Кремнеземистые заполнители.

 

Кремнеземистые заполнители в реальных условиях образуют со щелочными растворами щелочесодержащие стекла: или относительно сухие или содержащие некоторое количество кальция. Состав этих гелей варьирует от кальциево-щелочных с повышенным содержанием кальция, ие склонных к расширению, до щелочно-кремнеземистых, подвергающихся сильным деформациям расширения. Согласно абсорбционной теории, набухание геля происходит вследствие абсорбции свободной воды. В ряде случаев в эти процессы оказывается вовлеченной только часть заполнителя. Некоторые из них сохраняют свою микрокристаллическую природу и при взаимодействии со щелочами вызывают расширение, остальные образуют устойчивые гели.

По Ганзену, развивающему теорию осмотического давления, цементные пасты, содержащие частицы реакционно-способного заполнителя, проявляют свойства полупроницаемых мембран, позволяющих диффундировать сквозь них щелочным растворам и воде, по препятствующих выходу наружу силикатных ионов (образующихся в результате щелочекремнеземной реакции). Позднее было высказано предположение, что если полупроницаемые мембраны образуются в форме известково-, щелочно-кремнеземнетого геля, то едкие щелочи диффундируют через них легче, чем раствор гидросида кальция. Состав комплексного гидратированного геля, состоящего (в пересчете на оксиды) из Si02, NasO, К20 и СаО, может колебаться от устойчивого (богатого кальцием) до высокощелочного, способного вызывать значительные деформации расти рения.

Последними работами установлено, что и тогда, когда в основе механизма щелочно-кремнеземной реакции лежат осмотические явления, наличия полупроницаемой мембраны при этом не требуется. Термодинамические расчеты показали, что движущей силой, обеспечивающей перенос воды, может служить разность парциальной свободной энергии между водой в двух частях системы. Щелочекарбонатная реакция. В целом карбонатный заполнитель устойчив к действию щелочей. Он характеризуется высокой прочностью связи с цементным камнем, в том числе благодаря эпитаксиальному срастанию Са, часто в сочетании с иллнтовым или хлоритовым глинистыми минералами.

В результате происходит регенерация гидроксида натрия, участвующего в дальнейшей реакции с кристаллами доломита. Дополнительно могут образовываться гидрокарбонаты и сложные соединения типа гидроксокарбонатов магния. Как уже указывалось, эти реакции при наличии щелочей крайне нежелательны, поскольку они приводят к деформациям расширения бетона: это же относится и к призмам, выпиленным из породы, при их помещении в растворы щелочей. Причина расширения заключается в том, что объем конечных продуктов реакции больше, чем исходных. Гидрокарбонаты образуются только тогда, когда » результате испарения влаги концентрация раствора сильно возрастает, это также приводит к отрицательным последствиям в практике.

Известно однако, что при высушивании бетона в нем не наблюдаются деформации расширения, хотя в этих условиях происходит кристаллизация двойных солей-гидратов. В дальнейшем было доказано, что при этом образуется слишком мало таких двойных солен, чтобы они привели к заметным деформациям. Согласно Свентону и Джиллоту, сама по себе приведенная выше реакция не может объяснить, почему в одних случаях происходит расширение пород, а в других — не происходит.

Исходя из теоретической посылки, согласно которой кристаллы доломита в природе образовались при высоких давлениях, они постулировали, что реакционно-активны и лишены свободной воды те из них, в которых имеются включения глин (иллпта и хлорита). Роль самой реакции важна в связи с тем, что в результате ее протекания кристаллы доломита разрушаются, обеспечивая контакт частиц глины с влагой и растворами. Далее было принято допущение, что абсорбция глиной воды вызывает ее набухание и соответственно приводит к появлению давления набухания.

Этот механизм подтверждают данные Фельдмана и Середы. Они сопоставили разницу между изотермами сорбции и расширения известняковых заполнителей, не содержащих щелочен и содержащих их. Оказалось, что последние имели большие остаточные расширения- с их гистерезисом и более крутой рост деформаций с повышением влажности, чем первые. Это могло быть следствием того, что в результате реакции заполнителя со щелочами обнажилось некоторое количество глины, которая, поглощая воду, вызывала деформации расширения образцов. Несмотря на большое число проведенных работ, механизм расширения еще недостаточно ясен и требует дополнительного изучения. Любой из предложенных механизмов должен объяснить роль текстуры заполнителя, отношения в нем кальцита к доломиту, наличия глины и различных щелочей.

Щелочесиликатная реакция. Этот тип реакции несколько отличен от рассмотренных ранее; он был зафиксирован на некоторых объектах в Канаде. Щелочесиликатная реакция по Джиллоту характерна тем, что приводит к расширению, а затем и к разрушению бетона. В противоположность перечисленным выше реакциям, при этом типе реакций найдена корреляция между величиной расширения лабораторных образцов и количеством образовавшегося геля. Она отличается от двух других типов реакций еще и тем, что и в отсутствие даже очень малых количеств минералов, способствующих реакции между щелочью и заполнителем, все же наблюдается, хотя и небольшое, но заметное расширение образцов. Иногда это может быть частично объяснено наличием деформированного кварца, обладающего поэтому повышенной реакционной способностью. Во многих других случаях расширение можно приписать реакции между щелочами и филлосилика-тами, содержащимися в серой вакке, филитах и оргалмтах. Вода без щелочей не в состоянии привести к появлению этих пиков.

Можно полагать, что филлосиликаты содержат межслоевые минеральные осадки, принадлежащие к категории пермпкулитов. Давление набухания возникает в результате впитывания воды этими осадками, обнажившимися при реакции филлосиликатов со щелочами. Однако не все силикаты слоистого строения при реакции со щелочами подвергаются расслоению. В связи с этим потребовалось провести большое число тонких исследований, чтобы надежно отнести реакции этого типа к новой категории.

 

Шлакопортландцементы.

КОРРОЗИЯ БЕТОНА В МОРСКОЙ ВОДЕ

Теории карбонизационной усадки бетона

УСАДКА ПРИ КАРБОНИЗАЦИИ

Механизм действия морозного разрушения бетона.

ВОЗДЕЙСТВИЕ МОРОЗА

НЕДОСТАТКИ ЦЕМЕНТОВ, СОДЕРЖАЩИХ MgO И СаО

БИОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ БЕТОНА

Способы предупреждения щелочной коррозии.

Кремнеземистые заполнители.

ЩЕЛОЧНАЯ КОРРОЗИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЯ

Жаростойкий бетон.

Глиноземистый цемент содержит заметное количество алюмоферрита кальция.

ГЛИНОЗЕЛНИСТЫЙ ЦЕМЕНТ

ФОСФАТНЫЕ ЦЕМЕНТЫ

Стирол

СЕРНЫЙ БЕТОН

Повторное использование бетона

Портландцементный бетон

Справедливость законов смеси применительно к прочности пропитанного бетона

Раствор и бетон пропитанный серой

Техника полимеризации

Пропитанный полимером раствор и бетон

Армирование асбестовыми волокнами композитов на основе цемента

Свойства зоны контакта проволоки и цемента

Механические свойства дисперсно-армированных цементных композитов

Основы дисперсного армирования

Высокоподвижная бетонная смесь

Свежеприготовленная бетонная смесь

Затвердевший бетон

Литая бетонная смесь

Замедлители схватывания бетона

Микроструктурные аспекты

Оценка количества хлорида

Хлорид кальция и коррозия.

Хлорид кальция и свойства бетона.

Химические добавки в бетон

Сорбция воды и модуль упругости.

Явления сорбции и изменения длины: теоретическое рассмотрение

Бетон.