Вторник, 07.07.2020, 00:35
Приветствую Вас Гость | RSS         
Меню сайта

Категории каталога
Аналитические обзоры [5]
Научные исследования [7]
Статьи [2]

Главная » Статьи » Исследования, статьи, обзоры » Научные исследования

Свойства цементов с карбонатными добавками (2)


Рисунок 2. Схемы сопряжения плоскостей спайности кристаллов кальцита (а) с кристаллами гидросиликатов (б), кубического гидроалюмината (в), гексагональных гидроалюминатов (г) и эттрингита (д). Тонкими линиями показана решетка кальцита, а жирными – решетки гидратных фаз

Критерием возможности срастания кристаллов может служить величина Δ=(а12)/а1, где а1 и а2 – параметры решеток в плоскости срастания; различие параметров срастающихся кристаллов не должно превышать 15%. Для гидросиликатов кальция (а=11,2 Å; в=7,3 Å; с=9,0÷22,6 Å) минимальному критерию Δ соответствует расположение плоскости (001) гидросиликата кальция параллельно плоскости (100) кальцита, а также направлений [100] и [010] гидросиликата параллельно направлениям [011] и [011] кальцита (рис. 2, б). Значение Δ по этим направления составляет 4 и 8%.

На снимках подложки с C3AH6 видны частицы кубической формы и их агрегаты. Для C3AH6 (а=12,57 Å) минимальному критерию Δ (2%) соответствует параллельное расположение плоскостей (100) и направлений [010] сопрягающихся решеток (рис. 2, в). Для гексагональных гидроалюминатов и моногидросульфоалюмината кальция (а=5,7 Å) этому условию отвечает расположение плоскости (0001) гидроалюмината параллельно плоскости (100) кальцита и направления [1120] гидроалюмината параллельно направлению [001] кальцита (рис. 2,г). Для эттрингита (а=11,23 Å) полное размерное соответствие имеется при расположении плоскости (100) кальцита, для направлений [1120] эттрингита и [010] кальцита (рис. 2, д).

Возможность образования сростков CaSO4∙2H2O  с кальцитом маловероятна ввиду разных типов элементарных ячеек и отсутствия кратности параметров.

Ca(OH)2 кристаллизуется в виде гексагональных пластинок. У портландита параметр с (4,909 Å) равен параметру а гексагональной ячейке кальцита. Поэтому образование сростка возможно здесь при сопряжении плоскости (1120) портландита с плоскостью (100) кальцита.

Полученные данные позволяют сделать следующим образом представить себе процесс формирования контактной зоны. Зародыши новой фазы образуются на подложке в произвольной ориентации. В случае соответствия структурно-геометрическому принципу Руайе и при определенной ориентации, приобретаемой благодаря миграции по поверхности, растущий кристалл образует сросток с подложкой. Кристаллы, имеющие более (например, кристаллы портландита) растут более интенсивно, подавляя рост зародышей с менее благоприятной ориентацией. В результате этого на контакте двух сросших кристаллов образуется переходная зона, включающая мелкие монокристаллы произвольной ориентации, на которых одна кристаллическая решетка переходит в другую, а также участки, содержащие эпитаксические включения, возникшие в результате распада или образования твердых растворов и выделения самостоятельных фаз в эпитаксической ориентировке.

Контактная зона в реальных твердеющих системах.

Контакты срастания изучались на растворных образцах (состав 1:3, В/ц=0,5) в виде балочек размером 1х1х3 см. В качестве вяжущих использовали C3S, C3A и портландцемент. Заполнителями служили природные монокристаллы кварца и кальцита, измельченные до величины 1мм. Прочность образцов на кальцитовом заполнителе оказалась на 25-50% выше, чем на кварцевом. Если в отношении образцов с C3S повышение прочности может быть вызвано только большим количеством сростков кристаллов гидратных новообразований с кальцитом, чем с кварцем.

С помощью электронно-микроскопических исследований на поверхности заполнителей, находившихся в твердеющем тесте C3S и портландцемента, обнаружены хорошо окристаллизованные ромбоэдры кальцита, являющегося продуктом карбонизации гидроокиси кальция, выделявшейся при гидролизе C3S. Хорошая органика кристаллов кальцита и их закономерное расположение на поверхности заполнителя говорит о том, что их кристаллизация проходила при малом пересыщении, по всей вероятности, на поздних этапах твердения. Ориентированные слои кальцита на поверхности заполнителей уплотняют и упрочняют контактные зоны вяжущего, что благоприятно сказывается на прочности раствора.

Некоторые вопросы технологии

В присутствии карбонатов кальция наблюдается ускорение процесса гидратации клинкерных частиц смешанного цемента, так как при этом увеличивается водно-клинкерное отношение в системе и осуществляется отвод продуктов растворения из зоны реакции к поверхности частиц микронаполнителя. Прочность сцепления карбонатных частиц с матрицей цементного камня возрастает при их механохимической обработке в активных механических измельчителях.

Во многих работах отмечалось, что применение карбонатных добавок способствует уменьшению водопотребности, расслаиваемости и водоотделения бетонных смесей; повышению их водоудерживающей способности, плотности и однородности; снижению усадки, водопоглащения и тепловыделения бетонов, а также улучшает их атмосфероустойчивость, водо-, морозо- и кислотостойкость, стойкость к агрессивному воздействию морской воды и, что немаловажно, придает цементному камню и бетону более светлый цвет (6, 9, 17, 18).

Хорошая размалываемость карбонатных пород, наряду с возможным некоторым снижением энергозатрат на помол цемента, предопределяет и более высокую эффективность двухступенчатого помола смешанных цементов, при котором предварительно измельченный клинкер домалывается с дробленой добавкой.

Производство цемента с тонкодисперсными карбонатными добавками целесообразно увязывать с конкретными условиями цементных заводов, с качеством и химико-минералогических составом клинкера, наличием добавок, парком помольного оборудования, а также с запросами основных потребителей. Поскольку цементы с карбонатными добавками в первую очередь целесообразно производить на базе клинкеров с повышенным содержанием C3A, а также цементы хуже ведут себя при гидротермальной обработке, то их прежде всего следует применять в бетонах, твердеющих в нормальных температурных условиях.

Таким образом, установлено, что тонкодисперсные карбонатные добавки, вводимые в цемент в количестве до 20-30% играют важную структурообразующую роль в формировании цементного камня и благоприятно влияющих на его строительно-технические свойства.


Тимашев В.В., Колбасов В.Н. Свойства цементов с карбонтатными добавками // Цемент, 1981 г.


               Назад          1    2

Категория: Научные исследования | Добавил: cement (07.11.2008)
Просмотров: 1601 | Комментарии: 2 | Рейтинг: 5.0/1 |
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Форма входа

Поиск

Друзья сайта

Статистика
Rambler's Top100 Яндекс цитирования
Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0


При использовании любых материалов гиперссылка на сайт www.cement.ucoz.ru обязательна © cement.ucoz.ru 2007 - 2020