Твердение цемента

Твердение портландцемента — сложный физико-химический процесс При затворении цемента водой основные минералы, растворяясь, гидратируются по уравнениям:

ЗСаО • S1O2 + 5Н2О = 2СаО • SiO2 • 4ЩО + Са(ОН)2;

2СаО • SiO2 + 4Н2О - 2СаО • SiO2 • 4Н2О;

ЗСаО • А12Оз + 6ЩО = ЗСаО • AI2O3 • 6Н2О;

4СаО • А12Оз • Fe2O3 + Н2О = 4СаО • А12О3 • Fe2O3 • Н2О

Образующиеся новообразования отличаются от первоначальных меньшей растворимостью и, выпадая в осадок, выкристаллизовываются, что приводит к потере пластичности (схватыванию) и последующему твердению. Добавка гипса в самом начале процесса при растворении взаимодействует с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминаты, которые, обволакивая цементные зерна, замедляют процесс растворения и гидратации. Однако в последующем эти оболочки разрушаются (чем меньше гипса, тем замедление короче по времени) и процесс твердения ускоряется. Но сами выкристаллизовывающиеся новообразования начинают препятствовать гидратации, поэтому значительная часть зерен цемента может гидратироваться при наличии водной среды весьма продолжительный срок, измеряемый даже годами.

Цемент твердеет тем быстрее, чем больше в нем алита (алитовые цементы) и трехкальциевого алюмината. С течением времени процесс твердения резко замедляется. Цементы, содержащие много белита (белитовые цементы), в раннем возрасте твердеют медленно; нарастание прочности продолжается длительно и равномерно. Процессы твердения и особенно схватывания сопровождаются выделением теплоты, которая тем интенсивнее, чем быстрее протекает процесс схватывания. Поэтому в массивных конструкциях, как правило, применяют белитовые цементы. Использование в таких конструкциях алитовых цементов может привести к интенсивности тепловыделению, разогреву до высокой температуры (70 .80 °С), появлению трещин и даже потере воды, что в итоге приведет к утрате цементным камнем своих качеств. В то же время применение алитовых цементов позволяет быстрее получить минимальную прочность, а интенсивное тепловыделение обеспечивает в некоторых случаях необходимую для твердения температуру в зимних условиях.

При твердении цемента на воздухе происходит небольшая усадка, а в воде — набухание.

Монолитные перекрытия.
Привлекательность заключается в том, что в данном случае не требуется производить дорогостоящие погрузочно-разгрузочные работы, как в случае с железобетонными плитами, да и качество поверхности значительно лучше за счет отсутствия швов. К тому же возможности для реализации сложных архитектурных решений знач ...

Авария шестисекционного 96-квартирного кирпичного жилого дома (г. Тула, Россия).
Типовой пятиэтажный дом с продольными несущими стенами, подвалом и магазином в первом этаже, возведенный на 90% до плит совмещенной кровли, обрушился в одной из секций на высоту всех пяти этажей (рис. 2, а). Обследование аварийного здания и изучение проектной документации показало следующее. Сборные железо ...

Расчет и конструирование фундаментов. Расчет фундамента под наружную стену по осям 1, 10 с подвалом
Нагрузка на 1 м длины фундамента Fv – 6,625 кН. Отметка планировки – 1,05 м. Глубина заложения фундамента d – 2,22 м. Пол в подвале бетонный по грунту толщиной 0,1 м. Удельный вес материала пола = 18кН/м3. По таблице 1 приложения 1 [] – расчетное сопротивление грунта основания Ro = 200кПа. Площадь подошвы ...