УДК 666.9.015.7
Л.В. Киреева
Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова
Существует несколько способов интенсификации процесса твердения вяжущих систем. Одним из таких способов является повторная вибрация. Целью настоящего исследования являлось выяснение влияния повторного вибровоздействия на кинетику гидрато- и структурообразования.
Для исследования использовали цементное тесто из ПЦ 500 Магнитогорского цементно-огнеупорного завода с в/ц = 0,4. Из цементного теста изготавливали образцы размером 2х2х2 см, которые твердели в нормальных условиях в закрытой форме. При проведении исследований использовали электрофизический и потенциалометрический [2] методы. Повторное вибровоздействие осуществляли в конце индукционного периода – 2ч 6мин (по кривой изменения амплитуды электрического сигнала рис.1) в течение 90 с (оптимальная длительность повторного вибровоздействия была установлена более ранними исследованиями [1]).
С помощью электрофизического метода по изменению амплитуды электрического сигнала было установлено, что вследствие повторного вибровоздействия увеличивается индукционный период (рис.1), т.к. новообразования обладают защитными свойствами (полупроницаемая плёнка), поэтому интенсивность взаимодействия временно снижалась [2]. При повторном вибровоздействии идёт разрушение коагуляционной структуры (АВ), затем её восстановление (ВВ’), т.е. увеличивалась длительность существования коагуляционной структуры. По окончании индукционного периода шло самопроизвольное разрушение коагуляционной структуры и перестройка её в коагуляционно-конденсационную (ВС, В’C’). Это было вызвано тем, что по окончании индукционного периода в системе развязывалось интенсивное химическое связывание воды, а также резко возрастала пластическая прочность и разогрев за счёт теплоты гидратации, которая приводила к активации связывания воды. В результате этого структура пасты разрушалась и она разжижалась. Интенсивная гидратация вызывала сжатие диффузионной части двойного слоя, способствовавшее схватыванию системы [2]. В дальнейшем шёл переход в конденсационно-кристаллизационную структуру (СD, C’D) в результате продолжающегося связывания воды (химическое и адсорбционное) приводило в период схватывания к сближению частиц твёрдой фазы до расстояния дальнодействия валентных сил, и система из полупластического состояния переходила в камневидное за счёт формирования межзерновых контактов [2]. При повторном вибровоздействии срывались сольватные оболочки, цементное зерно обнажалось и процесс гидратации шёл с новой силой, т.е. шёл процесс более глубокой гидратации, что способствовало увеличению скорости гидратообразования (рис.2).
Так как гидрато- и структурообразование взаимодействующие процессы, то, следовательно, наблюдалось более сильное изменение скорости и степени завершённости структурообразования после повторного вибровоздействия (рис.3, 4). Вызвано это тем, что в результате повторного вибровоздействия в конце индукционного периода наблюдалось усреднение и уплотнение цементного теста. Усреднение происходило за счёт дезагрегации образовавшихся флокул с увеличением количества частиц, в результате чего увеличивалась площадь для дальнейших реакций и образования межзерновых контактов. Процесс структурообразования сопровождался адсорбционным связыванием воды поверхностями твёрдой фазы (новообразования) [4,5]. Следовательно, с увеличением площади было интенсивное адсорбционное связывание воды, а также интенсивно изменялась скорость структурообразования (рис.3, интервал 2 – 6 ч).
Изменение параметров вяжущей системы вызвало изменения в самой системе. Это наблюдалось на изменении степени завершённости структурообразования (рис.4, интервал 2 – 24 ч):
- 2 – 4 ч – формирование коагуляционной структуры,
- 4 – 7 ч – самопроизвольное разрушение коагуляционной структуры с переходом в коагуляционно-конденсационную структуру,
- 7 – 18 ч – переход коагуляционно-конденсационной структуры в конденсационно-кристаллизационную структуру,
- 18–24ч – формирование кондесационно-кристаллиза-ционной структуры
Так как интенсивный рост степени завершённости наблюдался начиная с 18 ч (рис.4), то это отразилось и на пределе прочности при сжатии образцов цементного камня 2 * 2 * 2 см (рис.5) — прочность цементного камня возросла.
Прочностные свойства цементного камня зависят от площади межзерновых контактов образующихся кристаллогидратов, т.е. чем больше площадь контактов, тем прочнее цементный камень.
Из вышесказанного можно сделать вывод, что приложение повторного вибровоздейстствия в период существования коагуляционной структуры позволяет получить цементный камень с высокими физико-механическими свойствами.
Библиографический список
- Киреева Л.В. Определение рациональных параметров повторной вибрации //Материалы ХХХ Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства»: Тез. докл. 22-24 марта. Пенза,1999. – С. 71-72
- Сычёв М.М. Химия отвердевания и формирования прочностных свойств цементного камня// Цемент. – 1978. — № 9. – С. 4 – 6.
- Цимерманис Л.-Х. Б. Термодинамика влажностного состояния и твердения строительных материалов. – Рига: Зинатне, 1985. – 247 с.
- Ахвердов И.Н. Высокопрочный бетон. – М.: Госстройиздат, 1961. – 163с., 50 ил.
- Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. – М.: Стройиздат, 1981. – 464с., ил.
