54. Твер-ие неводо/водостойких гипсовых вяж-и. Теории твер-я. Твердение неводостойких гипсовых вяжущих веществ
В основе механизма схватывания и твердения полуводного сульфата кальция лежит, процесс перехода его при взаимод. с водой в двугидрат по схеме:
CaS04•0,5Н2О+1,5Н2О = CaSО4•2Н2О + Q (на воздухе)
Теории: А. ЛеШателье при смешении с водой полугидрат сульфата кальция раст-ся с образ-ем насыщ. водного раствора. В рас-ре он взаимод. с водой и переходит в двугидрат. Рас-вор становится пересыщ.по отношению к дигидрату. Поэтому в ж. фазе возникают условия для образования зародышей кристаллов двугидрата и выпадения их из рас-ра. Это вызывает уменьшение концентрации полугидрата в жидкой фазе и создает условия для растворения новых порций этого вещества и образования пересыщенного раствора CaSO4·2H2O.
В. Михаэлис :в рез-те проникновения мол-л воды в поверх-ый слой частиц вяжущего образ. коллоидная масса из мельчайших частиц гидрата, а сам процесс происходит топохимически. Выделяющийся в коллоидном состоянии двугидрат затем переходит в кристаллич. форму. Эта теория называется коллоидальной.
А.А. Байкова твердение CaSO4·2H2O. происходит в три периода: растворение полугидрата в воде и образ-ие его насыщ. раствора; взаимод. воды с полугидратом с прямым присоед. ее к твердому в-ву, что приводит к возникновению двугидрата .
Твердение водостойких гипсовых вяжущих веществ
Твердение гипсоцементно-пуццолановых и гипсоцементношлако-пуццолановых, а также композиционных гипсовых вяжущих - результат сложных физико-химических процессов, приводящих к образованию новых гидратных веществ (по сравнению с гипсовым вяжущим), обусловливающих основные свойства вяжущих и приближающих их к портландцементу.
По теории А.В. Волженского лежит принцип перевода высокоосновных гидроалюминатов (ферритов) кальция в твердеющей смеси гипсовых вяжущих с портландцементом в низкоосновные с помощью кислых активных минеральных добавок и создания условий для образования и существования эттрингита.
При затворении водой происходит гидратация полуводного гипсового вяжущего и схватывание, а выделяющиеся кристаллы двугидрата создают каркас первоначальной структуры. Одновременно начинается гидратация минералов цементного клинкера, сопровождающаяся выделением свободного оксида кальция. Активная минеральная добавка (трепел, опока и т.д.), обязательно присутствующая в этих вяжущих, регулирует щелочность среды.
Силикаты кальция цемента (алит и белит) частично гидролизуются и, гидратируясь, дают гелевидные гидросиликаты кальция со средним составом СаО·SiO2·nН2О. Такие же гидросиликаты кальция возникают в результате взвим-ия гидроксида кальция с активной минеральной добавкой. Образ-ся новообразования явл. связкой, цементирующей крупные кристаллы двугидрата, которые образуются на первой стадии твердения и защищают их от растворения водой. Благодаря этому водостойкость гипсоцементно-пуццолановых и гипсо-цементно-шлако-пуццолановых вяжущих намного выше водостойкости гипсовых вяжущих.
Взаимодействие гипсоцементно-пуццолановых и гипсоцементношлако-пуццолановых вяжущих с водой сопровождается непрерывным уменьшением абсолютного объема системы «вяжущее-вода» и увеличением твердой фазы за счет новообразований. Этому способствует увеличение химически связанной воды и уменьшение плотности затвердевшего вяжущего. Одновременно увеличивается степень гидратации вяжущего.
В первые 3 ч в результате интенсивной гидратации полуводного сульфата кальция и его схватывания происходит быстрый рост прочности, достигающей 30–40 % марочной. В связи с тем, что решающее влияние на устойчивость гипсоцементно-пуццолановых и гипсо-цементно-шлако-пуццолановых вяжущих при твердении оказывает активность и содержание пуццолановой добавки, очень важно ее строгое дозирование.
Процесс твердения вяжущих можно ускорить путем тепловой обработки при температуре не более 80 °С. Прочность после пропаривания достигает 70–90 % марочной прочности. Однако абсолютные значения прочности у пропаренных образцов меньше по сравнению с образцами, твердевшими на воздухе.