ВСЕ О ПЕНОБЕТОНЕ

Высокопрочные быстротвердеющие бетоны На предварительно глубокогидратированном цементе

Многолетний анализ процессов, протекающих при взаимодействии цемен­та с водой, привел к выводу, что твердение вяжущих веществ - внутренне про­тиворечивое явление, при котором происходят не только структурообразую­щие, но и деструктивные процессы. Такие процессы приводят к возникновению растягивающих напряжений в цементном камне, которые при некоторых не­благоприятных обстоятельствах способны интенсивно развиваться, что сильно понижают прочность бетона.

По этой причине повышение тонкости помола цемента и гидротермальная обработка изделий приводят к ускорению твердения бетона и повышению его прочности лишь при определенных условиях и до определенного предела.

Одним из главных и неизбежных источников возникновения растягиваю­щих напряжений, проявляющихся даже при изотермических условиях твердения бетона, является так называемое диспергационное давление, развиваемое про­дуктами гидратации, выделяющимися внутри капилляров цементного камня.

Как известно, частицы продуктов гидратации в 100 и даже 1000 раз меньше исходных цементных зерен. Благодаря этому при полной гидратации одного зерна цемента образуется несколько миллиардов новых мельчайших частиц. Эти частицы занимают гораздо больший объем, чем объем исходного зерна це­мента, поскольку между ними неизбежно появляются промежутки, которых не было в исходной плотной цементной частице Объем этих промежутков зависит от плотности укладки новообразовании, которая, в свою очередь, зависит от скорости их возникновения, уменьшаясь с ее возрастанием.

Расчеты и экспериментальные данные показывают, что по указанным при­чинам видимый (габаритный) объем новообразований значительно больше, чем сумма объемов, вступивших в реакцию цемента и воды. Поэтому гидратирую - щаяся цементная частица, на поверхности которой выделяются новообразова­ния, постепенно «набухает», в результате чего через некоторое время весь объем капилляров оказывается заполненным твердыми продуктами гидратации дан­ной плотности упаковки. Дальнейшая гидратация приводит к тому, что вблизи поверхности цементной частицы новая порция новообразований уже не может разместиться с той же плотностью упаковки, что и предыдущая. В этом месте возникает напряжение - диспергационное давление, часть которого уплотняет структуру и повышает прочность цементного камня, но другая часть создает рас­тягивающее усилие внутри цементного камня. Доля диспергационного давления, превращающаяся в растягивающее усилие, возрастает и может существенно по­низить прочность цементного камня и бетона.

Если же процесс гидратации цемента осуществить частично, в условиях еще не сложившейся структуры, то понизятся растягивающие напряжения, а значит, повысится прочность бетона. Такой процесс можно осуществить путем домола цемента в водной среде при помощи вибрационных или шаровых мель­ниц. В этом случае, помимо собственно домола цемента, происходит и активи­зация его гидратации под воздействием значительных механических возмуще­ний от мелющих тел.

Многочисленными опытами было установлено, что наибольший эффект от предварительной глубокой гидратации цемента достигается при накоплении 15-20 % новообразований и домоле исходного цемента до удельной поверхности 5500-6000 см2/г. Подобным способом давно и успешно изготавливали бетоны, которые на несколько марок превосходили марочность используемого цемента.