаемый кристаллизацией из расплава, медленно гидратируется, При гидратации MgO, как и СаО, объем продуктов гидратации превышает объем исходных минералов. При твердении цемента в результате слишком медленной гидратации MgO может наблюдаться непостоянство объема и в изделии могут возникать внутрен- [c.121]

Схватывание и твердение портландцемента — сложный физико-химический процесс. Содержащиеся в цементе силикаты, алюминаты и ферриты кальция при замешивании с водой подвергаются процессам гидратации (присоединение воды) и гидролизу с образованием высокопрочных кристаллов. [c.145]

Со стороны самого люминофора для правильной оценки его рабочих свойств необходимо учитывать величину проводимости, динатронные свойства и физико-химическую стойкость. Динатронная характеристика (вместе с проводимостью) определяет потенциал экрана при электронной бомбардировке. Количественным показателем её служит кривая динатронного коэффициента (отношение числа вторичных к числу первичных электронов) в функции ускоряющего напряжения. Под стойкостью фосфора понимают его способность противостоять электронной и ионной бомбардировке, а также влиянию тех агентов, которые действуют на люминофор при изготовлении экрана или при вакуумной обработке трубки. Для количественной оценки стойкости может служить величина предельной нагрузки, которую способен длительно выдерживать люминофор без следов необратимого выгорания экрана. Стойкость к измельчению, окислению, гидратации или нагреву с трудом поддаётся количественной оценке. С этой точки зрения люминофоры делятся просто на группу стойких (силикаты, алюминаты) и нестойких (сульфиды, селениды). Деление, конечно, чисто условное и оправдывает себя только в производственной практике. [c.28]

Цементный камень затвердевшего портландцемента сложен веществами, обладающими определенной химической активностью и склонными к различным химическим реакциям с окружающей средой. Так как по своему характеру продукты гидратации минералов, портлаидцемента представляют собой водные силикаты, алюминаты и ферриты кальция, а также гидроксид кальция, то в целом вещество цементного камня является щелочным по характеру. Большинство соединений в цементном камне устойчиво существуют при значения pH>11 и в присутствии определенной концентрации ионов Са2+. При отсутствии химически агрессивной среды необходимое значение pH и концентрации иоиов Са + обеспечивается существованием в порах цементного камня и у его поверхности (если он находится в воде) насыщенного раствора Са(0Н)2, образующегося в результате растворения небольшой части гидроксида кальция, который выделяется при гидролизе клинкерных минералов. [c.124]

Гидратация цементного порошка. Добавленная к цементному порошку вода быстро обогащается щелочами и известью, получающимися в результате гидролиза соответствующих клинкерных соединений, а также гипсом. Поэтому все последующие процессы происходят в среде, богатой указанными компонентами. Содержание гипса довольно быстро падает в силу связывания его в трудно растворимый гидросульфоалюминат кальция. Наоборот, концентрация извести, как это было показано А. А. Байковым, в ближайшие после затворения часы достигает значения, превышающего нормальную растворимость Са(0Н)2, и сохраняет такое значение длительное время. Последнее обстоятельство предопределяет ход химических реакций при гидратации двухкальциевого силиката, алюминатов кальция и алюмоферритов кальция, способствуя получению гидратированных продуктов с более высокой основностью. [c.447]

Михаэлис, выдвинувший в 1893 г. так называемую коллоидную теорию, не отрицал образования при твердении портландцемента кристаллических продуктов, но не придавал им существенного значения, считая их образование побочным, второстепенным явлением, часто даже вредным. Основное значение в формировании прочности, водонепроницаемости и других ценных свойств цементного камня Михаэлис приписывал возникающим при твердении гидрогелям силикатов, алюминатов и ферритов кальция. По мере вовлечения в процесс гидратации все большего количества исходного материала гидрогели приобретают более высокую плотность и значительную цементирующую способность. Уменьшение относительного содержания воды в гидрогелях и прогрессирующее повышение их плотности при твердении портландцемента под водой Михаэлис объяснял ч<внутренним отсасыванием — тем, что внутренние, более глубоко лежащие слои цементных зерен, гидратируясь, отбирают избыточную воду от покрывающего их гидрогеля. При твердении на воздухе обезвоживание гидрогелей происходит также путем испарения свободной воды. [c.450]

Этот силикатный цемент относится к группе гидравлических вяжущих составов, способных после смешивания с водой превращаться в твердое тело — цементный камень. При твердении портландцемента протекают сложные процессы гидролиза и гидратации продуктов обжига, состоящих из силикатов, алюминатов и др. [c.394]

Цемент представляет собой зеленовато-серый порошок, состоя щий в основном из смеси различных силикатов и алюминатов кальция. Будучи замешан с водой, он дает отвердевающую массу. Ее переход из тестообразного в твердое состояние носит название схватывания и осуществляется обычно в течение нескольких часов. С химической сторо ны схватывание цемента обусловлено главным образом гидратацией его составных частей. [c.390]

Силикатные цементы синтезируют обжигом (при 1400—1600 С) до спекания тонкоизмельченной смеси известняка и богатой 8102 глины. При этом частично разрушаются связи 81—0—81 и А1—О—А1, образуются относительно простые по структуре силикаты и алюминаты кальция и выделяется СОг- Тонко измельченный цементный клинкер, будучи замешан с водой в тестообразную массу, постепенно твердеет. Этот переход (схватывание цемента) обусловливается сложными процессами гидратации и поликонденсации составных частей клинкера, приводящими к образованию силикатов и алюминатов кальция. [c.525]

Для применения цементов в строительной практике и в промышленности необходимо знать поведение отдельных компонентов цемента при затворении его водой. Вяжущие свойства цементов основаны на способности силикатов и алюминатов кальция при взаимодействии с водой присоединять ее путем гидратации или гидролиза с последующим образованием высокопрочных кристаллов. [c.361]

Адамович [37] изучал кристаллообразование при гидратации алюмината и силикатов кальция в присутствии добавок по- [c.178]

Цементы, представляющие смесь силикатов и алюминантов кальция, относятся к вяжущим материалам. В зависимости от относительного содержания в них 5102 и АЬОз различают силикатный (портландцемент) и алюминат-н ы й (глиноземистый) цемент. Силикатные цементы получают обжигом (до спекания) смеси глины (богатой 5102) с известняком, в результате чего из сложных алюмосилоксановых цепей получают более простые силоксановые и алюмоксано--вые (А1—О—А1) цепи. Измельченный цемент (клинкер), смешанный с песком и водой 8 тестообразную массу, постепенно твердеет из-за гидратации и поликон-денсацни силикатов и алюминатов. Этот процесс описывается следующими уравнениями реакций [c.284]

Взаимодействие всех минералов, содержащихся в зерне цемента, с водой начинается мгновенно и одновременно, однако преобладает гидратация алюминатной и ферритной фаз и их взаимодействие с гипсом. По крайней мере часть образовавшихся продуктов гидратации откладывается на поверхности клинкерных зерен. Оболочки из сульфоалюмината кальция, который образуется на глиноземсодержащих участках поверхности, и гидраты силикатов кальция первоначально состоят из частиц коллоидных размеров и замедляют дальнейшую гидратацию. Позднее гель, окружающий частицы, становится все более гомогенным. Гидратация силикатов в цементе первоначально замедляется защитными оболочками сильнее, чем алюминатов, однако спустя несколько часов образование гидросиликатов резко усиливается и обеспечивает схватывание и твердение цемента. Дальнейшая гидратация регулируется диффузией. Относительно вклада индивидуальных гидратных фаз в структурномеханические характеристики развивающейся в цементном тесте структуры до сих пор известно немного, прежде всего потому, что отсутствуют комплексные исследования гидратации и кинетики формирования структуры в суспензии, состоящей из взвешенных частиц цемента в воде и постепенно переходящей из пластичного в полутвердое состояние. Особенно скудны сведения о раннем периоде структурообразования, в течение которого большинство исследователей не уловило заметных изменений структурно-механических свойств дисперсии вплоть до наступления схватывания цементного теста. Это подробно обсуждалось в предыдущей главе. Применение ультразвуковых методов исследования также не позволило вы- [c.104]

Пластификация цементов и бетонов. Цемент представляет собой синтетическую систему, содержащую в разных соотношениях силикаты кальция — Са23104 (индекс СгЗ) Саз3105 (индекс Сз5) и алюминаты — трехкальциевый — СазАЬОв (индекс СзА) и монокальциевый (индекс СА). В ряде случаев вводятся соединения железа. При смешении цемента с водой образуется пульпа, обладающая периодической коллоидной структурой. В процессе протекающей на поверхности частиц цемента реакции гидратации в жидкой фазе накапливаются гидроксиды кальция, алюминия и кремния. Это приводит к переходу жидкой фазы в состояние геля. Между гелеобразными слоями возникают прочные связи, с помощью которых гидратированные цементные частицы образуют монолит. [c.318]

Исследование процессов кристаллизационного структурообразования в суспензиях Р-СгЗ и Сз5 за более длительные сроки [64] показало, что нарастание прочности в исследованных суспензиях происходит неравномерно, как бы в два этапа, наблюдаемых в суспензиях, сильно разбавленных по отношению к вяжущему и сглаженных в пастах чистых минералов. Замедление в нарастании прочности или даже ее спад в условиях непрерывной гидратации исходного вяжущего можно объяснить только исходя из предположения, что в процессе гидратации силикатов, так же как и в случае алюминатов кальция, возникают метастабильные гидраты, которые 1В соответствии с низкой растворимостью гидросиликата будут очень медленно переходить в стабильное соединение. Предположение об образовании метастабильных продуктов гидратации силикатов кальция в условиях концентрированных суспензий подтверждается последними работами Брунауера. Показано, что кинетика гидратации в исследованных суспензиях практически не отличается от кинетики гидратации в пастах, изученных в упо1Мянутых работах. Сопоставление прочности в структурах суспензий р-СаЗ и СзЗ со степенью гидратации показывает, что в период кристаллизации метастабильных гидросиликатов в суспензиях возникают структуры твердения с очень низким значением прочности. Основной рост прочности наблюдается в период кристаллизации стабильного гидросиликата кальция. Доля силиката, гидратирующегося с образованием ста- [c.359]

Проведенные исследования показали, что только в концентрированных растворах хлористого кальция (>3 н.), где реакция трехкальциевого алюмината с гипсом настолько ускоряется, что процесс образования сульфоалюмината завершается в начале процесса гидратации трехкальциевого силиката, после окончания образования сульфоалюмината за счет дальнейшего силикатного Т1вердения происходит залечивание разрушенной структуры гидросиликатов и она повышает свою прочность. При малых и средних концентрациях растворов хлористого кальция, когда сульфоалюминат образуется в период наиболее интенсивного твердения и гидратации силикатов, происходит полное разрушение структур твердения гидросиликатов кальция. [c.365]

Если., добатть,. гипс илиалебастр - (полугидрат, см. ниже) и смешать с водой, в результате взаимодействия сульфатных ионов с трехкальциевым алюминатом сразу же произойдет образование гидросульфоалюмина-та кальция. Поскольку эта соль практически нерастворима, она осаждается и связывает большук) часть трехкальциевого алюмината, который, как известно, ускоряет реакцию схватывания. Лишь после того как весь сульфат прореагирует, гидратация силикатов и алюминатов кальция пойдет совершенно обычным путем, и постепенный ход процесса твердения даст возможность получить высокую механическую прочность продуктов. [c.817]

Портланд-цементы, обработанные в автоклаве при температуре 125—175°С, дольше не вступают в реакции с сульфатными растворами . Торвальдсон и Воло-хов нашли, что вредного влияния взаимодействия трехкальциевого алюмината с сульфатом можно избежать путем предварительной гидратации основных клинкерных минералов. Если трехкальциевый алюминат превращается в устойчивый геисагидрат и во время обработки паром вся свободная известь вступает в реакцию с кремнеземом, то стойкость к действию морокой воды намного увеличивается. Гидратация силикатов имеет [c.825]

В статье изложены результаты исследований, характеризующие кристаллохимические особенности цементных минералов и их твердых растворов, а именно изоморфизм в цементных минералах — силикатах, алюминатах, алюмоферритах, полиморфные превращения их, дефектность структур твердых растворов. Представлены также данные по кинетике образования и превращений минералов в условиях спекания портландцементного клинкера и их гидратации. Особое внимание уделено процессам растворения минералов в расплаве, кристаллизации жидкой фазы клинкера при охлаждении, взаимодействию алюминатов кальция (СаО-А1гОз, 12СаО-ТлиОз) с водой на ранней стадии гидратации. Установленные зависимости по механизму изученных процессов представлены в виде кинетических уравнений. Библ. — И назв. [c.313]

Гидратированные алюминаты кальция. Аналогичные явления наблюдаются и при гидратации трехкальциевого алюмината-Электронные микрофотографии этого гидрата, приведенные на рис. 7, показывают, что этот гидрат имеет частицы пластинчатой формы массивные по сравнению с частицам.и гидрата двух-кальци 1Вого силиката. Такая кристаллизация является наиболее распространенной формой. Сцеиление этих кристаллов друг с другом имеет меньшую силу, почему и прочность твердеющего трехкальциевого алюмината сравнительно невапика. Одяако, следует отметить, что наряду с такой формой кристаллов гидрата трехкальциевого алюмината наблюдается кристаллизация и другого типа, показанная на рис. 7. В этом случае кристаллы имеют вид столбиков и реек. Проникновение воды внутрь кристаллического оростка трехкальциевого алюмината происходит так же, как и внутрь трехкальциевого или двухкальциевого силикатов, но, с исключительно большой быстротой. Разрушение или распад гидратированного трехкальциевого алюмината происходит также очень быстро, давая большое количество кристаллов и ускоряя схватывание цемента. [c.193]

Скорость гидратации "зависит от многих условий, из которых главными являются химический состав и размеры зерен силикатных минералов, образующих цементныйТклинкер. Лучше всего поддается гидратации трехкальциевый алюминат, а затем трехкальциевый силикат. С повышением температуры ускоряется процесс гидратации и твердения. [c.65]

Положить в основу прогнозирования проявления вяжущих свойств у гидратационных вяжущих веществ закономерности растворимости пока не удается, так как неясны сами закономерности растворимости. Однако некоторые соображения следует привести. Несомненный интерес имеют представления Н. В. Белова [14] о том, что группы 0Н защищают растущий кристалл от резорбции, ог растворени . Возможно поэтому проявление вяжущих свойств так часто связано с гидратацией. Правомерность такой трактовки подчеркивается существованием связи между энергией кристаллической решетки И энергией гидратации вещества. Причем чем больше разность этих значений, тем меньше растворимость вещества. На возможность выявления глубоких зависимостей в этом плане, указывает также то, что закономерности изменения потенциалов ионизации в водных растворах солей щелочнозе>1ельных металлов II группы-полностью совпадают с наблюдающимися закономерностями проявления. вяжущих свойств у силикатов, алюминатов, ферритов этих-металлов. Потенциалы ионизации для Ве, 2п, Сс1, Нд — высокие (не проявляются вяжущие свойства) для Са, Зг, Ва низкие-(наблюдается проявление вяжущих свойств) Мд — занимает промежуточное положение. [c.55]

Общепринято характеризовать и сопоставлять растворимость безводных и гидратированных силикатов, исходя из суммарного содержания SiOg в растворе. Однако при исследовании механизма возникновения пересыщенных растворов в процессе гидратации вяжущих веществ (силикаты и алюминаты кальция), в состав которых входят гидролизующиеся анионы, целесообразно уточнить понятие растворимости, отличая истинную растворимость вещества. Растворимость характеризует содержащиеся в жидкой фазе продукты различной степени гидролиза. [c.230]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология