ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ЦЕМЕНТА В ИСХОДНОЙ СИСТЕМЕ НА СВОЙСТВА КАМНЯ, ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ ПРИ АВТОКЛАВНОЙ ОБРАБОТКЕ

Одним из авторов настоящей статьи ранее было проанализировано влияние массовой концентрации исходных вяжущих веществ в единице объема смеси их с водой на прочность и объемные деформации, возникающие при твердении системы в обычных температурных условиях (20°С) При этом отмечалось воздействие давления зародышеобразовання на конечную прочность и структуру образующегося камня, возрастающее с увеличением массовой концентрации вяжущего в системе.

Ниже излагаются результаты опытов по определению влияния концентрации портландцементов двух цементных заводов (Николаевского и Брянского) и их смесей с песком на прочность и некоторые другие характеристики камня, образующегося при автоклавной обработке паром при 8 кгс/смг (174,5°С) по режиму 2+8+2 ч.

Один портландцемент содержал C3S и CjA в количестве 55 и 11%, второй — 42,5 и 4%. Тонкость помола цементов (марка обоих 400), а также их смесей

Результаты опытов (см. таблицу и рис. 1, 2) позволяют сделать следующие выводы. Содержание химически связанной воды в цементном камне, а следовательно и степень гидратации вяжущего с увеличением его концентрации в системе монотонно уменьшается и перестает изменяться на уровне, примерно равном 30% полной гидратации. Так, в образцах 1 — 5 (в скобках приведены данные для второго цемента) при увеличении исходной концентрации вяжущего с 1,36 (1,47) до 2,46 (2,42) г/см3 степень гидратации снизилась с 65,7 (51,5) до 32,4 (28,7)%- При этом абсолютная пористость уменьшилась соответственно с 45,4 до 11,2% и с 42,3 до 13%. Одновременно увеличивалась объемная концентрация новообразований в - цементном камне, которая достигла предела (у первого цемента 0,74 и у второго 0,65 см3/см3). Таким образом, абсолютная пористость гидратов оказалась равной соответственно (1—0,74)100 и (1—0,65)100, т. е. 26 и 35%.

Полученные данные подтверждают ранее сделанный вывод1 о том, что степень гидратации портландцемента и и условиях автоклавного твердения определяется двумя факторами: концентрацией вяжущего в исходной системе и объемной концентрацией новообразований. При этом, чем больше исходная концентрация вяжущего и чем меньше начальная пористость, тем при более низкой степени гидратации заполняется свободное пространство частичками новообразований. Но так как последние размешаются в свободном объеме с промежутками между собой, то их объемная концентрация в пределе ограничивается своей пористостью, которая в представленных опытах достигает 26—35% общего абсолютного объем а новообразований и пор. По ее достижении прекращается взаимодействие вяжущего с водой даже в условиях высокой температуры твердения (174,5°С).

Это является следствием высоких когезионных сил между частичками новообразований, превосходящих давление могущих образоваться зародышей гидратов. Несомненно, что давление последних отрицательно отражается на прочности камня, о чем косвенно свидетельствует в этих опытах увеличение объема образцов на 1—2%.

Прочность образцов, как видно из рис. 1 к 2, находится в прямой зависимости от их общей пористости и от объемной концентрации новообразований, как это было показано ранее. По полученным данным, образны из цемента с повышенным содержанием C2S и С3А имеют более высокую прочность, что, по-виднмому, является следствием влияния минералогического состава.

В большинстве опытов коэффициенты для цемента Брянского завода в условиях автоклавного твердения относительно выше по сравнению с цементом Николаевского завода, хотя второй был активнее первого.

Все коэффициенты значительно возрастают с уменьшением как общей пористости образцов, так и пористости новообразований. Ввод молотого песка в цементы существенно увеличивает прочность образцов, имеющих примерно одинаковую общую пористость, а величина всех коэффициентов повышаются в 2—3 раза в расчете на клинкерную часть, в особенности при значительных показателях пористости.

Примерно одинаковое содержание химически связанной воды в цементных и цементно-песчаных образцах (в пересчете на клинкерную часть) подтверждает известный факт о более высоких вяжущих свойствах низкооснбвных гидросиликатов кальция, образующихся в цементно-песчаных образцах. Вместе с тем обращает на себя внимание и то обстоятельство, что в последних содержится меньше связанной воды в расчете на всю смесь. Это приводит к мысли о повышенных вяжущих свойствах гидросиликатов кальция, в составе которых присутствует меньшее количество кристаллизационной воды.