Вяжущие смеси как основа для производства бетона

Наиболее общим признаком вяжущих материалов является их способность затвердевать и связывать или склеивать разнородные компоненты.

Бетоны можно получать на основе всех видов клеев, обладающих адгезией к используемым заполнителям и способностью позиции с ними твердеть, развивая достаточную прочность.

К строительным неорганическим (минеральным) вяжущим, имеющим решающее значение в производстве бетона, изделий и конструкций, обычно, принято относить порошкообразные материалы, образующие при смешивании с водой (а в отдельных случаях с растворами некоторых солей) пластичную массу, которая со временем затвердевает и переходит в камневидное состояние. В группе неорганических вяжущих лидирующее положение занимают портландцемент и его разновидности. Термин «цемент» (лат. cementum - щебень, битый камень) в специальной литературе сформулирован недостаточно четко. Будучи применен первоначально к гидравлическим известковым вяжущим (гидравлическая известь, романцемент, портландцемент), они используются в настоящее время и для ряда других минеральных вяжущих.

Неорганические вяжущие классифицируют, как правило, в зависимости отхимико-минералогического состава (известь, гипс, портландцемент, глиноземистый цемент, шлакощелочные вяжущие и др.) и условий твердения (воздушные, гидравлические, автоклавного твердения).

Приведенные выше определения и классификация вяжущих не раскрывают природу их вяжущих свойств. Одну из первых попыток научного объяснения вяжущих свойств сделал Д.И. Менделеев в своей работе «Основы химии».

По Д.И.Менделееву, «Гидравлические свойства цементов определяются тем, что в них находятся могущие соединиться с водой и образовывать гидратные, водой не изменяющиеся соединения». Способность к гидратообразованию при твердении и в настоящее время является одним из основных признаков классификации вяжущих по механизму твердения.

Известен и ряд других классификаций вяжущих по механизму твердения.

Так, Н.Ф. Федоров предложил все вяжущие материалы разделять на две группы - наоснове коллоидно-дисперсных систем (цементы) и молекулярно-дисперсных систем (связки). Каждая из этих групп делится на две подгруппы в зависимости от химической природы дисперсионной среды - на основе воды и водных растворов различных соединений и неводных растворителей и растворов. В соответствии с классификацией М.М. Сычева вяжущие материалы предложено разделять на три группы - твердеющие в результате химических, физико-химических и физических процессов. Все предложенные классификации являются условными. В свете современных представлений гидратообразование не является определяющим признаком проявления материалами вяжущих свойств. Недостаточно также для полной классификации вяжущих разделять их постепени дисперсности дисперсной фазы и химической природе дисперсионной среды. При твердении вяжущих характерно протекание комплекса процессов, в т.ч. химических, физико-химических и физических.

Развитие науки о вяжущих материалах сопровождается и эволюцией представлений о природе вяжущих свойств. Впервые в 1937 г. В.Ф. Журавлев выдвинул гипотезу о том, что вяжущие возможны на основе оксидов четных рядов второй группы периодической системы элементов с радиусом катионов г > 0,103 нм. Оксиды кальция, стронция, бария по В.Ф. Журавлеву, взаимодействуя с кислотными оксидами, должны обладать вяжущими свойствами. Гипотеза В.Ф. Журавлева подтвердилась, однако не в полной мере, хотя она и позволила предсказать новые вяжущие системы и в частности на основе соединений стронция и бария. Позднее Н.А. Мощанским установлено, что вяжущие свойства определяются не только размерами ионов, но также их зарядами, степенью поляризации и активности, и другими факторами.

Н.Ф. Федоров, проанализировав процессы твердения портландцемента, гипсовых вяжущих веществ, зубных и других цементов, предположил, чтоосновой проявления вяжущих свойств являются реакции кислотно-основного взаимодействия. Для оценки кислотно-основных свойств силикатов можно использовать значения электроотрицательности. Была выявлена зависимость проявления вяжущих свойств различными оксидными соединениями от значения их электроотрицательности.

Важная роль в проявлении вяжущих свойств принадлежит растворимости исходной фазы вяжущего. В.Д. Глуховский и П.В. Кривенко показали, что требование ограниченной растворимости не всегда может быть определяющим. Так, для открытых В.Д. Глуховским щелочных вяжущих характерным является очень высокая растворимость щелочного компонента, однако продукты гидратации вяжущих, определяющие его строительно-технические свойства, имеют, в основном, низкую растворимость.

Проявление вяжущих свойств связано с пониженной координацией активных катионов структуры минеральных веществ. Неустойчивая координация ионов кальция (2-4) при взаимодействии вяжущего с водой переходит в более устойчивую (повышается до 6). Это характерно для гипса, составляющих портландцемента, шлаковых вяжущих и плавленых глиноземистых цементов, а также некоторых стекол. Соединения с координацией катионов более шести, насыщены и обычно не формируют вяжущих систем.

Важную роль в проявлении вяжущих свойств играют искажения в структуре безводных силикатов - дыры, каналы, полости, способствующие нарушению координации. Они обусловливают склонность силикатов, алюминатов, алюмоферритов размещать в своих решетках инородные атомы взамен основных компонентов структуры и образовывать твердые растворы.

Способность некоторых кристаллических горных пород при измельчении проявлять вяжущие свойства также связана с дефектностью их структуры, которая может быть достигнута за счет механической активации.

М.М.Сычев и Л.Б. Сватовская, исходя из общих положений химии комплексных соединений и кристаллохимии, выдвинули гипотезу о наличии корреляции между типом химической связи в соединении и наличием вяжущих свойств. Проявление вяжущих свойств путем формирования межзерновых (межкристаллитных) контактов в вяжущих системах может быть связано с проявлением координационных и водородных связей, что характерно для соединений с ненасыщенными ионными или смешанными ионно-ковалентнымш связями.

К настоящему времени можно считать, что к минеральным вяжущим веществам относятся материалы, отвечающие следующие требованиям:

• способностью к образованию (в результате тепловой обработки) безводных или частично обезвоженных соединений, которые могут взаимодействовать с водой или растворами некоторых электролитов;
• способностью к коллоидному диспергированию и созданию пересыщенных систем с последующим образованием при этом твердеющих с течением времени пластических паст;
• прочностью и стойкостью вновь созданных структур, последовательность и предпочтительность которых определяются наибольшей термодинамической вероятностью их возникновения.

Авторы: Л. И. Дворкин, О. Л. Дворкин

Ссылки для продолжения изучения материала

• Детальные сведения о бетоне м150 (цена, популярность, круг употребления и пункты отгрузки.
• Основные проблемы бетона, влияющие на качество конструкции и вызывающие негативные последствия при ее эксплуатации.
• Подробные данные о стоимости бетона в 25 в различных районах, его свойствах, круге употребления и пунктах отгрузки.

• Осуществляется доставка бетона Подольск миксерами объемом семь-девять кубов.
• Детальные данные о стоимости бетона в30, популярности, его области применения с картой заводов-производителей.
• В нашей компании цена на бетон в Раменском районе получается по итогу конкурентной борьбы между производствами бетона Раменского и окрестных районов.