msgbartop
Оборудование для производства строительных блоков
msgbarbottom

24 Окт 12 ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Схематически влияние основных факторов, влияющих на поровую структуру, представлено на рис. 4.8.

Влияние вида цемента. Поровая структура цементного камня опреде­ляется исходным физическим состоянием свежеприготовленной смеси, например В/Ц и т. п., а также разновидностями продуктов гидратации, их размерами и морфологией [4.16, 4.18] 'Jim факт был эксперимен­тально показан исследованием норовой структуры различных модель­ных составов, приготовленных из кремнеземистых материалов, Са (ОН)2 и чистых клинкерных минералов C3S и С^А. Смеси, которые содержали одинаковые продукты гидратации, показывали подобное разделение пор по размерам (табл. 4.2).

Иj сравнения изменений характеристик порового пространства це­ментного камня цементов разных прочностных групп и происхождения следует, что изменеіше пористости во времени соответствует в целом группе сравниваемых цементов. Наинизшую пористость имеет высоко­прочный портландцемент (рис. 4.9) , [4.4]. Различная скоросіь образова­ния продуктов гидратации сравниваемых цемсиїов отражается и в значе­ниях среднего радиуса нор. Так, у цементного камня высокопрочного це­мента НПЦ-550 средний радиус пор равен примерно 40 нм, в то время как у камня из обычного портландцемента 11Ц-400 — свыше 170 нм, а камня шлакопоргландцемента ШПЦ-325 значение среднего радиуса нор 280 нм (рис. 4.10), [4.4].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Рис. 4.8. Факторы, вли­яющие на пористость и прочность цементного камня

Таблица 4.2. Значение среднего размера пор цеменшої о камня, содержащего продукты гидратации цементов разных типов

Продукты і-идратации J Средний радиус пор.

Преимущественно тоберморит и гоберморитонодоб - Or 10 до 40 ные фазы

Преимущественно CSI1 [1] " 20 " 80

Смесь, примерно 70...80% геленита с 20...30% " 50" 100

CSI1 [1]

Смесь, приблизительно 70...80% іидрої риниіоной " 70 " /00 фазы и 20 ..30% CSII [l]

Wc

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

ПРОЧНОСТЬ НА СЖАГИЬ --------

ПОРИСТОСТЬ -----------

Бч І і ге Уо

ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ТВЕРДЕНИЯ СУТ

Рис. 4.9. Зависимость прочности и пористос­ти бетонов различного состава от срока твер­дения. В/Ц - 0,3

J7

CjAll^ гидрогранатовая фаза " 300 " (>UU0

Тонкость помола цемента также отражается на структуре цементного камня. Повышение тонкости помола ".емента снижает общую пористость, уменьшает относительный объем макропор (с ралиусом, большим 100 мкм) и снижает относительный объем микропор (с радиусом, мень­шим 5 мкм) [4.44]. Это относится к алитовым цементам. У белитові їх цементов объем макропор с увеличением тонкости помола не увеличи­вается. Это обусловливает более вьчокую сульфэтостойкость цементно­го камня, изготовленного с применением белитоього цемента [4.44].

Нм

Повышение удельной поверхности с 339 до 677,9 м2/кі іс; оявляетси в более быстром образовании поровой структуры цементною камня, а также быстром понижении значения среднего радиуса пор [4.4]. Из гра­фического изображения связи между значением среднего размера пор в зависимости от удельной поверхности использованного цемента на рис. 4.11 [44] можно видеть, что увеличение удельной повер* ности цемента до 600 м2/кг понижает значение среднего радіуса приблизительно на

Рис. 4.10. Изменение среднею радиу­са мнкронор в цементном камне с В/Ц = 0,3, изготовленном на различ­ных цементах в зависимости от тонко­сти помола и продолжительности твер­дения

/ — высокопрочный портландцемент 550; 2 — портландцемент 400; 3 - Шлакопортландцемент 325 _ Удельная поверхность, м кг : J — 508; 2 - 33S; 3 - 325

30 нм уже в течение 24 ч твердения цементного теста. Из приведенных результатов видно, что повышение удельной поверхности цемента свыше 550 м2/кг не эффективно [4.4].

Влияние водоцементного отношения. На иоровую структуру цемент­ного камня, раствора и бетона наибольшее влияние оказывает водоце- ментнос отношение [4.3].

При исследовании образования структуры цементного камня следует исходить из того, что при смешении цемента с водой образуется концент­рированная суспензия цементных зерен в поде затворения. Чем выше на­чальное В/Ц, тем более толстые прослойки воды образуются между отдельными зернами. Вода затворения образует в этой суспензии систему взаимосвязанных капиллярных пор, расположенных во всем объеме це­ментного камня.

Схематическое изображение изменений норовой структуры с измене­нием В/Ц приведено на рис. 4.12 [4.28]. Количество воды затворения в основном определяется необходимыми реологическими свойствами це­ментного тесіа Оно зависит также от сиойсів цемента, которые прояв­ляются в различной водопотребности для достижения нормальной густо­ты цемеи гного теста [4.4].

С повышением В/Ц повышается не только пористость, но и разделение нор по размерам [4.3], (рис. 4.13), [4.50].

В возрасте свыше 28 сут максимальный размер капиллярных пор с ра­диусом до 100 нм при повышении В/Ц смещается к более крупным ка­пиллярам [4.3, 4.50]. Подобная тенденция сохраняется и при возрасте более 1 года.

Значительное влияние В/Ц на норовую структуру цементного камня, выражаемую средним радиусом пор, видно на рис. 4.10 [4.4]. С увеличе­нием В/Ц повышается и средний размер образующихся пор. Так, в це­ментном камне с В/Ц = 0,3 снижается средний радиус пор при значении "Ї0 нм за 3 дн до значення, которое достигается в цементном камне с В/Ц = 0,4 только к 28 дн твердения [4.4].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

I J

СРОК ТВЕРДЕНИЯ

28 90сут

Было установлено, что при повышении В/Ц до 1 пористость цементно - 1 о камня с высоким содержанием воды, начиная со смесей с В = 0,8

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

1'нс. 4.11. Средний радиус микропор цементного камни и удельная поверх­ность цементного камня при В/Ц = 0,3.-0,32 Удельная поверхность, Мг-кг~/ 339; 2 - 503,2; 3 - 605; 4 - 677,9

2Всугп

F х-

~Т7

6 0 сут

_j________ і________ і------------- 1------- ,----

500 400 500 600 Н/кг

УДЕЛЬНАЯ ПОВЕРХНОСТЬ ЦЕМЕНТА. М2 КГ-1

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

НЫЕ ПОРЫ

Рис. 4.12. Микроструктура цементного камня

МАКСИГ ЛЛЬНАЯ ВОЗМОЖНАЯ СТЕПЕНЬ ГИДРАТАЦИИ ,'00% ОБЬЕМ КАПИЛЛЯРНЫХ ПОР

ВОДОЦЕМЕНТНОЕ ОТНОШЕНИЕ

~ [

|_______

R-ID'°H

Рис. 4.13. Сорбциоииые кривые для цементної о камня

А, В, С - сорбция; АВ', С' - дисорб-

Ц^я

Рис. 4.14. Изменение общей порис - юсти цементного камня при разных П/П в зависимости от возраста

И более с возраста 3 сут, уже практически не снижается [4.121. При этом, однако, при гидратации наступают изменения а поровой системе, кото­рые проявляются в пониженном объеме крупных нор (рис. 4.14), [4.12]. Причиной этого является то, что объем продуктов гидратации при более высоких В/Ц недостаточен для заполнения порового простран­ства и не разделяет более крупные поры на объемы меньших размеров.

Влияние температуры и влажности Температура среды, в которой твердеет цемент или цементный раствор, значительно влияет на норовую структуру.

Исследование поровой структуры цементного камня в зависимости от температуры формирования показало определенное различие характера разделения пор но размеру при температурах 6 и 40 С [4.20]. В пер ми период - 4 сут — поры в цементном камне, подвергавшемся действию более низкой температуры, были более крупными, более высокой была и обшая пористость в сравнении с образцами, твердевшими при более высокой температуре. Приблизительно после годичного пребывания в таких температурных условиях пористость образца камня, уложенного при 40°С, была несколько выше и при этом было больше пор размером меньше 50 мкм (рис. 4.15), [4.20].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

2в Ж

ОО ЭРАСТ, СУТ

Поровая структура цементного раствора, который твердел при 100°С, характеризуется присутствием более крупных пор по сравнению с раз­мером пор раствора, хранившегося при температуре 20 С. Повышение температуры твердения на 80°С приводит к значительному увеличению объема наиболее крупных пор — больших I мкм, а при температуре 100°С такие поры преобладают (содержание до 80% [4.2, 4.3]).

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Рис. 4.15. Интегральная пористость цементного камня при различной температуре твердения и в разном возрасте

Wo woo <о too

ДИАМЕТР ПОР. 1U~10 V

Количество воды в пространстве, в котором твердеет цемент или це­ментный растьор, оказывает существенное влияние на общий обьем г. ор, а также и па разделение пор по размерам [4.2]. Растворы, - лодиергающпе- ся ллиrcjibiioMy дсйсівию влажной среды, показывают повышенной обьем пор меньше 1 мкм. При твердении на воздухе пористость плотных растворов изменяется мало; при этом у пористых растворов с течснн и времени повышается обьем пор большего размера. У плотных раствор в определено 8...10% пор диаметром менее 0,01 мкм, у образцов при Е, Ц более 0,87 указанные поры почти не встречаются [4.8].

Это связано с тем, что при В/Ц более 0,7 в цементом і амнз образч і - ся взаимосоединенная система капиллярных нор. Следовательно, при l соких В/Ц нельзя получить бетон, стойкий в агрессивных средах, так к к Внутренняя поверхность цементного камня становится доступной для контакта с компонентами окружающей среды [4.2, 4.20].

Неблагоприятные условия существования негативно отражаются на пороной структуре затвердевшего цементного камня [4 35], при поі л- жении относительной влажности от 75 до 33$ повышайся пористое. ь гидра шрішаїнюго цементного камня, причем наиболее заметный рої г наступав і в области нор размером больше J0 нм. Din изменения обы'.с - няются тем, что вода из больших пор при высушивании испаряется, а продукты гидратации уже не образуются в них в необходимом количест­ве. Изменение температуры от 17 до 37°С проявляется примерно со> г - ветственно с изменением влажности [4.35].

Влияние указанных условий твердения графически представлено па рис. 4.16 [4.35].

Пропаривапие снижает относительный объем макрокапиллярных п - р с радиусом, большим 100 нм, что проявляется, например в повышении сульфатостойкости [4.44].

Температурные и влажностные условия в пространстве вокруг бетона, главным образом в раннем возрасте, и общие неудовлетворительнче условия твердения неблагоприятно влияют на структуру и свойства i. o-

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

ЦИЛМЕТРПОР мкм

Рис. 4.16. Пористость цементного камин, твердевшего при различной влажности среды (цифры у кривых — относительная влажность возду­ха, %)

А, б, в - температура 17° С; г. д.е - 37°С; срок твердения, сут: а и г — 7; б ид -28; в и е - 90

Верхностиого слоя [4.53J. Вследствие изменения температуры и сниже­ния влажности в поверхностном слое увеличивается размер пор, а объем пор меньше 4 нм снижается. Изменения в объеме таких относительно ма­лых пор объясняется частичным коллапсом пор при высушивании [4.53].

Воздействие температуры 130 С при одновременной влажности 100% на зрелый бетон, после хранения в воде в течение года действует на по - ровую структуру так, что против уложенного при 20 С и 100% влажнос­ти в бетоне повышается объем пор с размером радиуса от 10 до 100 нм и одновременно с этим изменением норовой структуры проявляется и изменение среднего размера [4.45].

Воздействие той же температуры при относительной влажности менее 65% приводит к увеличению объема пор в области размера их радиусов от 100 до 1000 нм. Также повышается и значение среднего радиуса [4.45].

Высокочастотный нагрев не изменяет норовую структуру в поверх­ностных слоях по сравнению с поровой структурой внутреннего объема, чіо гіннічно дли классических способов ускорения Пісрдспии паї ревом [4-57J.

В результате воздействия микроволн возникает гомогенная структу­ра пор. Для нее типично снижение объема в интервале радиусов от 100 до 1000 нм. Наряду с гем, что структура Ьотона гомогенна во геем сечении, jго блн! онрнишо сказываемся на механических и физических свойствах твердеющего цемента.

Влияние возраста. В процессе гидратации цемента общая пористость и объем капиллярных пор снижается, потому что продукты гидратации занимают часть объема, который ранее занимала вода. Влияние образова­ния продуктов гидратации на изменение пористости, проницаемости и некоторых других свойств цементного камня приведены на рис. 4.11 [4.24].

Изменение пористости и размера пор цементного камня в завйсимости от продолжительности твердения и В/Ц [4.41 были описаны выше.

Зависимость изменения дифференциальной пористости во времени для цементного камня с высоким количеством воды (В/Ц = 0,8) приве­дено на рис. 4.18 [4.12]. Здесь видно, что с ходом гидратации кривые смещаются в область меньшего размера пор.

Влияние карбонизации. Карбонизация понижает общую пористость бе­тона, причем средний радиус пор в карбонизированной области снижает­ся [4.15].

Было установлено, что при действии газообразного диоксида углерода изменяются взаимные пропорции пор различных размеров. Возрастает объем пор, больших 5 нм, и снижается объем пор в интервале 5...0,04 нм [4.8]

Изменения в распределении пор го размерам в цементном раствора вследствие карбонизации приведены на рис. 4.19 [4.26].

Уменьшение пористости цеметного камня вследствие действия диок­сида углерода происходит и в цементном камне на цементе с добавкой золы [4.22]. Результат зависит и от степени карбонизации, на которую влияет также и влажность окружающей среды. Например, цементный ка­мень с В/вяж = 0,5 покачал наименьшую пористость при 60% относитель-

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Рис. 4.17. Скорость образования продуктов гидратации в цементьом тесте (д) и влияние образовании продуктов гидратации на сроки схватывания, пористость, проницаемость и прочность цементного теста и камни (б)

Рис. 4.19. Распределе­ние пор по размерам в иекарбонизироваи - ном и карбонизиро­ванном растворах

Ной влажности, в то время как при В/вяж = 0,7 наименьшая пористость была при 90% относительной влажности. Карбонизация не изменяет объе­ма пор размером больше 10 нм [4.22].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

РАСТВОР ТИПА Е

_ НЕКАРБОНИЗИ1 ОЬАНМЫИ

- - КАРБОНИЗИРОВАННЫМ

100 1000 10000 юоооо

ДИАМЕТР пор |<М

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Рис. 4.18. Суммарное содержание пор раз­личного диаметра

0,1 1 10 ЭКВИВАЛЕНТНЫЙ ДИАМЕТР ПОР, МКМ

В- Н

V У

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

РАСТВОР ТИПА А

- ,, НЕКАРБОНИЗИРГЖЛННМИ КАРбиНИЗИРОНЛННЫИ

100 1000 10000 юоооо

ДИАМЕТР ПОР. НМ

Влияние добавок и примесей. Значительное влияние на поровую структуру цементного камня и бетона могут оказать химические добав­ки различного вида (рис 4.20), [4.2].

/

JL //і

/

V '> \

А

L

//

V. У?

WW

Г "

0,05

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Рис. 4.20. Дифференци­альная нориеіость це­ментного камни с до­бав камн

А - электролита; Б структурой Їріиующи - ми; / Без добавок. В/Ц = 0,25; 2 - То же, В/Ц = 0.4; 3-3% NaiSOa, В/Ц = 0,4; 4 - 0,2% СДБ, В/Ц = 0,4; 5-0,1% ГКЖ-94, В/11 = = 0,4; Б - 37с комп­лексной Добавки, В/Ц - = 0,4

6) 0,15

0,1

І

Її


При использовании добавок NaCI, CaClj, MgCl2 в количестве 2°A по массе пористость затвердевшего цементного камня снижается н одновре­менно снижаеіси размер пор [4.58]. Наиболее сильно влияет на измене­ние пористости MgCl-) (рис. 4.21). Эти изменения в норнстосіи приводят к снижении) нрошіцаемосіи неменіното камня с добавками члоридон |4.5К|.

Аналої ичные нтменения н:ісіуіі;поі в затвердевшем камне ірехкаль - цневого силиката при использование добавок-ускорителен [4.30|

Применение суперпласгнфика торов также приводит к образованию блаїоприя шой норовой структуры [4.!9]. К. ік иилно из ходи конных дифференциальной пористости по размерам, приьсценлых iiJ рис. 4.22 [4.19], при использовании суперплаегифнкаюра на основе нафилин - сульфліл обьем нор снижается с одновременным увеличением их раз­мера.

Влияние воздухововлечения на распределение пор по размеру в раст­ворной части бетона показывают гистограммы на рис. 4.23 [4.25]. Вслсдстпнс почдухововлечення уменьшается объем пор н интервале ра­диусов о1 7.5 npnGjitiзиісльпо до 50 нм и увеличивайся обьем нор боль­ше 50 им

Добавка флюата также снижает капиллярную пористость [4.51].

Кремнеземистые, известковые и т. п. добавки, применяемые в техно - логик бетона, главным образом, из экономических или технических, а также экологических соображений нлин-от на поровую структуру бетона

Главными представителями этих. тобавок являются доменные шлаки п «мы.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

0,25

28 СУТ

ДИАМЕТР ПОР Ю'О м

I год

0.25

0,2

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

£ 0,15

0,05

ДИАМЕТР ПОР 10-10 М

Рис. 4.21. Влияние различных химических добавок иа распределение пор по раз­мерам в цементном камие

Iiiv|/ui'i Кг i^vnivn і I1LM4 nturinv

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

И, І И, ис и, и, РАДИУС П<?Р, МКМ

• - контроль; & - 2% NaCt; □ - 2% СаС12; О -2% MgCI2; 1 - объем, см3/г; 2 - диаметр пор, 10 л; 3-28 сут; 4 - 1 г

Рис. 4.22. Суммарный объем ртути, проникающей в цементный камень, по­лученный нз тесга мокрого отсева на сите № 200 (0,075 мм) из бетонов без добавок и с добавкой суперпластифи­каторов. Числа у кривых указывают срок твердения в сутках. Сплошные кривые — без суперпластификатора; пунктирные — с суперпластификато­ром

Добавка доменных шлаков так же, как некоторые другие примеси - добавки, существенно влияет на транспортные свойства (проницае­мость) цементного камня в тем большей степени, чем большие количе­ства цшака применяются [4.58J. Цементный камень с добавлением 70% шлака показывает по сравнению с цементным камнем, в котором со­держалось 30% шлака, значительно более высокую пористость. Однако более низкая проницаемость цементного камня на цементе с 70% шлака, вероятно, является следствием присутствия относительно большего объема более тонких пор размером 4,5 до 15 нм, которые менее прони­цаемы [4.58]. Пример влияния добавки доменного шлака на размеры пор в цементном камне приведен на рис. 4.24 [4.58].

В отличие от золы примесь доменного шлака до 40% снижает общий объем пор и повышает объем пор с размером 5 нм [4.13]. При повыше­нии количества шлака до 70% общая пористость увеличивается вместе с объемом пор меньше 5 нм.

Объем гелевых пор с максимумом пор размером 2 нм при добавлении

Гне. 4.23. Характеристики пористости бетонов па разных заполнителях. В/Ц = 0,6

А - бетон на гравии; б - бетон на щебне;-----------

А)

І I

Sus

Ющ

С вводом добавки; ------- — без ввода добавки

6)

ДИАМЕТР ПОР. 10 ,иМ ДИАМЕТР ПОР 10-'UM

Рис. 4.24. Влияние добавки 30 нли 70% доменного шлака на пористость цементи го камня

А -28 сут; 6-І год; О - 70% шлака; Д - 30% шлака

Доменного шлака повышается с увеличением его количества, что объяс­няется повышением количества гидросиликатов кальция как продукт? взаимодействия цемента и шлака [4.13].

Если зола применяется вместо цемента, снижается общая пористост'. Это означает, что в смеси образовалась более плотная структура. Примесь обычной золы к цементу в количестве до 40% увеличивает общую пористость и долю объема пор от 5 до 50 нм [4.13]. В противо­положность этому кальциевая зола в количестве 20% способствует сни­жению общей пористости. При этом увеличивается объем пор меньше 5 нм и больше 100 нм (рис. 4.25).

Объем гелевых пор с максимумом существующих пор размером 2 нм снижается с увеличением количества примеси обычной золы. Это, видимо, обусловлено образованием более плотной структуры гидроси­ликата кальция, которая образуется при реакции с цементом [4.13j.

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Влияние примеси золы в количестве 30% по массе на поровую струк­туру цементного камня является следствием относительно медленных

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА 1ЮРОВУІО СГРУКІ УРУ

Рис. 4.25. Влияние содержания золы-уноса на пористость цементного камни

А - 28 сут; 6-І год; содержание золы: О - 10%; д - 20%; Q - 30%: • - контроль

Реакций между пуццолаиовой примесью и компонентами цемента, изме­няющимися во времени [4.58].

В возрасте 28 сут для цементного камня с примесью золы типично бо­лее высокое содержание пор большего размера. В возрасте года ситуа­ция обратная, т. е. цементный камень с добавкой золы показывает в не­которой степени более низкую пористость, и наличие пор меньших раз­меров в нем по сравнению с цементным камнем без добавок благоприят­но сказывается на проницаемости камня для воды [4.58],

Кремнеземистая пыль (микрокремнезем) в количестве 10% способст­вует повышению общей пористости и объема пор с размером меньше 5 нм [4.13]. В области гелевых пор примесь 10% кремнеземне гой пыли создает примерно такие же изменения в поровой структуре, как и до­менный шлак.

При внесении кремнеземистой пыли в количестве до 10% в цементном камне происходит сдвиг максимума пор к малым значениям их радиу­сов. После 28 сут было определено незначительное количество пор раДиу - сом больше 50 нм [4.29].

При использовании активной пуццолаиовой добавки золы от сжига­ния рисовой шелухи, образующей аморфный SiC>2 с большой удельной поверхностью (55 м3/г), проявляется высокая нуццолановая активность и в изменении фазовой структуры цементного камня, в котором была использована эта добавка [4.58]. У камня с повышенным количеством добавки повышается пористость, а также размер образовавшихся пор в зависимости от количества добавки в цементе. Типичен значительный рост объема пор размером 4,5 нм. В возрасте 90 сут и после 1 года пол­ностью отсутствовали поры с размером больше 100 нм, что благоприятно отразилось на проницаемости [4.58]

Карбонатные добавки способствуют увеличению пористости и укруп­нению размера пор [4.21,4.32].

Влияние воды в поровом пространстве цементного камня на его структурные характеристики. Почти все свойства цементного камня су іцественно зависят от взаимодействия пористого цементного камня с во дой. Взаимодействие гелевых частиц с молекулами воды до сих пор не было четко выявлено. По этому поводу существуют взаимоисключаю­щие мнения.

Для описания микроструктуры цементного камня и взаимодействия с водой был разработан целый ряд моделей — Пауэрса, Исхай, Фельдмана Середы и так называемая мниховская модель. Модели отличаются преимущественно различной классификацией воды в цементном камне и различным влиянием, приписываемым слоям воды, на некоторые свойсіва камня или на их поведение. Различие между моделями основы­вается па различном взгляде на состояние межслоевой (цеолитной) во­ды. Различии в классификации воды наталкиваются не только па опреде­ления и обычную терминологию, но отражаются количественно н на не­которых свойствах камня, так как существует внутренняя удельная по­верхность и плотность [4.3].

Измерения подтвердили результаты импульсной техники ЯМР, кото ­рые показали, что существует несколько модификаций воды с разными формами связи в гидратированном цементе [4.56].

В зависимости от относительной влажности пространства, в котором находится цементный камень, можно различить несколько типов воды, присутствующих в камне. Ее состояние зависит и от размера пор, в кото­рых она находится [4.23].

Так, например, вода в межслоевых пространствах некоторых продук­тов гидратации цемента, прежде всего гидросиликатов кальция, которь. е имеют размеры от 0,5 до 3 нм, очень прочно связана и се нельзя удалить сушкой. Обратным экстремумом являются, наборот, крупные поры раз­мерами 1000 нм и более. В них вода может существовать в нормальном состоянии. Эту воду можно очень легко удалить [4.23]. Установлено, что в капиллярах с размером, большим 1000 нм, вода находится в нормаль­ном состоянии. Эти поры заполняются тогда, когда материал находится в непосредственном контакте с водой.

Вода, конденсированная в капиллярах с радиусом, большим, чем 10 нм, имеет пониженный химический потенциал вследствие ее взаимо­действия с твердой поверхностью. Э1а вода образуется в результате ка­пиллярной конденсации при высоких давлениях водяного пара, т. е. п - л влажности 90...100% относительных.

В еще меньших капиллярах с размерами от 3 до 10 нм конденсиро­ванная вода уже относительно более упорядочена, чем в свободной <J >р - мс. Поры лого размера конденсат заполняет при относительной вл ности воздуха от 60 до 90%. Воды, сорбированная в слоях, меньших чем 2,5 толщины монослоя, так сильно подвергается влиянию поверхнос и, что не замерзает, например, при температуре до — 160°С.

Адсорбированные пленки воды сильно связаны с поверхностью, о. >з - ко молекулы воды внутри этого слоя весьма мобильны. Полому зги ■>- лекулы воды иногда называют двумерным ван-дер-ваальсовым га м [4.56].

Характеристики поровой структуры цементного камня нельзя tsue- нить без учета внешней среды, в которой этот камень находится, і la структуру порового пространства цементного камня влияют не тол ^о его внутренние процессы, но и изменения влажности и температ. ы внешней среды.

Оставить комментарий