Строительство. Справочные пособия

Добавки в бетон

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Изучение морфологии цементного камня включает наблюдение формы и размеров индивидуальных частиц. К наиболее современной технике, используемой для этих целей, относятся различные варианты электронной микроскопии, в том числе сканирующей [6], работающей по принципу отражения и прохождения электронного пучка, включая высоковольтные электронные микроскопы с высокой разрешающей способностью, пригодные для исследования тонких слоев.

Попытки объяснить прочность цементного камня его морфологией были не всегда успешными [29].

Сопоставление микроморфологических данных, полученных разными   авторами,  свидетельствует о том, что они имеют специфические ограничения вследствие как сравнительно небольшого числа публикуемых микрофотографий, так и их недостаточной представительности из-за малой площади объекта наблюдения. Иногда микрофотографии включают в статьи потому, что они имеют четкие морфологические признаки. В дополнение следует отметить, что микрофотографии, представляющие микроструктуру, могут различаться у разных исследователей. Даже описание явно похожих структур бывает субъективным. Другой проблемой является неверное истолкование конкретной морфологии. Эти затруднения иногда могут быть устранены путем уточнения данных микроанализов с помощью метода рассеивания рентгеновских лучей. Иногда неправильное истолкование морфологии может быть следствием геометрии образца и ее связи с углом падающего и воспринимаемого отраженного пучка электронов. Так, гексагональная форма гидратов может быть принята за кубическую [30]. Были предприняты попытки количественно просчитать образующиеся фазы. Однако имеются специфические ограничения для такого расчета, поскольку разрушения при приготовлении образцов проходят в основном по слабым фазам, количество которых может быть завышено. Визуальный расчет менее Надежен, чем метод «точечных измерений». В связи с изложенным сделано заключение, что информация о прочности, если она основана на подобных качественных измерениях, имеет существенные ограничения, особенно потому, что многие свойства цементного камня определяются на ином микроуровне, чем тот, который исследуют с помощью электронной микроскопии.

Гидросиликаты кальция — основные фазы

цементного камня (помимо

Са(ОН)г). На ранней стадии

гидратации C3S образуются

преимущественно гелеобразные

гидросиликаты, часто покры

вающие AF-3-фазу или созда

ющие на ней мембраны. Те же

продукты гидратации C3S в воз

расте нескольких дней пред

ставлены фибриллами из C-S-H

и, частично, свернутыми лист

ками, тогда как в портланд

цементе после столь же про

должительной гидратации C-S-

Н-фаза, кроме того, состоит из

сетчатых и трубчатых струк

тур, формирующихся на AF-3-

фазе. В более поздние сроки

'гидратации C3S образуются

плотные гидросиликаты каль

ция (внешний продукт), тогда

как при гидратации портланд

цемента — более плотноупако-

ванные C-S-H-фазы вблизи AF-3-фазы 

По морфологическим признакам C-S-H-фазу удается классифицировать на 4 типа [31]. Первый из них, образующийся в ранние сроки, представлен вытянутыми частицами. Описаны также иглообразные, призматические или тонкие пластинчатые частицы размером в несколько мкм.

Второй тип C-S-H -фазы — сетчатые или ячеистые структуры, образованные во взаимосвязи с C-S-H-фазой первого типа. В продуктах гидратации C3S и C2S их не обнаруживают, если только не используют добавки. В цементном камне они не зафиксированы: в нем образуются частицы менее определенной морфологии длиной порядка 100 нм; этот тип структур принято считать трет ь-им по морфологическим признакам. Четвертый тип — продукты гидратации, образующиеся в поздние сроки,— плотноупако-ванные, неровные, формируются преимущественно в пространствах, ранее занятых зернами цемента. Их обнаруживают также в продуктах гидратации C3S. Описаны и C-S-H-фазы, имеющие иную форму. На 1.4 представлены различные морфологические типы С-Б-Н.образующиеся при гидратации цемента в течение разных сроков; через несколько минут (В), через 3 сут (С и D, типы I и II), 7 сут (£, видны массивные пластинки Са(ОН)г) и 28 сут (F, тип III). Эталон — негидратированный цемент (А). Представлены также негидратированный C3S (G) и этот же мономинерал после кратковременной гидратации (Я), гидратации в течение 3, 7 и 28 сут влажного хранения (соответственно /, /, К).

Другие гидратные фазы. Са(ОН)г представлен тонкими гексагональными пластинками размером порядка 10 мкм. Со временем Са(ОН)г группируется в более массивные структуры   с   потерей   гексагональной формы. Он может маскировать другие продукты гидратации. Эттрингит представлен стержнями удлиненной формы с параллельными сторонами; он не образует ответвлений.

Моносульфоалюминат (гидрат) и гексагональные гидроалюминаты кальция представлены тонкими гексагональными пластинками.