СТРУКТУРЫ ТВЕРДЕНИЯ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

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]

Возникновение фазы из пересыщенных растворов лежит в основе образования конденсационно-кристаллизационных структур при твердении минеральных вяжущих материалов. Исходное сырье в порошкообразном состоянии смешивают с водой до получения тестообразной массы, которая через некоторое время твердеет, При изготовлении бетонов и других строительных материалов вяжущие вещества смешивают с различными минеральными наполнителями (песок, гравий, щебень, шлак), а затем с водой. В результате затвердевания образуется монолитная масса, в которой частицы наполнителя прочно связаны затвердевшим вяжущим веществом. В качестве минеральных вяжущих используют ок-сиды [c.387]

По А. Ф. Полаку, процесс твердения вяжущих веществ, к которым относятся и гипсовые вяжущие типа полуводного гипса, состоит из нескольких так называемых элементарных процессов растворения вяжущего, возникновения зародышей гидрата, роста кристаллов гидрата, образования коагуляционной и кристаллизационной структуры [93]. [c.42]

Представление о стадиях структурообразования и механизме процессов, происходящих при твердении вяжущих веществ, дает возможность рассмотреть с новых позиций особенности формирования дисперсной структуры этих систем при введении глинистых добавок различной кристаллохимической природы. [c.119]

Наличие дипольных моментов у адсорбционных комплексов влияет на структуру и структурно-механические свойства паст и суспензий, а также частично и на процессы твердения вяжущих веществ. Две формы связей воды с поверхностью твердых частиц (адсорбционная и свободная) оказывают влияние и на процессы сушки сырьевых смесей. [c.260]

Начиная с конца прошлого столетия, предлагались разные теории твердения вяжущих веществ. В соответствии с этими теориями твердение можно рассматривать как сочетание двух протекающих одновременно основных процессов первичного — образование гидратов и вторичного — возникновение структуры. [c.223]

Поскольку вода является полноправным участником процесса твердения вяжущих веществ, ее свойства оказывают значительное влияние на характер взаимодействия в системе твердое — жидкость (Т — Ж). Возможны различные способы воздействия на структуру воды химический (введение в воду водорастворимых добавок), физический (тепловой, магнитный, ультразвуковой и др.), физико-химический (электрохимическая обработка, обработка нерастворимыми веществами). [c.85]

Одним из первых пытался объяснить природу твердения вяжущих на примере гипса Ле-Шателье. В его работах были развиты имеющие и до сих пор научную ценность представления о растворе-нии исходного вяжущего вещества с образованием в системе пересыщенных растворов, кристаллизации из них гидратных соединений, срастании и переплетении последних в пространственной структуре. [c.35]

Применение метода рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами к исследованию структуры мономинеральных вяжущих веществ [106] позволило подтвердить, что изменение удельной поверхности при твердении минеральных вяжущих проходит через максимум, что соответствует по времени моменту интенсивного образования новой фазы последующее уменьшение интенсивности РМУ свидетельствует об увеличении количества крупных кристаллов, что характерно для процесса перекристаллизации. [c.14]

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]

За время изучения условий твердения вяжущих веществ были сделаны попытки описать образование структуры математически или предложить эмпирические формулы определения прочности затвердевшего раствора. Полученные результаты можно сгруппировать в зависимости от их обоснования. [c.225]

Минеральные вяжущие вещества представляют собой порошкообразные продукты, обычно сложного состава, которые при смешивании с водой, а в некоторых случаях с водными растворами солей дают пластичную массу (тесто), превращающуюся через некоторое время в твердое тело — искусственный камень. Этот переход из пластичного состояния в твердое называется схватыванием. Твердение вяжущих веществ связано с протеканием физико-химических процессов, которые приводят к образованию новых веществ и новой структуры. [c.156]

Кристаллизационная теория Ле Шателье объясняет процессы твердения вяжущих материалов растворением исходного вещества с образованием в системе пересыщенных растворов и последующей кристаллизацией из них гидратных соединений, срастанием и переплетением новообразований. Прочность кристаллической структуры зависит от сил взаимного сцепления кристаллов и их адгезии. [c.339]

Для достижения наиболее плотной упаковки частиц, т. е. реализации максимального числа контактов в структуре, и вместе с тем для предотвращения возникновения высоких внутренних напряжений широко применяются вибрационные воздействия. Вместе с тем для ослабления сцепления частиц (например, при формовании сухих и влажных катализаторных и керамических масс) используются добавки различных ПАВ, которые, адсорбируясь на поверхности частиц, снижают прочность контактов в коагуляционных структурах и препятствуют на определенных этапах развитию фазовых контактов. Для регулирования процессов структурообразования при твердении минеральных вяжущих веществ в систему вместе с ПАВ вводят добавки соответствующих электролитов, что позволяет направленно изменять величину пересыщения, условия кристаллизации и срастания гидратных новообразований и тем самым осуществлять процесс твердения в оптимальных условиях. В любом текстильном производстве волокна защищаются адсорбционными слоями, препятствующими их сильному сцеплению (и повреждению) при изготовлении пряжи и ткани. Сходные задачи имеют место в производстве бумаги, в пищевой промышленности и т. д. [c.324]

Процесс твердения минеральных вяжущих веществ, к которым относятся и гипсовые вяжущие, состоит из двух взаимно связанных основных процессов образования новой фазы (гидрат исходного вещества) и создания структуры твердеющей системы. [c.42]

Конденсационно-кристаллизационные структуры не могут проявлять свойства тиксотропии, синерезиса, на-бз хания — они проявляют упруго-хрупкие свойства. Их прочность обычно значительно выше прочности коагуляционных структур. Типичной конденсационной структурой является гель кремневой кислоты. Кристаллизационное структурообразование имеет большое значение для твердения минеральных вяжущих веществ в строительных материалах на основе цементов, гипса или извести. [c.152]

Любая дисперсная система, обладая избытком свободной поверхностной энергии, термодинамически неустойчива и стремится уменьшить дисперсность частиц либо путем коагуляции, т. е. слипания отдельных элементов структуры в агрегаты, либо переконденсации — перетока вещества дисперсной фазы от мелких частиц к более крупным через дисперсионную среду [1—4]. Процесс переконденсации происходит в дисперсных системах с разным агрегатным состоянием вещества дисперсной фазы и дисперсионной среды при твердении минеральных вяжущих веществ, при гидротермальной обработке адсорбентов, катализаторов и природных дисперсных минералов, при кристаллизации и соосаждении веществ из растворов, при созревании и старении осадков и фотоэмульсий, в аэрозолях и т. д. [c.3]

Еще большее значение процесс перекристаллизации имеет при твердении минеральных вяжущих веществ, который, как видно из работ П. А. Ребиндера и его школы [61, 89—97], приводит к необратимому падению прочности дисперсных структур. [c.13]

Вследствие постепенного (а не мгновенного) зарождения новой фазы ее полидисперсность в структурах, образующихся при твердении минеральных вяжущих веществ, практически всегда имеет место. Результаты электронномикроскопических исследований подтверждают микроскопические данные о том, что затвердевший гипсовый камень состоит из плотных агрегатов, образовавшихся из крупных (1—2мк) и мелких (0,2—0,4 мк) пластинок [400]. [c.170]

Е. Е. Сегалова с сотрудниками [93, 94] показали, что в структурах твердения минеральных вяжущих веществ в условиях их влажного хранения идут процессы перекристаллизации, которые сопровождаются самопроизвольным необратимым снижением прочности кристаллизационной структуры. При этом установлено, что падение прочности протекает тем интенсивнее, чем выше дисперсность исходного материала, чем больше содержание воды в суспензии и больше пористость кристаллизационной структуры. Этими же исследованиями установлено, что снижение прочности, обусловленное перекристаллизацией, значительно ускоряется, если дисперсные материалы подвергать периодическому увлажнению и высушиванию. [c.172]

КРИСТАЛЛИЗАЦИОННЫХ СТРУКТУР ТВЕРДЕНИЯ НА ПРИМЕРЕ ГИДРАТАЦИОННОГО ИНДИВИДУАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО ВЕЩЕСТВА - МАГНЕЗИАЛЬНОГО ЦЕМЕНТА [c.235]

Твердение минеральных вяжущих веществ протекает при наличии в водной фазе твердеющих суспензий высоких пересыщений. Поэтому процесс твердения, включающий рост кристаллов, связанных контактами срастания, должен сопровождаться значительными кристаллизационными давлениями, что и приводит к возникновению внутренних напряжений. Если бы росли кристаллики, составляющие коагуляционную структуру, то под влиянием кристаллизационного давления происходил бы сдвиг по пластичным коагуляционным контактам, что вызвало бы быструю релаксацию возникающих напряжений. При наличии контактов срастания такой сдвиг невозможен без разрущения контакта и внутренние напряжения вызывают частичное разрушение структуры по наиболее слабым ее участкам, что приводит к снижению конечной прочности. [c.351]

Для развития представлений о механизме твердения минеральных вяжущих веществ огромное значение имеет вопрос о связи между величиной пересыщения, создающегося при растворении вяжущего вещества, и прочностью возникающей кристаллизационной структуры — искусственного камня. Казалось бы, что прочность структуры твердения как и всякой дисперсной структуры должна быть тем больше, чем больше в ней число контактов, т. е. чем выше то пересыщение, при котором происходит возникновение и развитие структуры. Однако с ростом пересыщения увеличивается и кристаллизационное давление, а следовательно, и внутренние напряжения, сопровождающие формирование структуры твердения. Поэтому с увеличением пересыщения прочность структуры твердения будет возрастать вследствие увеличения числа контактов срастания и уменьшаться в связи с ростом внутренних напряжений. Это означает, что при прочих равных условиях должно существовать оптимальное пересыщение, при котором будет достигаться максимальная прочность структуры твердения. [c.352]

Выяснение роли величины пересыщения в процессе возникновения и развития структур твердения позволило понять природу неоднозначной зависимости конечной прочности структуры твердения от величины исход- Ут мака ной дисперсности вяжу- 120 щего вещества [52]. С увеличением дисперсности вяжущего вещества повышается суммарная ско- рость его растворения, и в водной фазе суспензии относительно дольше поддерживается высокая кон- [c.353]

В развитие теории твердения вяжущих веществ значительный вклад внесли выдающиеся ученые Г. Ле-Шателье, В. Ми-хаэлис, А. А. Байков, Д. И. Менделеев, Дж. Бернал, П. А. Ребиндер, Н. В. Белов и др. Однако в своих исследованиях они рассматривали все протекающие процессы в основном с качественной точки зрения, ЧТО не позволило однозначно трактовать полученные закономерности формирования дисперсных структур. Кроме того, для оценки особенностей возникновения коагуляционных, коагуляционно-кристаллизационных и кристаллизационных пространственных сеток в таких системах использовали недостаточно обоснованные экспериментальные методы исследования особенностей твердения вяжущих веществ. Это, естественно, сдерживало дальнейшее развитие научных основ получения новых материалов с заданными свойствами и с комплексом необходимых структурно-механических и технологических свойств применительно к требованиям их эксплуатации в реальных условиях практики. [c.5]

Для объяснения общих закономерностей твердения магнезиального Цемента (цемента Сореля) с позиций этих представлений необходимо учитывать особенности кинетики химического взаимодействие исходного вяжущего вещества (MgO) с электролитом (Mg l2), сложность фазового состава, характер кристаллической структуры продуктов взаимодействия и влияние фазовых переходов метастабильных новообразований на кинетику развития дисперсных структур твердения. [c.235]

Влияние ПАВ на процессы твердения вяжущих веществ. Многие свойства цементного камня, образующегося в результате коллоидно-кристаллизационных процессов твердения минеральных вяжущих веществ, могут регулироваться посредством введения малых добавок поверхностно-активных веществ. Добавки органического и неорганического происхождения, которые вводятся в состав вяжущего при помоле или при затворении водой, способствуют изменению структуры за счет адсорбционного модифицирования гидратных новообразований, формирующихся в процессе схватывания и твердения вяжущего. Добавки поверхностно-активных веществ к вяжущим повышают пластичность растворных и бетонных смесей, снижают водопотребность, уменьшают расслаивание и водоотделе-ние, повышают морозостойкость и коррозионную стойкость затвердевших цементных растворов и бетонов. [c.162]

Механизм процесса твердения аналогичен твердению портландцемента, т. е. оба компонента вяжущего вещества растворяются в воде, создают пересыщенный по отношению к продукту синтеза раствор, из которого он выкристаллизовывается в тонкодисперсном виде, образуя коагуляционную либо конденсационно-кристаллизационную структуру в зависимости от кристаллохимически.х особенностей продукта реакции. [c.143]

Изучению структуры, химизма и свойств кристаллогидратов уделяется большое внимание. Особенно это относится к гидросиликатам, гидроалюминатам, гидроферритам и гидросульфоалюминатам кальция, являющимся продуктами гидратации и твердения порт ландцемента — основного представителя гидравлических вяжущих веществ. Из природных гидратов большое значение имеют гидросиликаты магния (хризотил-асбест, серпентинит и т. д.), гидросиликаты алюминия (каолинит и другие глинистые минералы), а также водные силикаты и алюмосиликаты. [c.22]

Аналогичным образом происходит возникновение кристаллизационных дисперсных структур в водных суспензиях других мономинераль-ных вяжущих веществ. Например, при гидратациоином твердении MgO возникает высокодисперсная структура Mg(0H)2 этот процесс может использоваться для получения прочных гранул катализаторов. В принципе те же самые физико-химические явления лежат в основе одного из важнейших химико-технологических процессов — гидратационного твердения кальцийалюмосиликатных и других цементов в производство строительных материалов. [c.322]

Механизм структурообразования оказался единым не только для процессов твердения минеральных вяжущих веществ, металлов и гидрогелей мыл, но и для процессов структурообразования нолимаров и белков. Ребиндером, ]Злодавцем и сотр. [14—20] были получены ингзрэсные типы конденсационных структур, [c.54]

Как было показано Е. Е. Сегаловой с сотрудниками [42], частичное разрушение на начальных стадиях кристаллизации может способствовать повышению прочности окончательно образующихся структур твердения минеральных вяжущих, так как предотвращает возникновение больших внутренних напряжений при срастании кристаллов в условиях высоких начальных пересыщений. Тем же целям может служить применение модифицирующих добавок поверхностно-активных веществ, регулирующих скорость твердения и форму образующихся кристаллов. [c.27]

В последнее время интенсивно развивается з чение о кристаллизационных дисперсных структурах, приводящее, в частности, к выяснению механизма твердения минеральных вяжущих веществ. Большов аначенив приобретают исследования структурообразования в полимерных системах. Конденсационные структуры заинтересовали не только технику, но и биологию. Здесь открывается новая обширная область исследования. [c.8]

V. Богатой новой областью исследований адсорбционных эффектов понижения прочности и долговечности явились пористые дисперсные структуры, в том числе структуры гидратационного твердения минеральных вяжущих веществ и особенно разнообразные катализаторы, сорбенты и носители в связи с проблемой повышения прочности и долговечности эти. важных материалов химической Технологии. Исследования проводились как на типичных модельных системах, так и на реальных объектах в условиях эксш уатации [27, 28]. [c.167]

Физико-химические исследования механизма и кинетики развития кристаллизационных дисперсных структур при тверденпи мономинеральных вяжущих веществ, проведенные школой Ребиндера, установили основные закономерности этих процессов и привели к развитию основ современной физико-химической теория твердения, охватывающей процессы гидратации — химического взаимодействиг цементов с водой, их растворения, выделения кристалликов гидратных новообразований из пересыщенных растворов и их срастания в прочную и плотную мелкокристаллическую структуру твердого тела с устранением понижающих прочность внутренних напряжений [1—5]. [c.235]

О кинетике развития кри аллизационных структур твердения иа примере гидратационного индивидуального вяжущего вещества — магнезиального цемента. Соловьева E.G., Смирно в Б. И., [Сегалова Е.ТГ. . Успехи коллоидной химии . М., Наука , 1973 [c.365]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология