Гидратация компонентов цемента

В процессе гидратации в системе цементный минерал — вода происходит существенное изменение объема основных компонентов твердеющей структуры жидкости У , цемента Кц и гидратных новообразований Уг. Их объемы могут быть определены из уравнений [c.363]

Интересно было проследить, как влияет на кинетику синтеза прочности наполнитель, который способен изменить процесс структурообразования путем поглощения ионов из жидкой фазы, тем самым ускоряя гидратацию создать дополнительное число коагуляционных контактов связать часть воды своей развитой поверхностью в мелких порах но не способного из-за отсутствия подходящих химических компонентов к сколько-нибудь заметному накоплению новообразований, обладающих вяжущими свойствами. В качестве такого наполнителя в наших опытах использован активированный уголь и палыгорскит при низкой температуре. Получены данные (табл. 10), отражающие кинетику повышения прочности образцами из чистого цемента, цемента с углем и цемента с палыгорскитом при разных температурах. В течение первых суток присутствие дисперсного наполнителя в условиях нормальных температур твердения обеспечивает более быстрое упрочнение образцов, но в дальнейшем прочность на сжатие таких образцов невелика. В связи с постепенным накоплением продуктов химического взаимодействия палыгорскита и вяжущего через несколько суток прочность образцов глино-цемента становится выше при нормальных температурах, чем у соответствующих образцов угле-цемента. [c.148]

Введение латексов (водных эмульсий полимера) в цементную смесь позволяет достичь как хорошего смешения полимерных частиц с цементным гелем, так и приемлемой степени гидратации [729, 969—971]. Таким путем удается избежать побочных реакций между мономером и компонентами цемента. Исследованы различные полимеры латексы сополимеров винилиденхлорида [237], бу-тадиен-стирольные сополимеры [237], акрилаты [969—971], эпоксидные смолы [900], а также дисперсии меламиновых смол [4]. Типичные механические свойства латексов приведены в табл. 11.2 [969—971]. [c.290]

Полимерцементные материалы относятся к композиционным вяжущим, получаемым на основе неорганической составляющей (портландцемент, глиноземистый цемент, гипс и др.) в сочетании с органическим компонентом [20]. В качестве органического компонента используются водорастворимые материалы (эпоксидные, карбамидные и фура-новые смолы, производные целлюлозы и др.) и водные дисперсии полимеров (поливинилацетат, латексы, эмульсии кремнийорганических полимеров). Применяются также мономерные и олигомерные соединения, которые полимеризуются при гидратации вяжущего материала под действием отвер-дителей и инициаторов, температуры, рН-среды и т. п. Полимерный компонент вводится либо в воду затворения, а затем используется при приготовлении растворной или бетонной смеси, либо вводится в виде порошкообразного компонента в состав сухой смеси на основе вяжущего вещества, а затем при затворении растворной или бетонной смеси водой диспергируется в водной среде, а при твердении растворов полимеризуется [10]. Свойства получаемых материалов зависят от многих факторов вида и качества цемента, вида полимера, полимерцемент-ного отношения (П/Ц), водоцементного отношения (В/Ц) и др. Полимерцементное отношение определяется как отношение массовой доли полимера (в расчете на сухое вещество) и цемента в композиционном вяжущем. Для полимерцементных материалов характерно отношение П/Ц > 0,2-0,4, когда полимерная фаза образует в цементном камне органическую структуру. При П/Ц = 0,2-0,25 кристаллизационно-коагуляционная структура цементного камня в местах дефектов (полы, трещины) укрепляется полимерной составляющей, что и обусловливает формирование более прочной и эластичной структуры. При П/Ц > 0,25 полимер образует непрерывную полимерную сетку. В полимерцементных композициях не наблюдается взаимодействие между органической и неорганической фазами [20]. Органические фазы взаимодействуют с гид-ратными фазами только за счет ионных и водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса. В присутствии полимерных добавок изменяется кинетика гидратации портландцемента, причем с ростом П/Ц наблюдается замедление скорости взаимодействия цемента с водой. [c.295]

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]

Расширяющиеся и напрягающие цементы являются многокомпонентными, в их состав входят вяжущие вещества, обусловливающие высокую прочность цементного камня, расширяющиеся компоненты, обеспечивающие требуемые период и величину расширения, и различные добавки, участвующие в реакциях гидратации или регулирующие твердение. [c.290]

В химическом плане цементное сырье — это довольно широкий набор гидросиликатов кальция, обладающих различным кристаллическим строением. Общим свойством всех компонентов цементного клинкера в-ляется то, что после увлажнения (эту операцию называют затвор нием водой ) цемент превращается в тесто, которое твердеет и со временем приобретает механическую прочность. Процессы твердения и в данном случае, по существу, сводятся к гидратации набора компонентов цемента. Но что именно обеспечивает высокую прочность конечного продукта — бетона Трудно себе представить, что одни и те же связи с участием молекул воды в случаях гипса и цемента могут давать столь различные по прочности материалы. [c.119]

Реакции при схватывании и твердении плавленых глиноземистых цементов существенно отличаются от аналогичных реакций в портланд-цементах из-за и различного минералогического состава. Агде и Краузе наблюдали, что стекловидная фаза в глиноземистых цементах сначала разлагается водой, в результате чего образуются сферолитовые агрегаты гидроалюминатов кальция, которые покрывают корочкой зерна цемента и затем превращаются в плотный агрегат, что придает цементу его начальную механическую прочность. По мере гидратации, в которой также, вероятно, участвует фаза геленита, гидроокись кальция и гидрат окиси алюминия растворяются. Коллоидальный гидрат окиси алюминия свертывается в хлопья, цементирующие всю массу. Сильно щелочные остаточные растворы вступают в реакцию с кристаллическими компонентами, что сопровождается образованием гидроалюминатов кальция, которое по Агде и Краузе определяет конечную стадию твердения цемента. [c.834]

Исследуя, процессы гидратации расширяющегося гипсоглиноземистого цемента и составляющих его компонентов с помощью электронного микроскопа, мы наблюдали в первые минуты после затворения цемента водой тончайшие новообразования, которые постепенно превращались в центры кристаллизации, а затем уже образовывали кристаллы, видимые в световом микроскопе (рис. 6). [c.392]

В зависимости от способа введения полимера получаются материалы с различными свойствами. Отверждение цементов происходит в результате гидратации составляющих их компонентов присутствие дополнительной фазы может повлиять на процесс гидратации и привести к изменению свойств материала по сравнению со свойствами материалов, получаемых импрегнированием уже отвержденной цементной или бетонной матрицы. Так, полимеризация мономера в составе отвержденного бетона способствует увеличению модуля упругости, в том числе ири изгибе, в то время как полимерные латексы, введенные в исходные смеси, в некоторых случаях уменьшают модуль упругости. В целом материалы с лучшими свойствами получаются в результате импрегнирования мономерами отвержденных составов. [c.289]

Полимерцементное отношение ПЩ в полимербетоне принимают обычно не больше единицы. Но иногда для устройства специальных покрытий применяют полимербетоны с ПЩ>. Цемент в этом случае является уже дополнительным компонентом к полимеру технология приготовления материалов этой группы осуществляется аналогично процессу изготовления пластических бетонных смесей, особенно когда в смеси содержится воды меньше, чем требуется для полной гидратации цемента. [c.51]

Соотношение отдельных компонентов в цементе можно менять в широких пределах и в зависимости от этого, а также от наличия соответствующих добавок изменять скорость твердения цемента и физико-химические свойства полученного продукта. Основу шлаковых цементов составляет доменный шлак, содержащий различные силикаты, которые после размола в присутствии воды способны твердеть, вследствие протекания реакций гидролиза и гидратации. Это твердение идет медленно, но его можно ускорить, добавляя к шлакам различные вещества, например сульфат кальция, известь и портландцемент. [c.135]

Расширяющийся портландцемент является гидравлическим вяжущим веществом, получаемым путем совместного помола портландцементного клинкера, высокоглиноземистого шлака, гипса и активной гидравлической добавки. Содержание отдельных компонентов в смеси должно находиться в следующих пределах портландцемент—60—65%, глиноземистый шлак — 5—7%, двуводный гипс— 7—10%, гидравлическая добавка—20—25%. Портландцемент должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и более 45% gS. В качестве Добавок используется трепел, бентонит, опока и другие вещества с активностью не менее 200 лг СаО. Назначение гидравлической добавки в цементе—поглощать окись кальция, выделяющуюся при гидратации gS, и обеспечивать высокую скорость растворения алюминатов кальция и образования гидросульфоалюмината кальция. [c.536]

Первичные продукты гидратации злюминатных компонентов цемента [c.165]

Первичные продукты гидратации алю-минатных компонентов цемента Неправильные гексагональные пластинки Г ексагональные пластинки неправильной формы Гексагональные пластинки листообразные кристаллы округлые зерна [c.166]

Если ограничить возможность расширения у расширяющихся цементов, как это бывает, например, в том случае, когда нерас-ширяющийся компонент цемента успевает предварительно затвердеть и создать жесткий скелет, или когда процессы гидратации дут в жестких обжшлных формах, то увеличивающаяся в объеме твердая фаза будет заполнять имеющиеся поры. Это вызовет более резкое понижение коэффициента пористости затвердевшего расширяющегося цемента, чем обычного цемента, и повышение его водонепроницаемости. Идея получения водонепро-ницае.мых цементов основана на использовании именно этой закономерности. [c.117]

Использование кристаллогидратов — аналогов продуктов гидратации портландцемента в качестве кристаллических затравок, повышающих прочность цементов, изучалось многими исследователями. Введение в цемент кристаллических затравок, представляющих собой искусственно синтезированные кристаллогидраты [Са(ОН)2, Са504-2Н20, эттрингит ЗСаО-А Оз-ЗСа304-(31- -33) НгО, гидроалюминаты и гидросиликаты кальция], в большинстве случаев не приводило к повышению прочности цементного камня. Прочность цементного камня увеличивалась лишь в том случае, если вводимая кристаллическая затравка обладала способностью к дальнейшей гидратации и росту кристаллогидратов или могла служить механически армирующим компонентам вследствие игольчатого или длинноволокнистого габитуса ее кристаллов. [c.355]

Для установления зависимости скорости развития дисперсных структур от фазового состава новообразований и степени гидратации вяжущего в присутствии эффективных замедлителей твердения — ВК и мелассы (основным компонентом последней является сахароза) были проведены термографические исследования и определены потери веса образцов при прокаливании. На рис. 56 показаны термограммы образцов цемента и основных минералов цемента ( gS, СдА, aS04 н смеси СдА с aSOj), полученных после трехчасовой гидратации при температуре 90° С. В случае СдА, aS04 и их смеси остальные минералы клинкера заменялись тонко размолотым кварцевым песком. [c.112]

Зачастую в качестве известкового компонента применяют тампо-нажный цемент. В этом случае используется образующийся при затворении гидрат окиси кальция, Такой метод удобен при отсутствии извести или неудовлетворительном ее качестве, но эффект ингибирования при этом ниже, так как не известна фактическая добавка известкующего компонента и увеличились количества высокодисперсной фазы и вызываемая ею контактная коагуляция. Это усугубляется загущающим действием продуктов гидратации цемента — гидравли- чески активными гидросиликатами и гидроалюминатами. [c.341]

С целью экономии энергоресурсов при производстве цемента, а также в связи с необходимостью утилизации промышленных отходов, в последние годы активно развивается выпуск многокомпонентных (смешанных, композиционных) цементов [7]. Многокомпонентные цементы — это цементы, в которых часть клинкера заменена промышленными отходами и природными безобжиговыми материалами. Проявление химической активности этими материалами и их участие в гидратации цемента основано на кислотноосновном взаимодействии алюмосиликатного стекла или аморфного кремнезема с гидроксидом кальция, образующимся при гидратации цемента. В качестве компонента в составе цементов наиболее широко используются золы ТЭС (кислые и основные), основные и кислые доменные шлаки, электротермофосфорные шлаки, шлаки цветной металлургии, вулканические породы (пемза, туф, вулканический шлак), осадочные породы (трепел, опока), микрокремнезем (мелкодисперсный диоксид кремния — отход производства кремния или кремниевых сплавов), а также добавки-наполнители (тонкоизмельченные известняк и кварцевый песок). Главным отличием многокомпонентных тонкомолотых цементов от цементов с добавками (ГОСТ 10178-85) является [8] повышенная дисперсность и оптимальный гранулометрический состав как цемента в целом, так и отдельных компонентов, что позволяет расширить сырьевую базу путем вовлече- [c.289]

Расширяющиеся и напрягающие цементы получают смешиванием вяжущего вещества со специально подготовленной добавкой или совместным одно- или двухступенчатым помолом компонентов. Основной причиной расширения цементного камня при использовании расширяющих компонентов первых трех видов является образование гидросульфоалюмината кальция (ЗСаО AI2O3 3 aS04 З2Н2О). В последнем случае расширение происходит за счет образования в процессе гидратации цементов гидроксидов кальция и магния. [c.290]

Продуктами гидратации мрлоизвестковых зол являются гидраты окиси алюминия, кремния и железа, образующиеся на поверхности зерен. В смесях зол с минералами клинкера и портландцементом уже на ранней стадии взаимодействия на поверхности зольных частиц образуется пленка из кристаллов Са(ОН)г, выпавших из водного раствора. Установлено, что между этой пленкой и поверхностью частицы золы остается прослойка воды, которая существует длительное время (десятки суток). Постепенно эта прослойка воды заполняется продуктами реакции Са +, диффундирующими через этот слой воды, и растворимыми компонентами стекловидной части золы. Первичными продуктами реакции являются гидросульфоалюминаты кальция, затем образуются гидроалюминаты и еще позднее — гидросиликаты кальция. Наличие водных слоев на зернах золы не способствует росту прочности зольноцементного камня, но по мере их зарастания прочность камня увеличивается и часто превосходит прочность камня на основе портландцемента. При увеличении количества золы в смешанном зольном цементе в продуктах его гидратации убывает содержание Са(ОН)г. Следовательно, с течением времени в золоцементном камне возрастает содержание низкоосновных гидросиликатов кальция типа С5Н В), что положительно сказывается на его прочности. В присутствии золы ускоряется гидратация минералов клинкера и особенно Сз5. Шаровидные зерна золы корродируют с поверхности вначале мед-ле)шо, но затем зона реакции распространяется в их среднюю часть. [c.451]

Исходя из этого, можем прийти к выводу о том, что предложенная формула в равной степени применима как для гипса, так и для составляющих цемента. Кроме того, она применима и для тех цементов, в которых суммарная скорость гидратации определяется доминирующим мономинералом, если он растворяется медленнее остальных компонентов. [c.225]

Различные содержащие кальций соединения с невысокой растворимостью часто используются для отверждения жидкого стекла. Кроме того, жидкое стекло употребляется как добавка в вяжущие системы. Поэтому анализ взаимодействия жидкого стекла с кальцийсодержащими твердыми фазами представляет интерес, особенно с такими как ЗСаО-5Ю2(Сз5) и 2СаО-5Ю2(С25),— одними из основных составляющих многих цементов. Механизм реакций, возникающий в системе Сз5 — вода, полностью не известен, но многочисленные работы по гидратации цемента и отдельных его компонентов с водой позволяют создать следующую картину. В кристаллической рещетке ЗСа0-5102 существуют следующие виды химических связей =51—О—Са— и —Са—О—Са—. Если первые довольно устойчивы по отнощению к воде, то вторые быстро взаимодействуют с протоном воды по реакции [c.117]

Выделение тепла, обусловленное гидратацией гидравлических компонентов при твердении портланд-цементов, специально изучалось ввиду его большого практического значения первоначально с этой целью применяли ртутные термометры или саморегистрирующую аппаратуру (термограф Гари). Киллиг изучал зависимость температуры водно-цементной смеси от времени и на основе полученных кривых сделал заключение, согласно которому первое заметное повышение температуры происходит вследствие гидратации быстро схватывающегося трехкальциевого алюмината, а последующий главный тепловой эффект — вследствие образования гидросиликатов кальция. Эти метеды были значительно усовершенствованы Швите , который использовал чувствительные термопары из медной и констаитановой проволок, электродвижущая сила которых регистрировалась как функция времени. Швите наблюдал, что первые тепловые эффекты возникали сразу же после контакта цемента с водой или раствором соли. [c.813]

Приступая к описанию реакций гидратации цементов не следует забывать, что свойства продуктов, особенно механическая прочность, не аддитивно определяются реакциями гидратации отдельных составляющих. Бог и Лерч изучали гидратацию синтетических смесей чистых компонентов клинкера. Они подтвердили отчетливое взаим0действ(ие этих минеральных составляющих друг с другом. Образцы на основе только лишь одного трехкальциевого силиката или алюмината после гидратации обладают сравнительно малой механической прочностью, которая не удовлетворяет требованиям промышленности. Однако, если эти же минералы смешать в тех пропорциях, в которых они находятся в реальных клинкерах с другими фазами то при их гидратации они дополнят друг друга и мы получим вполне удовлетворительные результаты. [c.817]

В. рейнских трассах Харт предположил на- личие -продуктов гидратации лейцита в качестве важнейших компонентов, определяющих пригодность этих трассов для пуццолановых цементов. Согласно Ролан-ду , на качестве рейнових. трассов обжиг сказывается отрицательно, в то время как качество итальянских пуццоланов, наоборот, при этом повышается. Виттори обнаружил, что итальянские пуццоланы приобретают оптимальны свойства после обжига и при 700°С и быстрого охлаждения после нагревания. [c.829]

Гипсоцементнопуццолановое вяжущее (ГЦПВ), предложенное А. В. Волженским, может использоваться для производства строительных изделий, стойких в условиях повышенной относительной влажности окружающей среды. Это вяжущее состоит из 50—75% строительного гипса, 15—25% портландцемента и 10—20% активной минеральной добавки. Оно отличается водостойкостью и быстрым твердением в начальные сроки за счет гидратации гипса и последующим гидравлическим, твердением за счет новообразований, возникающих при гидратации цемента и взаимодействии друг с дру гом компонентов затворенного водой смешанного вяжущего. Положительной особенностью ГЦПВ является его способность к твердению во влажной и водной средах при такой же скорости схватывания и твердения, как и у строительного гипса. [c.49]

Верный путь повышения стойкости бетона к сульфатной и магнезиальной агрессии состоит в уменьшении содержания в цементном камне составляющих, способных к взаимодействию с тем илв иным компонентом разрушающей среды. Например, снижением содержания алюминийсодержащего минерала (трехкальциевьш алюминат до 5%) удается получить сульфатостойкий цемент. Определенным должно быть также и количество трехкальциевого силиката, поставляющего при гидратации свободную гидроокись кальция. Важным фактором является повышение плотности бетона, его непроницаемости хорошее уплотнение бетона, в том числе в конструкции стыков, имеет очень большое значение. [c.373]

Содержание отдельных компонентов в смеси должно находиться в следующих пределах (%) портландцемент — 60—65, глиноземистый клинкер — 5—7, двуводный гипс — 7—10, гидравлическая добавка — 20—25. Портландцемент должен содержать не менее 7% алюминатов кальция и более 53% 3S. Структура затвердевшего цементного камня сложена кристаллами гидросиликатов кальция (матрица), а расширение ее вызывается образованием кристаллов гидросульфоалюминатов кальция. Колебания в содержании отдельных компонентов связаны с изменениями их минералогического состава. Назначение гидравлической добавки (трепела, опоки, бентонита и т. п.) в цементе — поглощать из водного раствор-а СаО, выделяющуюся при гидратации 3S, и обеспечивать высокую скорость перехода в раствор также и AI2O3, необходимой для образования гидросульфоалюмината кальция. [c.418]

Цементы с добавкой СаО и MgO. Предпринимается много попыток использования в качестве расширяющих веществ свободных СаО и MgO, содержащихся в портландцементном клинкере. В последнее время синтезируются специальные клинкеры, состоящие из Сз8, aS04, 4AF и свободной СаО, в которых окись кальция выполняет функции расширяющего компонента. Трудность применения такого клинкера состоит в чувствительности скорости гидратации СаО к размеру ее кристаллов, характеру прорастания кристаллов СаО и других фаз и т. п. [c.421]

Для того чтобы в полимерцементах минеральное вяжущее являлось активным компонентом, в композицию цемент-полимер обычно вводят высокомолекулярные вещества в виде водных дисперсий, представляющих системы из мельчайших твердых частичек смол (глобул), взвешенных в воде и получивших название латексов. Гидратация и твердение цемента в этом случае происходят за счет воды, содержащейся в латексе. Для того чтобы подчеркнуть присутствие высокомолекулярных смол в виде латексных дисперсий, такого рода композиции называют латексцементными. [c.108]

Цемент представляет собой смесь основных силикатов кальция (основной компонент — силикат кальция ЗСа0-810г), алюмината кальция и феррита кальция. Полагают, что затвердевание цемента при гидратации происходит вследствие образования гидратированных и кристаллических гидроокиси и алюмината кальция, в то время как силикаты превращаются в коллоидные гидросиликаты кальция (гели), за счет которых и осуществляется сцепление массы. [c.527]

При выборе той или иной схемы производства необходимо руководствоваться тем положением, что качество смешанных цементов возрастает при более тонком измельчении клинкерной части. В этом случае более крупные частички микронаполнителя покрываются плотным слоем продуктов гидратации цемента и прочно врастают в кристаллический каркас цементного камня. Поэтому выбор способа производства смешанного цемента должен производиться с учетом степени размалываемости клинкера и добавки. Совместный одноступенчатый помол клинкера и твердой добавки не может обеспечить повышенной дисперсности клинкерной части по отношению к микронаполнительной, поскольку измельчение этих материалов осуществляется в общем с одинаковой скоростью. Если же добавка размалывается легче клинкера (например, рыхлый известняк), то при совместном их помоле более тонко измельчается микронаполнительная часть, что нежелательно. Поэтому при использовании мягких пород целесообразнее осуществлять раздельный помол компонентов с последующим их смешением. Однако и в этом случае трудно получить цемент высокого качества, так как весьма сложно достичь равномерного перемешивания компонентов. [c.594]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология