ГЕНЕЗИС ПОР В СТРУКТУРАХ ГИДРАТОВ И ПРЕДПОСЫЛКИ К САМОРАЗРУШЕНИЮ ТВЕРДЕЮЩИХ ВЯЖУЩИХ

Как известно, при взаимодействии вяжущих с водой возникают гидраты, абсолютный объем которых меньше объема исходных веществ (явление контракции). Показатели контракции у разных вяжущих находятся в пределах 1,8—24%. Обычно смесь вяжущего с водой при водовяжущих отношениях, превосходящих стехиометрически необходимые, во время твердения практчически остается в пределах начального своего объема, что обусловливает возникновение в пей пор, объем которых соответствует величине контракции. Она предопределяет невозможность практически получать при твердении гидратные вяжущие структуры, полностью лишенные пор.

Но есть еще и другой, более интенсивный фактор, обусловливающий возникновение нор в твердеющей массе. Он связан с тем, что частичкам гидратов всех вяжущих при их образовании присуще свойство размещаться в пространстве е такими промежутками между ними, которые определяются особенностями кристаллической структуры гидратов и условиями их образования. Это явление в большой степени отражается на формировании структуры затвердевшего вяжущего вещества, на его прочности и долговечности.

Ниже используется понятие общей (абсолютной) пористости затвердевшего камня. Она получается вычитанием из единицы внешнего объема образца (например 1 см3) показателя абсолютного объема твердой фазы в этом образце, выраженного в долях единицы (1 см3). Относительная пористость массы гидратных новообразований получается делением показателя общей пористости образца на сумму показателей абсолютного объема массы гидратов в нем и объема общей пористости.

Абсолютная пористость массы гидратов рассчитывается делением показателя общей пористости образца на показатель абсолютного объема массы гидратов в единице внешнего объема образца.

По данным Т. Пауэрса частички, образующиеся при гидратации портландцемента, размещаются в пространстве с промежутками, занимающими не менее 28 % общего объема гидратных частичек с порами между ними (относительная пористость гидратов). Это соответствует = 0,39 абсолютного объема новообразований (абсолютная пористость гидратов). По данным Д. М. Рой при прессовании под высоким давлением горячих смесей цемента с водой и по нашим данным, в условиях длительного, до 5 лет, твердения в воде цементных образцов относительная пористость новообразований может снижаться до 24—22% общего объема их с порами. Частички других гидратов, например СзАИ6, эттрингита при образовании размещаются в объеме системы со значительно большими промежутками но сравнению с гидратами портландцемента.

Таким образом, объем пор, образующееся в смесях вяжущих с водой вследствие контракции, далеко не достаточно для размещении частичек новообразований с промежутками между ними. Рассмотрим изменения показателей пористости, прочности и объемов твердеющих систем при образовании некоторых гидратов. Для лучшего понимания ситуаций, возникающих при образовании гидратных частичек твердой. фазы с промежутками, рассмотрим гидратацию С3А по cxeме ЗСа0-А1203+6Н20 = ЗСаО-А12Оз-6Н2 Принимаем плотность СзА равной 3,04, а СзАНв — 2.52 г/см3. Исходная смссь, в которой при стехиометрическом; соотношении на одну часть СзА но масса приходится 0,4 части воды, представляет собой слитную пластичную масс у л Ее начальный объем без учета воздухововлечения равен:

Сущность положительного воздействия активных минеральных добавок на сто пень расширения гидратирующихся окисей кальция и магния до настоящего времени не установлена. По нашему мнению, ома заключается в переводе гидроокисей кальция и магния в момент их возникновения в соответствующие гидросилнката кальция и магния. Частички последних размещаются и пространстве с промежутками, объем которых примерно в 2- 2,5 раза меньше (объема образующейся твердой фазы.

С учетом того, что образование гидроокиси кальция протекает с увеличением объема нор между ее частичками и три раза по сравнению с объемом фазы, становится понятным влияние добавок на развитие внешнего объема систем. Они вызывают уменьшение объемного расширения примерно в 5—6 раз., Описанный явления наблюдаются с некоторыми особенностями и при длительном твердении портландцементов.

Из сказанного выше можно сделать вывод о том, что частички гидратов, образующихся при взаимодействии вяжущих с водой, обладают свойство размещаться в пространстве с промежутками между собой, объем и конфигурация которых обусловливаются их индивидуальными особенностями и условиями твердения. Образующиеся при этом поры предопределяют физико-механические свойства и долговечности затвердевшей системы. Они непосредственно причастны к явлению саморазрушения твердеющих слитных смесей вяжущих с водой, взятых в стехиометрическом или меньшем соотношении