Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Свойства цементного камня
|
|
Прочность цементного камня, приготовленного из ПЦ и выдержанного в определенных условиях, зависит от пористости.
Прочность и пористость связаны экспоненциальной зависимостью:
,
где ПО – пористость при нулевой прочности, ~ 60%;
k – коэффициент пропорциональности.
На практике применяют в основном бетонные смеси с В/Ц = 0, 4-0, 8, которые поддаются уплотнению вибрированием, поэтому пористость цементного камня реальных бетонов составляет 30-50%.
На прочность цементного камня влияют:
1) минералогический состав;
2) тонкость помола. Увеличение удельной поверхности до 5000 см2/г увеличивает прочность, дальнейшее увеличение тонкости помола к росту прочности не приводит, а иногда и к снижению из-за повышения водопотребности. Тонкость помола оценивается по остатку на сите 008, и для обычного ПЦ не должна превышать 15%.
Морозостойкость зависит от минералогического состава клинкера, вещественного состава ПЦ и капиллярной пористости цементного камня, понижает морозостойкость С3А, поэтому его ограничивают до 5-7 %. Добавки осадочного происхождения (трепел, диатомит) увеличивают водопотребность цементного камня и, следовательно, понижают морозостойкость. Для повышения морозостойкости вводят ПАВ.
Воздухостойкость – способность цементного камня сохранять прочность в сухих условиях, при сильном нагреве солнечными лучами, а так же в условиях попеременного увлажнения и высушивания.
Цементы, содержащие АМД осадочного происхождения, не только менее морозостойки, но и менее воздухостойки. Из-за дегидратации (выветривания) части воды из низкоосновных гидросиликатов кальция.
Химическая стойкость. Коррозия вызывается воздействием агрессивных газов и жидкостей на составные части затвердевшего ПЦ.
Встречаются десятки веществ, оказывающие влияние на цементный камень. По В.М. Московину коррозию цементного камня можно разделить на три группы:
1) разложение составляющих цементного камня, растворение и вымывание Са(ОН)2 под воздействием мягких вод, содержащих мало растворенных веществ. К ним относятся воды оборотного водоснабжения, конденсат, дождь и т.д. Наиболее растворимым компонентом цементного камня является Са(ОН)2, образующийся при гидратации С2S. При действии воды, особенно проточной, концентрация Са(ОН)2 снижается и в результате уменьшения СаО (менее 1, 1 г/л) разрушаются гидросиликаты кальция и гидроалюминаты. Выщелачивание можно обнаружить по появлению белых пятен на поверхности бетона. Для борьбы с данным видом коррозии (коррозия выщелачивания) применяют ПАВ, АМД, искусственную карбонизацию, уменьшение C3S, применение белитовых цементов, повышение плотности, покрытие водоотталкивающих материалов;
2) коррозия, связанная с образованием легкорастворимых солей (коррозия обменных реакций):
а) углекислотная развивается при действии на цементный камень воды, содержащей СО2:
Ca(OH)2 + CO2 + H2O → CaCO3 + H2O.
Избыточный оксид углерода разрушает карбонатную пленку бетона вследствие образования легкорастворимого бикарбоната кальция:
CaСО3 + CO2 + H2O → Са(НСО3)2.
Понижение концентрации Са(ОН)2 приводит к разложению гидросиликатов кальция.
Для борьбы – повышение плотности, гидроизоляция;
б) кислотная коррозия происходит при действии любых растворов кислот, кроме поликремневой и кремнефтористоводородной. Свободные кислоты встречаются в сточных водах промышленных предприятий и т.д.
Кислоты взаимодействуют с гидроксидом кальция, образуя легкорастворимые соли, или образование соли связано с увеличением объема. Помимо того, кислоты разрушают CSH.
Защита: покрытие кислотостойкими материалами;
в) магнезиальная коррозия происходит при воздействии на Са(ОН)2 солей магния, растворенных в воде. Разрушение протекает вследствие обменных реакций:
Ca(OH)2 + MgCl2 → CaCl2 + Mg(OH)2,
Ca(OH)2 + MgSO4 → Mg(OH)2 + CaSO4 2H2O.
Соли CaCl2, CaSO4 2H2O вымываются из бетона, а Mg(OH)2 – не растворим в воде и не обладает вяжущими свойствами;
г) коррозия под действием минеральных удобрений. Особенно вредны аммиачные удобрения:
Ca(OH)2 + 2NH4 NO3 + 2H2O → Ca(NO3)2 4H2O + 2NH3.
Нитрат кальция растворим, а NH3 – газ.
Защита: повышение плотности, гидроизоляция, АМД;
3) сульфоалюминатная коррозия возникает при действии на гидроалюминаты воды, содержащей ионы 
более 250 кг/л.
3CaOAl2O3 6H2O + 3CaSO4 2H2O + 23H2O → 3CaOAl2O3 3CaSO4 31H2O.
Образование эттрингита в порах цементного камня сопровождается увеличением объема ~ в 2 раза, что приводит к разрушению цементного камня.
Защита: повышение плотности цементного камня, гидроизоляция, сульфатостойкие цементы.