Классификация бетонов.состав и структура бетона. Структура камня бетона


Структура цементного камня

Отвердевший цементный камень представляет собой микроскопически неоднородную систему, состоящую из кристаллических сростков и гелеобразных масс, имеющих частицы коллоидных размеров. Неоднородность структуры цементного камня усиливается и тем, что в нем содержатся зерна цемента, не полностью прореагировавшие с водой.

Существенно влияют на структуру цементного камня гипс и гидравлические добавки, так как в результате их реакции с клинкерными компонентами цементного камня образуются новые продукты. Подбирая минералогический состав клинкера и получая необходимый состав цемента, дающий при твердении то кристаллические сростки, то гелевую структурную составляющую, можно воздействовать на структуру и физико-механические свойства цементного камня и бетона.

Рис. 4.12. Структура цементного камня

Различие в физико-механических свойствах кристаллического и коллоидного гелеобразного вещества является одной из причин влияния минералогического состава клинкера на некоторые, основные строительные свойства цемента: деформативность, стойкость при переменном замораживании и оттаивании, увлажнении и высушивании. Путем рационального подбора минералогического состава клинкера можно регулировать свойства портландцемента и получить цемент, по качеству удовлетворяющий конкретным эксплуатационным условиям.

На структуру бетона оказывает значительное влияние пористость цементного камня, связанная с начальным содержанием воды в бетонной смеси. Для получения удобоукладываемой бетонной смеси в нее вводят в 2...3 раза больше воды, чем требуется на реакцию с цементом. Таким образом, большая часть воды затворения оказывается в свободном состоянии и образует в затвердевшем камне множество мелких пор. Поэтому для получения плотной структуры цементного камня необходимо применять бетонные смеси с минимальным содержанием воды. В результате повышаются прочность и морозостойкость бетона.

Рис. 4.13. Схема процессов преобразований в структуре цементного теста и камня при гидратации цемента:

а – цементные зерна в начальный период гидратации; б – образование гелевой оболочки на цементных зернах – скрытый период гидратации; в – вторичный рост гелевой оболочки после осмотического разрушения первоначальной оболочки образование волокнистых и столбчатых структур на поверхности зерен и в порах цементного камня – третий период гидратации; г – уплотнение структуры цементного камня при последующей гидратации цемента

Структура цементного камня, а именно наличие в нем пор и гелеобразного вещества, обусловливает склонность его к влажностным деформациям. При увлажнении он разбухает, а при высушивании дает усадку. Знакопеременные сжимающие и растягивающие напряжения, вызываемые изменением влажности окружающей среды, расшатывают структуру цементного камня и понижают прочность бетона. Степень влажностных деформаций зависит от соотношения гелеобразных и кристаллических фаз в цементном камне. С увеличением последней стойкость камня в таких условиях, называемая воздухостойкостью, повышается. В отличие от рассмотренных далее пуццолановых портландцементов обыкновенный портландцемент отличается высокой воздухостойкостью.

Расширение и растрескивание цементного камня могут вызвать также свободные СаО и MgO, присутствующие в цементе при низком качестве обжига. Гашение их сопровождается значительным увеличением в объеме, и продукты этого гашения разрывают цементный камень. О таком цементе говорят, что он не отвечает требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема при твердении.

 

Похожие статьи:

poznayka.org

Классификация бетонов.состав и структура бетона — КиберПедия

Бетон – это каменный искусственный материал. Его получают в результате отвердения уплотненной смеси вязкого материала, заполнителя и воды. Не застывшую уплотненную смесь называют бетонным раствором.

Весь бетон классифицируется по применению:

а)гидротехнический – применяется при возведении гидросооружений, водоустойчив, морозостоек и водонепроницаем. б)конструкционный – применяется для построения ограждающих и несущих сооружений. в)жаростойкий – используется для изготовления специальных конструкций при повышенных температурах. г)теплоизоляционные – применяется как теплоизоляция стен, не выдерживает большие нагрузки.

Бетон различается по плотности:

А)легкий – получается при использовании легкого заполнителя или когда делается пористая структура. Б)тяжелый – самый распространенный, заполнителем является щебень твердой породы

Бетон с маленькой плотностью применяют в основном как изоляция, а тяжелый – материал конструкционный.

Бетон по внешнему вяжущему виду делится:

А)гипсовый – имеет малую водостойкость и применяется чаще для ремонта внутри помещения. Б)цементный – это бетон на портландцементе. В)полимербетоны – вяжущий полиэфирный или эпоксидный, используется в изготовлении черепицы. Г)полимерцементный – с добавкой водной дисперсии, имеют хорошую морозостойкость и водонепроницаемость

Состав бетона составляют инертные и активные составляющие. Активные составляющие – это вода и цемент. Они под гидролизом образуют цементный камень, в результате перехода в твердую фазу. Все специальные добавки бетона также считаются его активными составляющими.Инертные составляющие – это заполнители, которые не участвуют в гидролизе. Цементный камень скрепляет крупные и мелкие заполнители и образует крепкий скелет. Этот скелет выдерживает все механические нагрузки. Крупные заполнители во многих бетонах отсутствуют.

Структура бетона. Бетон можно представить как цементный камень с втопленными в него заполнителями, имеющий поры и пустоты различных размеров и разнообразного происхождения. Плотные тяжелые и легкие бетоны, как правило, характеризуются поровой макроструктурой и включают каркас заполнителей, активно влияющих на их свойства. Такая структура является рациональной, поскольку обеспечивает низкую пористость бетонов при умеренном расходе цемента. Легкие бетоны по строению отличаются от тяжелых наличием дополнительных пор в зернах заполнителей. Микроструктура бетона отражает строение цементного камня. Цементный камень представляет собой конгломерат продуктов гидратации цемента, включений негидратированных зерен клинкера, добавок и пузырьков воздуха.

 

схемы макроструктура бетона:

а) с базальтовой цементацией, б)поровая, в) контактная

 

 

Поры в цементном камне представлены в виде сообщающихся друг с другом каналов капилляров, разобщенных продуктами гидратации цемента (цементным гелем). По происхождению поры разделяют на поры геля и капиллярные поры. Капиллярные поры, образованные избыточной механически связанной водой, имеют размеры обычно более 0,1 мкм. Они ухудшают основные свойства бетона, особенно морозостойкость. Капиллярная пористость уменьшается по мере снижения водоцементного отношения, расхода воды и увеличения длительности гидратации. Наряду с капиллярными отрицательное влияние на свойства бетона оказывают поры и пустоты, являющиеся результатом плохого уплотнения. Общий объем пор в цементном камне составляет 25—40% общего объема, при этом основная доля приходится на капиллярные поры. С увеличением длительности твердения уменьшается общая пористость и объем макрокапилляров, что приводит к улучшению свойств бетона.

Наряду с процессами совершенствования структуры в бетоне со временем развиваются и деструктивные, т. е. разрушительные, процессы в основном за счет агрессивных факторов окружающей среды. Активным средством управления структурой являются поверхностно-активные и другие добавки.

7 виды деформаций бетона.деформативные характеристики бетона.

Cущ. 2-а вида деформаций:

Силовые - развиваются в направлении действия силы.

Объемные –во всех направлениях

(a)-усадка

(б)-от температуры

(а) Усадка-уменьшение бетона в объеме при твердении в сухих условиях

esl = (3….4.5)*10-4

Усадка приводит к появлению усадоч трещин на поверхности бетона. Усадка происходит от испарения воды и уменьшения в объеме твердеющего геля.

(б) Температурные деформации зависят от коэффициента температ линейн деформации abt=10-5(1/о с)

Силовые деформ

Бетон-материал упруго-пластич. под нагрузкой в нем возник.какупругие деформ. так и пластич.. поэтому под нагрузкой он ведет себя по-разному, в зависимости от характ. нагрузки. есть:

Ø деф. при однократ. загруж. кратковременной нагрузкой

Ø при длительном действии нагрузки

Ø при многократно повтор. нагрузке

Деф. при однократ. загруж. кратковременной нагрузкой

Деф. характеристики бетона:

загружаем призму ступенями с выдержками

замеряем деформации, напряжения:

eE-упругие деформ. epl-пластические. eb=ee+epl

Начальный модуль упругости бетона Eb=TGa0=s/ee

Модуль полных деформ. Eb=TGa

Модуль упругопластичности E1 b=TGa1=s/eB

коэффициент упругопластичности

lB=eE/eB ; Eb = s/ee ; s=ee*ЕВ ; e1 b=s/eВ ; s=eВ*Е1 В ; sВ=ee*ЕВ =eВ*Е1 В ; Е1 В =ЕВ*eE/eB= ЕВ *lB ; 1³lB ;

предельная сжимаемость бетона-предел на разрушение призмы. eUB=2*10-3.

нач. модуль упругости при растяжении принимаем как и при сжатии Eв

модуль упругопластичности при растяжении ЕВТ= ЕВ *lBТ

eUBT – предельная растяжимость деформирования при разрыве образца

деформ. при длительном действии нагрузки

при длит. действии нагрузки деформ. возрастают. развив. ползучесть бетона.

ползучесть - нарастание неупругих деформаций во времени при длит. действии постоянной повеличине нагрузки. возникают за счет перераспределения напряжений сгеля на кристаллический сросток и от перемещения воды в капиллярах.

есть линейная ползучесть, развивающаяся пропорционально напряжению и нелинейная - резкое нарастание деф. ползучести при напряжении s > R0CRC

для линейной ползуч. справедлива формула ePL=CB*sb

CB – мера ползучести бетона

характеристика ползучести бетона jВ = ePL / eE = (1-lB)/lB

величина ползучести зависит от уровня напряжения. чем выше напряжение , тем выше ползучесть. ползучесть может развиваться втечение ряда лет

 

cyberpedia.su

Структура цементного камня. Выделяют основные элементы структуры цементного камня:

1. Непрореагировавшие зернаклинкера, количество которых постепенно уменьшается.

2. Относительно крупные кристаллыи эттрингита (ГСАК), образующие каркас цементного камня, который увеличивает его упругие свойства, жесткость.

3. Мелкие гелевидные частичкигидросиликатов кальция – цементный клей, который играет роль матрицы, придает цементному камню связанность и деформативные свойства.

Соотношение кристаллической и гелевой составляющих определяет индивидуальные физико-механические свойства цементного камня: прочность, деформативность и т.д. При этом указанное соотношение зависит от химического и минерального состава цемента.

4. Очень мелкие гелевые поры(в которых вода замерзает только при -50С и ниже и не перемещается под действием силы тяжести). Эти поры большого влияния на свойства цемента не оказывают.

5. Капиллярные поры(размером 0,1-20 мкм), которые получаются за счет испарения излишней воды затворения, не вступившей в химические реакции. Они не желательны, так как в них вода замерзает уже ниже -5С, что опасно с точки зрения морозостойкости. С другой стороны, вода поглощается в эти поры даже из воздуха за счет капиллярной конденсации. Количество этих пор необходимо уменьшать за счет снижения начального количества воды затворения.

6. Крупные воздушные поры(от 50-100 мкм до 2 мм), которые появляются за счет вовлечения воздуха в бетонную и растворную смесь при перемешивании. Они, как правило, замкнутые и имеют положительное значение, так как, в отличие от капиллярных пор, обычно не заполняются водой и в большей степени снижают теплопроводность материала и, кроме того, не только не снижают, а даже увеличивают его морозостойкость (играют роль резервных пор).

В порах цементного камня обычно присутствует жидкая фаза, которая представляет собой водные растворы щелочей, прежде всего. Это обусловливает отсутствие коррозии стальной арматуры в цементном бетоне при достаточной концентрации раствора Са(ОН)2вследствие «пассивирующего» действия щелочи по отношению к стали.

Свойства портландцемента. Истинная плотность портландцемента 3,1-3,15 г/см3; насыпная плотность 900-1100 кг/м3.

Водопотребность цемента при получении теста нормальной густоты обычно 24-28 %. Снижение водопотребности достигается использованием добавок пластификаторов (ПАВ) и особенно суперпластификаторов.

Сроки схватыванияпортландцемента определяются тоже на приборе Вика (с иглой). По ГОСТ начало схватывания ПЦ должно быть не ранее 45 минут и не позднее 10 часов. Для ускорения или замедления схватывания применяют химические добавки.Ускорителямиявляются: хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных металлов (CaCl2, поташ К2СО3и т.п.), жидкое стекло, формиат кальция. Необходимо учитывать, что некоторые из них (особенно хлориды) вызывают коррозию арматуры в железобетоне.Замедлители: лигносульфонаты кальция (ЛСТ), сахарная патока.

Равномерность изменения объема цемента при твердении является важным качественным показателем. Причиной неравномерного изменения объема цементного камня являются местные деформации, вызываемые расширением свободного СаО и периклазаMgOвследствие их запоздалой гидратации (гашения). По стандарту изготовленные из теста нормальной густоты образцы-лепешки через 24 ч предварительного твердения выдерживают в течение 3 ч в кипящей воде. Лепешки не должны деформироваться, не допускаются также радиальные трещины, доходящие до краев.

Тепловыделение цемента обусловлено тем, что реакции гидратации клинкерных минералов являются экзотермическими. Наиболее интенсивно ПЦ выделяет тепло в ранние сроки твердения, причем большее содержание алита и трехкальциевого алюмината обусловливает большее тепловыделение. Белитовые цементы имеют меньшее тепловыделение. Бóльшее тепловыделение позволяет твердеть бетону при низких температурах, в том числе при отрицательных (метод «термоса»), мéньшее – нужно для массивных конструкций (для недопущения неравномерных температурных деформаций).

Прочность портландцемента.Прочность ПЦ, а также шлакопортландцемента и их разновидностей характеризуют марками, которые определяют по пределу прочности на сжатие и изгиб образцов-балочек, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции, после твердения образцов в течение 28 суток при нормальных условиях. Цементы разделяют на марки: 300 (цемент пониженной прочности), 400 (рядовой), 500 (повышенной прочности), 550 и 600 (высокопрочные). Марки ПЦ: 400, 500, 550 и 600.

Предел прочности на сжатие (в МПа) половинок образцов-балочек в возрасте 28 суток называется активностьюцемента.

Прочностные показатели портландцемента, а также шлакопортландцемента и их разновидностей приведены в табл. 2.

Таблица 2. Прочностные показатели портландцемента,

шлакопортландцемента и их разновидностей

Наименование цемента

Марка

цемента

Предел прочности, МПа (кгс/см2)

при изгибе в возрасте, сут

при сжатии в возрасте,

сут

3

28

3

28

Портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент

Быстротвердеющий

портландцемент

Быстротвердеющий

шлакопортландцемент

300

400

500

550

600

400

500

400

-

-

-

-

-

3,9 (40)

4,4 (45)

3,4 (35)

4,4 (45)

5,4 (55)

5,9 (60)

6,1 (62)

6,4 (65)

5,4 (55)

5,9 (60)

5,4 (55)

-

-

-

-

-

24,5 (250)

27,5 (280)

19,6 (200)

29,4 (300)

39,2 (400)

49,0 (500)

53,9 (550)

58,8 (600)

39,2 (400)

49,0 (500)

39,2 (400)

Прочность портландцемента зависит: а) от минерального состава клинкера; б) тонкости помола; в) водоцементного отношения; г) времени и условий твердения; д) времени и условий хранения. Влияние минерального состава клинкерана твердение ПЦ иллюстрирует рис.4, на котором показана кинетика набора прочности отдельных минералов.

Рис.4. Кинетика набора прочности отдельных минералов клинкера

Алит твердеет быстро и набирает высокую прочность. Белит твердеет резко замедленно, но при благоприятных условиях твердения в поздние сроки его прочность может превысить прочность алита. Трехкальциевый алюминат отличается очень высокой скоростью гидратации, но его конечная прочность вследствие рыхлой структуры невысока. Четырехкальциевый алюмоферрит по кинетике набора прочности занимает промежуточное положение между алитом и белитом. Кинетика твердения и конечная прочность ПЦ в целом будут определяться соответственно указанному влиянию отдельных минералов и их содержанию в клинкере.

Тонкость помолаоказывает существенное влияние на прочность цемента, так как чем тонкость помола выше, тем выше его скорость твердения.

Влияние водоцементного отношенияпоказано на рис.5. Максимальная прочность цементного камня достигается при оптимальном для данного цемента значении В/Ц (обычно 25 – 27 %), соответствующем наилучшей структуре материала. Снижение прочности при меньших значениях В/Ц объясняется недостатком порового пространства для размещения новообразований и, как следствие, появлением внутренних напряжений. Уменьшение прочности цементного камня при увеличении В/Ц сверх оптимального объясняется увеличением объема пор, прежде всего капиллярных, появляющихся за счет наличия и последующего испарения излишней воды затворения, не вступившей в химические реакции.

Со временем при твердении цемента в нормальных условиях его прочность значительно вырастает (через 1-2 года может на 30-40 % превысить марочную 28-суточную прочность).

Условия тверденияоказывают сильное влияние на прочность цемента. Наиболее быстрое его твердение происходит при повышенной (до 70- 80С) температуре и относительной влажности среды, близкой к 100 %. Наоборот, высыхание цементного камня, а также его замораживание прекращают твердение, а последнем случае может произойти даже сброс прочности. Особенно отрицательное действие оказывает раннее замораживание (когда цемент еще не набрал достаточной прочности), которое может вызвать разрушение изделий. При низких положительных температурах твердение идет, но медленно.

Хранениецемента, даже при отсутствии прямого доступа влаги, снижает его способность к эффективному твердению. Через 1-3 месяца хранения активность цемента падает на 10-20 %,через 3-6 месяцев – на 30-40 %.

Морозостойкость– важнейшее свойство цементного камня. Оно зависит прежде всего от его капиллярной пористости. Морозостойкость повышается за счет ограничения водоцементного отношения, что возможно при условии применения пластифицирующих химических добавок. Кроме того, морозостойкость повышают введением воздухововлекающих добавок (микропенообразователей).

Стойкость портландцемента к химической коррозии. Выделяют коррозию первого вида – разрушение цементного камня в результате растворения и вымывания некоторых его составных частей (в основном коррозия выщелачивания). Главным средством борьбы с выщелачиванием гидроксида кальция является применение плотного бетона и введение в цемент активных минеральных добавок, связывающих Са(ОН)2 в малорастворимое соединение – гидросиликат кальция.

Коррозия второго вида происходит при действии на цементный камень агрессивных веществ, которые, вступая во взаимодействие с составными частями цементного камня, образуют либо легкорастворимые и вымываемые водой соли, либо аморфные массы, не обладающие связующими свойствами (кислотная и магнезиальная коррозия, коррозия под влиянием некоторых органических веществ и т.п.).Кислотнаякоррозия возникает под действием растворов любых кислот, за исключением поликремниевой и кремнефтористо-водородной. Кислота вступает в химическое взаимодействие с гидроксидом кальция, образуя растворимые соли (например,) или соли, увеличивающиеся в объеме:

От слабой кислотной коррозии (рН = 4...6) бетоны защищают кислотостойкими материалами (окраской, пленочной изоляцией и т.п.).

Углекислотнаякоррозия является разновидностью кислотной коррозии. Она развивается при действии на цементный камень воды, содержащей свободный диоксид углерода (агрессивный) в виде слабой угольной кислоты сверх равновесного количества,

Магнезиальнаякоррозия наступает при воздействии на гидроксид кальция растворов магнезиальных солей:

Меры защиты от этой коррозии те же, что и от коррозии 1-го вида.

Коррозия под действием органических кислот, как и неорганических, быстро разрушает цементный камень. Вредное влияние оказываютмасла, нефть, керосин, бензин, мазути т.д.

Коррозия цементного камня возникает также под действием минеральных удобрений, особенно аммиачных. Аммиачная селитра, состоящая в основном из, действует на гидроксид кальция:

.

Образуется нитрат кальция, который хорошо растворяется в воде и вымывается из бетона.

Коррозия третьего видаобъединяет процессы, при которых компоненты цементного камня, вступая во взаимодействие с агрессивной средой, образуют соединения, занимающие больший объем, чем исходные продукты реакции. Характерной коррозией этого вида являетсясульфатнаякоррозия. Ее разновидность –сульфоалюминатнаякоррозия–возникает вследствие взаимодействия гипса с гидроалюминатом цементного камня с образованием гидросульфоалюмината кальция трехсульфатной формы, называемогоцементной бациллой, по уравнению реакции

Для предотвращения сульфатной коррозии используют сульфатостойкий ПЦ. При сульфатной агрессии целесообразно также применять пуццолановые и шлаковые портландцементы, но тогда, когда бетоны не будут подвергаться частым попеременным замерзаниям и оттаиваниям.

Коррозия под действием концентрированных растворов щелочей, особенно при последующем высыхании, возникает в результате образования соединений, кристаллизующихся с увеличением в объеме (соды или поташа–при насыщении бетона едким натром или кали). В слабощелочной среде цементный камень не подвергается коррозии.

Защита бетона и других материалов от коррозии требует больших расходов. Поэтому при строительстве зданий необходимо определить характер возможного действия среды на бетон, а затем разработать и осуществить нужные меры для предотвращения коррозии, которые в общем случае сводятся к трем основным путям:

  • правильный выбор цемента;

  • изготовление плотных и водонепроницаемых бетонов;

  • применение защитных покрытий.

studfiles.net

Формирование - структура - цементный камень

Формирование - структура - цементный камень

Cтраница 1

Формирование структуры цементного камня и бетона.  [1]

Для обеспечения формирования структуры цементного камня с минимальной пористостью и повышенной прочностью необходимо обеспечить стабилизацию состава гидратных соединений, предотвращение их фазовых переходов, регулирование процесса гидратации, оптимальное соотношение кристаллической и гелеобраз-ной фаз в продуктах гидратации путем подбора состава и условий гидратации цемента. Упрочнение цементного камня в первый период твердения связано с появлением кристаллических гидратных новообразований, ростом их кристаллов, увеличением количества контактов срастания кристаллов друг с другом с образованием кристаллических агрегированных сростков, объединяющихся в дальнейшем в единый жесткий пространственный каркас. На этом этапе твердения кристаллические продукты гидратации оказывают положительное влияние на рост прочности. После образования пространственного каркаса дальнейший рост элементов, входящих в каркас, или образование новых контактов срастания между кристаллами вызывает появление внутренних напряжений, приводящих к появлению микро - и макротрещин, что снижает прочность структуры. На этом этапе твердения кристаллические фазы играют отрицательную роль, обусловливая протекание деструктивных процессов. Помимо этих факторов, деструктивные процессы связаны также с фазовыми превращениями гидратных соединений.  [2]

С точки зрения формирования структуры цементного камня в бетоне наибольший интерес представляет водопоглощение заполнителя за время от момента затворения водой бетонной смеси до конца схватывания.  [3]

Большое значение для процессов формирования структуры цементного камня и его свойств имеет влажность окружающей среды. Когда цементный камень образуется из водной суспензии цементного порошка, его поры заполнены водой. Для понимания процессов его формирования важно иметь в виду, что внешний объем цементного камня после перехода жидкой суспензии в твердое тело изменяется очень мало. По мере протекания химических процессов гидратации вещества исходного цемента расходуется вода, заполняющая поры, но ее место занимают новообразования.  [4]

Закономерности, предопределяющие процессы формирования структуры цементного камня при раннем замораживании бетона могут быть использованы в работах по зимнему бетонированию. В ряде случаев раннее замораживание может быть также рекомендовано при возведении массивных сооружений в жарком и сухом климате для устранения отрицательного влияния экзо-термии цемента и интенсивного испарения воды из свежеуложенного бетона, ведущего к резкому снижению его физико-механических свойств.  [5]

О влиянии хлористого кальция на формирование структуры цементного камня и бетона - Докл.  [6]

Наибольший интерес в связи с формированием прочностной структуры цементного камня представляют псевдометастабнльные гексагональные пластинчатые ГАК состава С АНу - с периодом идентичности / 5 74 А. Базисные сростки этих кристаллов по ( 0001) являются основной морфологической формой их стабильного существования в массе цементного камня. Об этом свидетельствуют электронно-микроскопические исследования поверхности монокристаллов и сростков этих ГАК, проведенные нами при участии проф.  [7]

Изучением процессов твердения вяжущих материалов и формирования прочностной структуры цементного камня занимались многие известные советские и зарубежные исследователи, однако многие вопросы вследствие сложности многоминеральной поликри-сталлической системы, какой является система твердеющего цемента, до сих пор однозначно не решены не только для минерализованных сред затворения, но и для воды. К таким еще сравнительно малоизученным вопросам следует отнести: получение и исследование монофаз и монокристаллов индивидуальных кристаллогидратов, возникающих в процессе твердения; установление их роли при формировании структуры цементного камня; непосредственное изучение процессов срастания кристаллогидратов при формировании прочностной структуры камня и некоторые другие.  [8]

Зависимость прочности бетона от водоцементного отношения вытекает из физической сущности формирования структуры цементного камня и бетона и отражает по существу зависимость прочности бетона от его пористости. Указанная зависимость выполняется лишь в определенных пределах.  [9]

Исследование кристаллов и сростков гидратных новообразований, возникающих в процессе формирования прочностной структуры цементного камня.  [10]

Все это вместе взятое способствует сокращению продолжительности индукционного периода и формированию более упорядоченной кристаллогидратной структуры цементного камня. Таким образом, ускоряется процесс структурообразования, а состав продуктов гидратации в интервале температур до 373 К остается практически таким же, как и при нормальных условиях твердения бетона.  [11]

Для уточнения некоторых особенностей седиментации растворов и оценки влияния ее на формирование структуры цементного камня в условиях, близких к условиям скважины, автором совместно с А. К - Куксовым и О. Н. Обо-зиным были проведены специальные опыты. Они показали, что в цементных смесях ( до В / Ц 0 6) седиментация происходит практически без относительного перемещения отдельных твердых частиц. Наблюдается сползание структурированной твердой массы относительно неподвижных стенок сосуда, при этом вытесняемая часть воды затворения профильтровывается вверх по микропорам смеси. Сползание твердой части цементного раствора при повышенном содержании воды затворения приводит к возникновению каналов внутри столба цементного раствора.  [12]

Показано, что проницаемость цементного камня увеличивается при увеличении водоцементного отношения, формирование проницаемой структуры цементного камня возможно на ранних сроках его твердения при фильтрации через него газа.  [13]

Следует подчеркнуть, что, как и в случае ГСК, в процессе формирования прочностной структуры цементного камня легкому возникновению закономерных сростков между различными фазами ГАК, ГАФК, ГКАК, ГСАК и других аналогичных соединений способствует то, что все они кристалло-химнчески подобны.  [14]

При термоакустической активизации можно использовать технические преимущества повторного высокочастотного вибрирования на стадии окончания индукционного периода формирования структуры цементного камня, поскольку при комплексной интенсификации ионообменных процессов продолжительность этого периода существенно сокращается.  [15]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Структура (строение) бетона

Количество просмотров публикации Структура (строение) бетона - 111

Сегодня в строительстве применяется много различных видов бетонов. Но для выполнения несущих конструкций зданий и сооружений наиболее широко используется тяжёлый бетон на це­ментном вяжущем и крупном плотном заполнителœе из песчаника, гранита͵ диабаза и т. п. материалов со средней плотностью в преде­лах 2200 < ρ ≤ 2500 кг/м3. Его свойства и рассматриваются ниже.

Структура бетона оказывает большое влияние на его прочность и деформативность. Чтобы уяснить это, вспомним схему физико-химического процесса получения бетона.

Для приготовления бетона берут в определённых пропорциях заполнители (песок, щебень или гравий), вяжущее (цемент) и воду. Кро­ме того, для придания бетону различных свойств (к примеру, моро­зостойкости) дополнительно в небольших количествах могут вво­диться различные добавки. Смесь заполнителœей и вяжущего заливают водой. После затворения этой смеси начинается химическое взаимо­действие между частицами цемента и водой (гидратация), в резуль­тате чего образуется цементное тесто. При перемешивании такой смеси цементное тесто обволакивает частицы заполнителœей и, постепен­но затвердевая, превращает всю массу в монолитное твёрдое тело, способное нести нагрузку.

Следовательно, бетон представляет собой неоднородный искус­ственный каменный материал. Следует обратить внимание на то, что даже сам затвердевший цементный раствор (цементный камень) имеет также неоднородную структуру и состоит из упругого кри­сталлического сростка, растущего с течением времени, и наполня­ющей его вязкой студенистой массы (геля), количество которой по­степенно уменьшается.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, структуру бетона можно представить в виде про­странственной решетки из цементного камня (включающего кри­сталлический сросток, гель и большое количество пор и капилля­ров, содержащих воздух, водяной пар и воду), в котором хаотично расположены зёрна песка и щебня (рис. 6).

Рис. 6. Структура бетона:1 – цементный камень; 2 – щебень; 3 – песок; 4 – поры, заполненные воздухом и водой

Процесс твердения бетона при благоприятных температурно-влажност-ных условиях может длиться годами и носит затухающий характер. Размещено на реф.рфЭтот процесс является экзотермическим, ᴛ.ᴇ. он идёт с выделœением большого количества тепла.

Существенно важным фактором, влияющим на структуру и прочность бетона, является водоцементное отношение W/С – отно­шение веса воды к весу цемента в единице объёма бетонной смеси. Для успешного протекания реакции схватывания цемента и тверде­ния цементного камня крайне важно , чтобы W/C ≥ 0,2. При этом для достижения хорошей удобоукладываемости бетонной смеси прихо­дится принимать W/C = 0,35...0,7, ᴛ.ᴇ. вводить воду с избытком. Излишек воды в дальнейшем постепенно испаряется, и в цементном камне образуются многочисленные каналы (называемыми ещё пора­ми или капиллярами), заполненные химически несвязанной водой, водяным паром и воздухом, которые оказывают давление на стенки. Это снижает прочность бетона и увеличивает его деформативность.

Общий объём пор в затвердевшем цементном камне достаточно велик и составляет при обычных условиях твердения бетона пример­но 25...40% от его видимого объёма. Причём, размеры поперечного сечения пор весьма малы: 60...80% от общего количества всœех пор имеют размеры поперечного сечения, не превышающие 0,001 мм. С уменьшением W/C пористость цементного камня уменьшается, а прочность бетона повышается. Вместе с тем, бетоны из жёстких смесей (W/C = 0,3...0,4) при прочих равных условиях обладают меньшей деформативностью, требуют меньшего расхода цемента.

Процессы постепенного уменьшения объёма геля, кристаллооб­разования, испарения избыточной воды, происходящие в бетоне в те­чение длительного времени, обусловливают ряд его специфических свойств: изменение прочности во времени, усадку, ползучесть.

referatwork.ru