Интенсификация процесса гидратации при твердении асбестоцементных изделий

Теоретический основой нового способа изготовления листовых асбестоцементных изделии на основе предварительно глубокого портландцемента являются современные представления о структурообразовании

Ускорение процесса твердения вяжущих без усиления деструктивных явлений возможно осуществить, применяя предварительно глубокогидратированный цемент. Под этим термином понимается цемент с удельной поверхностью 5500—6500 см2/г и содержанием новообразований 15—10%.

Предварительная гидратация вяжущих позволяет интенсифицировать процесс гидратации, сократить время достижения максимальной прочности, уменьшить расход вяжущего, отказаться от тепловлажностной обработки и улучшить качество изделий. Применение предварительно глубокогидратированного портландцемента позвозяет напучить асбестоцемент прочностью на изгиб 400 кг, что на 100 кг/см2 больше чем три использовании обычного портландцемента. Значительно возрастает скорое твердения асбестоцемент обладает прочностью 60— S0 кг/см2. а через I сут. воздушно-влажного хранения — 250—280 кг/см2.

Как известно, в обычных условиях при соприкосновении цемента с водой вокруг каждом исходной частицы вяжущего создается пленка новообразований. Она блокирует реакционную поверхность частиц, препятствуя взаимодействию новых порций воды с цементом. Скорость гидратации определяется не интенсивностью химической реакции, а скоростью движения воды через образовавшуюся защитную пленку гидрата. По этой причине скорость химического взаимодействия. сама по себе сравнительно высокая, снижается и замедляет процесс твердения.

Важной особенностью предварительной гидратации цемента мокрым является значительное снижение отрицательной роли пленки и при дальнейшей гидратации, что позволяет ускорить химические процессы. обусловливающие твердение. Это подтверждается кинетикой тепловыделения при тверд ни асбестоцемента изготовленного на основе предварительно глубокогидратированого портландцемента.


Интенсивное тепловыделение установлено и прн определении теплоты гидратации по ГОСТ 4798—57 термосном методом (табл. ))


Вторая характерная особенность предварительно глубокогидратированного портландцемента — значительное содержание (около 45%) частиц меньше 3 (около 15% фракции 2—3 30% частиц I мк и меньше).

Особенность фракционного состава предварительно гидратированного цемента, исследования Андерегга и Хэбелла. Рока. Лопмталя и Джемса, а также данные Бутта о скорости и глубине цементных частиц позволяют считать, что прн средней скорости гидратации, равной I мк в сутки, большинство частиц гидратируется через 20 сут. Приведенные в табл. 2 данные о количестве химически связанной воды в 28-суточном возрасте подтверждают сделанные предположения и показывают, что к этому сроку около 97% предварительно гидратированного цемента вступило в реакцию с водой.

Интенсификация процесса твердения предварительно глубокогндратированного портландцемента подтверждается н дифференциально термическим анализом (рис. 2). Слева приведены кривые потерн веса и термограммы затвердевшего портландцемента в трехсуточном возрасте исходного и предварительно глубокогидратированного цемента. Первые низкотемпературные эндотермические эффекты, наблюдающегося до 200 С — результат присутствия гидросульфоалюмннатов кальция (50—120°) и гидроалюминатов кальция (140—150°С). В цементе предварительно гидратированном зти эффекты больше, что подтверждается кривыми изменения веса (потеря веса в интервале 50—120°С в два раза больше и составляет 15%)- Подобное явление следует объяснить большей скоростью реа-шш предварительно гидратированного цемента с водой.


Второй эндотермический эффект, свидетельствующий о разложении гидросикальция и гидросиликатов кальция, на кривой б тоже больше. Увеличение этого эффекта говорит об интенсификации гидратации не только за счет алюминат- нон его составляющей (низкотемпературные эффекты), но и силиката кальция. Потеря веса исходного портландцемента составляет 2,3%, а предварительно гидратированного — 3,5%.

Третий эндотермический суммарный эффект характеризует процесс дегидратации второго и третьего эндотермически эффектов у предварительно показатели и лабораторных асбестоцементов. Интенсификация гидратации та предлагаемым методом прив дат к ускорению твердения асбеотоцементов и получению значительно больших абсолютных прочностных показателей исследованных образцов.

Испытание на морозостойкость абестоцементных образцов на основе предварительно глубокогидратированого портландцемента проводилось по ГОСТ 378—60. Как видно из табл- 5, эти образцы только посте 150 циклов замораживания и оттаивании незначительно терять прочность. Высокая морозостойкость асбестонов очень важна, поскольку это обусловливает его долговечность При условии предварительной гилатании цемента до накопления 15—20% новообразований. удельного давления прессования изделий при 150 кг/см2.

Таким образом предварительная глубокая гидратация портландцемента перед изготовлением асбестоцементных изделий интенсифицирует физико-химические процессы, протекающие прн нх твердении, а это, в свою очередь, способствует получению изделий с высокими прочностными показателями.