Оптимизация технологического регламента изготовления пенобетонов

Физическая сущность понятия "В/Ц&quot

Взаимодействие портландцемента с водой приводит к образованию новых веществ, которые и обуславливают схватывание и твердение цементного теста, растворной или бетонной смеси. Состав новообразований зависит как от химического и минералогического состава цементов, так и от ряда внешних факторов. И в первую очередь от соотношения участвующих в реакции веществ и условий протекания хим. реакции (температура, влажность, давление).

Со стороны инициатора начала хим. реакций один представитель – вода.

А вот другую сторону представляет целый комплекс химических соединений, в обобщённом виде называемый – клинкерная часть цемента. Его примерный состав следующий (%):

Алит (С3S) 45 – 60

Белит (С2S) 10 – 30

Трехкальциевый алюминат (С3А) 5 - 12

Алюмоферит (С4AF) 10 – 20

Стекловидная фаза 5 – 15

Окиси кальция и магния (СаО +MgО) 1 - 5

Свободные щелочи (Na2O + K2O) до 1

Даже простое перечисление самых значимых составляющих цемента не является побудительным мотивом к более глубокому проникновению в суть явлений, которые начинаются при их соединении с водой. Тем более что у меня самого, имеется стойкая убежденность, что несколько сот страниц зубодробительного описания как всё ЭТО реагирует с водой и между собой, хоть кто-то толком знает и понимает. Во всяком случае, теоретических моделей, описывающих суть происходящего несколько. Они последовательно развиваются во времени и являются предметом непрестанных дискуссий в среде академической бетоноведческой профессуры. Исходя из принципа разумной достаточности, ограничусь в описании этих процессов всего парой абзацев.

В начальный период формирования структуры цементного камня цементное тесто представляет собой концентрированную суспензию (пасту). Она состоит из цементных зёрен, окружённых водой затворения. Чем больше начальное водоцементное соотношение, тем при равных условиях толще водные прослойки, окружающие цементные зерна. Вода затворения в цементном тесте образует систему взаимосвязанных капиллярных пор, беспорядочно распределённых по всему объёму цементного камня.

В результате гидратации цемента образуются новые соединения – т. н. гидратные новообразования. Их объём примерно в 2.2 раза больше абсолютного объёма негидратировавшего цемента. Участвуя в химической реакции, вода расходуется на гидратацию цемента, а высвободившееся место заполняют образующиеся гидратные новообразования – идёт встречный процесс. Начиная с определенных соотношений ( В/Ц > 0.22 – 0.28 ), цемента уже не хватает на полное химическое связывание воды – она остаётся в толще цементного камня и формирует его микропористость.

При дальнейшем увеличении водоцементного соотношения (В/Ц > 0.65) оставшиеся микропоры и капилляры уже настолько протяжённы и разветвлены, что становятся сообщающимися между собой. Цементный камень с таким строением порового пространства характеризуется не только низкой прочностью (см. Рис. 1), но и высокой водопроницаемостью и плохой морозостойкостью.

Подытоживая:
В обобщенном варианте можно как ориентир, принять, что каждый лишний процент воды, сверх обеспечивающей водопотребность цемента, снижает прочность на 1 - 3%, а такой эксплуатационных показатель как морозостойкость – на 5 - 15%.