Механизм контракции цементного геля обусловлен следующими физико-химическими процессами: достижением полного смачивания частиц и выделением (вытеснением) с их поверхности адсорбированного воздуха; сорбцией воды поверхностью и наружными порами смачиваемых частиц, сопровождающейся более плотной упаковкой ориентированных молекул пленочной воды; образованием ионной среды вокруг частиц цемента (в результате поверхностного растворения составляющих минералов), ведущим к увеличению количества связанной воды; изменением плотности частиц цемента и воды при образовании кристаллогидратов. Из сказанного ясно, что при затворении цемента водой возникают сложные физико-химические явления, сопутствующие процессу образования связанной структуры цементного геля. Интенсивность протекания процесса и прочность структурных связей определяются многими факторами, зависящими от минералогического состава цемента, наличия в нем разного рода добавок (присадок), способов приготовления и уплотнения цементного геля. Качество декоративных портландцементов, выпускаемых в настоящее время промышленностью, еще не отвечает высоким требованиям, которые представляет к ним строительная индустрия. Цветные цементы склонны к усадочным явлениям, что вызывает необходимость изготавливать растворы и бетоны на качественных заполнителях при относительно меньших удельных расходах цемента. Возникновение в процессе твердения усадочных деформаций и микротрещин, через которые происходит миграция гидроксида кальция на поверхность и последующая карбонизация, способствует течению высолообразования. Высолообразование цементного камня из портландцемента — процесс диффузионный, определяется не содержанием в цементе водорастворимых солей и извести Ca(ОН)2, а плотностью цементного камня. Цветные шлакопортландцементы не дают высолов, однако их производство ограничено наличием отбеленных промышленных шлаков. Установлена взаимосвязь процесса высолообразования с условиями гидратации цемента. Выявлено, что повышение влажности и температуры среды твердения свыше 40 C усиливает высолообразование. Наибольшее количество высолов образуется в первую неделю твердения декоративного цемента. Определенное влияние на процесс высолообразования оказывает минералогический состав клинкера. Увеличение в цементном клинкере содержания С2S (КН<0,85 при n = 3,6) или С3S (КН = 0,90 при n<2,5) способствует снижению высолообразования. Еще большее снижение высолообразования достигается при повышении плотности цементного камня с увеличением содержания силикатов (n > 3,6 при КН = 0,90). Исследованием диффузии гидроксида кальция с помощью метода меченых атомов установлено, что процесс высолообразования определяется способностью гидроксида кальция перемещаться в цементном камне. В связи с этим эффективным является способ снижения высолообразования за счет уменьшения подвижности гидроксида кальция, что достигается введением в цемент кремнийсодержащих добавок. Также снижает высолообразование уплотнение цементного камня. Уменьшение макропористости на 2–3 % снижает высолообразование на 35–50 %. Эффективность гидравлических добавок обусловлена не только их активностью, но и влиянием на плотность цементного камня. Введение кремнийорганических соединений типа полиорганилсилоксановых жидкостей при помоле клинкера белого портландцемента, интенсифицируя этот процесс на 10–25 %, позволяет получить цемент повышенных высолостойкости, гидрофобности и механической прочности. С уменьшением длины цепи органического радикала наблюдается некоторое повышение эффективности действия за счет лучшей адсорбции на цементных частицах. Комплексная добавка ускоряет процесс твердения цементного камня, повышает его плотность и способствует образованию гидроксида кальция в активном аморфном состоянии, что и повышает высолостойкость цемента. Также повышается морозостойкость, механическая прочность цементного камня (на 10–20 %), снижается пористость (на 3 %), гидрофобность, вдвое уменьшается водопоглощение. С введением пигментов снижается плотность цементного камня и усиливается образование высолов в виде белых налетов, которые видны на цветной поверхности. C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок цемента в России». Кузьмина В.П. www.newchemistry.ru |
