Сущность гидрофобизации цементов
Общие и специальные свойства цементов, бетонов и растворов в большинстве своем зависят от действия воды, которому подвергаются эти материалы в периоды изготовления и твердения, а также во время службы в конструкции. По отношению к воде цемент отличается противоречивыми свойствами: химическое сродство с водой органически присуще цементу (без этого он не мог бы служить вяжущим веществам). Но вместе с тем гидрофильность цемента, то есть способность и в порошкообразном состоянии, и в виде цементного камня хорошо смачиваться водой, приводит ко многим вредным последствиям.
Так, при помоле клинкера адсорбирующаяся влага вызывает прилипание наиболее мелких частиц цемента к мелющим телам, что затрудняет работу мельниц. Затем, во время транспортирования и хранения, цемент поглощает влагу из окружающей среды и теряет активность. Далее, в процессе изготовления бетонных (растворных) смесей цемент обычно иммобилизует значительный избыток воды, что увеличивает пористость цементного камня, снижает его прочность и стойкость.
Наконец, при длительном воздействии воды на отвердевшие цементные материалы их эксплуатационные свойства могут сильно ухудшиться. Помимо ущерба, непосредственно вызываемого водой, ожидаемое вредное ее действие (при крайней неопределенности характера и размера этого действия) иногда затрудняет выбор материалов для конструкций и нередко вынуждает принимать чрезмерно большие запасы «химической прочности».
Таким образом, взаимодействие цемента с водой имеет двойственный - одновременно и полезный, и вредный характер.
Однако гидрофильность цемента нельзя рассматривать как неизменную его особенность, которая неизбежно должна проявляться на всех этапах его изготовления и применения.
Уже давно классики мирового и отечественного бетоноведения обращали внимание на необходимость регулировать свойства цемента по отношению к действию воды. Из задачи преодоления противоречий, заложенных самой природой цемента, и исходил научный замысел: изменить свойства цемента таким образом, чтобы он стал менее гидрофилен и даже приобрел водоотталкивающие свойства, но в то же время мог бы взаимодействовать с водой на тех стадиях применения, когда это практически нужно.
Так возникла задача - разработать качественно новый технологический путь изготовления цемента с тем, чтобы можно было в известной мере управлять поведением цемента по отношению к воде во всех ее агрегатных состояниях и на всех этапах существования цемента, начиная с операции его помола на цементном заводе, затем в период его перевозки и хранения, потом в момент изготовления бетонных или растворных смесей и, наконец, во время службы цементных материалов в конструкциях.
Такой цемент, у которого процессы вредного взаимодействия с водой ограничены, а способность к нормальному гидравлическому твердению остается без изменений, был назван гидрофобным. Первенство в его разработке принадлежит советским бетоноведам Хигеровичу М. И. и Скрамтаеву Б. Г. (а. с. № 84554 с приоритетом от 30.04.49). В начале 50-х годов в СССР было развернуто промышленное производство гидрофобных цементов на ряде цементных комбинатов страны.
