Зависимость прочности цементной матрицы бетонов от теплоты гидратации

• Автор: Рахимбаев, Игорь Шаркович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

1.1.1. Термодинамические параметры

1.1.2. Термодинамическая система

1.1.3. Термодинамический процесс

1.1.4. Энергия, теплота и работа

1.1.5. Первый и второй законы термодинамики.

1.1.6. Внутренняя энергия системы.

1.1.7. Теплоемкость.

1.1.8. Изохорный процесс
1.1.9. Изобарный процесс
1.1 Изотермический процесс
1.1 Термодинамические методы исследования процессов.
1.1 Характеристические функции
1.1 Энергия Гельмгольца изохорноизотермический потенциал
1.1 Энергия Гиббса изобарноизотермический потенциал
1.1 Влияние температуры не термодинамические эффекты химических реакций
1.2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАБОТ, ПОСВЯЩЕННЫХ ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДОВ ТЕРМОДИНАМИКИ В СТРОИТЕЛЬНОМ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ.
1.2.1. Основные направления исследований по применению методов термодинамики в строительном материаловедении.
1.2.2. Применение термодинамики для расчета гидратации и гидратного фазообразования в системе вяжущее вода
1.2.3. Способы прогнозирования марочной прочности
портландцемента
1.2.4. Оценка прочности цементного камня по величине изменения
свободной энергии при гидратации.
1.2.5. Ускоренные методы прогнозирования марочной
прочности портландцемента
1.2.6. Прогнозирование марочной прочности портландцемента
на основе краткосрочных испытаний
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1
2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ КЛИНКЕРНЫХ МИНЕРАЛОВ
И ДРУГИХ ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
3.1. РАСЧЕТ СТАНДАРТНОЙ ЭНТРОПИИ.
3.2. РАСЧЕТ ЭНТРОПИИ ОБРАЗОВАНИЯ РЯДА
СИЛИКАТОВ ИЗ ЭЛЕМЕНТОВ.
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.
4. ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЕ КЛИНКЕРНЫХ МИНЕРАЛОВ
И ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ.
4.1. ЧИСЛЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ
ПОЛНОЙ ГИДРАТАЦИИ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОВ.
4.2. РАСЧЕТ ПОЛНОГО ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО КЛИНКЕРА МЕТОДОМ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ.
4.2.1. Гидратация и тепловыделение алита.
4.2.2. Тепловыделение белита.
4.2.3. Тепловыделение при гидратации трехкальциевого алюмината
4.2.4. Гидратация и тепловыделение С4АЕ
4.2.5. Расчет полного тепловыделения цементов при данных о содержании 4 клинкерных минералов, сульфатов и свободного оксида кальция.
4.3. РАСЧЕТ КИНЕТИКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ КЛИНКЕРНЫХ
МИНЕРАЛОВ И ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА.
4.3.1. Расчетные формулы.
4.3.2. Расчет кинетики удельного тепловыделения клинкерных
минералов и портландцементов при наличии сведений о полном минеральном составе вяжущих, включая сульфаты и СаОсвоб
4.3.3. Кинетика тепловыделения цементов с неизвестным содержанием
сульфатов и свободного оксида кальция.
4.4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА
КИНЕТИКУ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4.
5. ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ КИНЕТИКОЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ
И ТВЕРДЕНИЯ ЦЕМЕНТОВ.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ИТОГИ РАБОТЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Практическое применение разработанных методик расчета марки либо класса по прочности цементов позволит повысить качество проектирования состава бетонов, режимов бетонных работ в зимний период, а также сооружения массивных строительных объектов. Анализ зависимости тепловыделения от минерального состава и удельной поверхности вяжущих дает основание рекомендовать более грубый помол низкотермичных белито-алюмоферритных цементов, чем это принято в настоящее время. Охму протекают процессы в природе и технике; третий - утверждает, что абсолютный нуль температуры недостижим. Принято различать общую термодинамику, в которой изучают её теоретические основы, ее законы и приложение к физическим явлениям; техническую термодинамику, которая является основой теории тепловых двигателей (рассматриваются закономерности превращения теплоты в работу и наоборот), и химическую термодина. Особенностью термодинамического метода является его применимость только к системам, состоящим из очень большого числа отдельных частиц. При термодинамическом исследовании физических явлений используются два метода: метод термодинамических циклов и метод характеристических функций. Метод термодинамических циклов заключается в том, что для определения необходимых зависимостей выбирают цикл, к которому применяют законы термодинамики и с их помощью устанавливают определенные закономерности. При этом используются цикл Борна - Габера. Метод характеристических функций (или метод термодинамических потенциалов) состоит в том, что на основании объединенного уравнения первого и второго законов термодинамики для системы при различных условиях удается получить необходимые термодинамические зависимости. Данный метод используется в основном в химической термодинамике. В химической термодинамике описываются методы определения тепловых эффектов химических реакций, условия их протекания, методы определения условий химического и фазового равновесия системы и влияния на равновесие внешних условий. Специфическими особенностями отличается термодинамика твердофазовых реакций. В противоположность термодинамике газовых реакций и процессов в растворах, которые достаточно хорошо исследованы и детально разработаны методы их расчета, термодинамика процессов с участием преимущественно твердых веществ является сравнительно молодым разделом науки, интенсивные исследования по которому проводятся в основном со второй половины прошлого века. В связи с этим относительно беден банк термодинамических данных веществ в твердом состоянии, недостаточно разработаны методы термодинамического расчета процессов с их участием, имеются большие пробелы в интерпретации таких расчетов. Из имеющихся немногочисленных монографий, посвященных термодинамике твердофазовых реакций, следует упомянуть “Термодинамику силикатов” [3], в которой впервые дано систематическое изложение важнейших проблем термодинамики этих реакций. Вышеуказанная книга не переиздавалась с года, поэтому многие результаты, полученные в последующие годы, не нашли в ней отражение. То же относится и к другим изданиям [9, , , , -, , , ]. К ним относятся температура, давление, энтальпия, энтропия и др. Термодинамические параметры, значения которых не зависят от размеров и массы системы, называются интенсивными. Это давление р, температура г, молярный объем Ут и др. Параметры, зависящие от массы термодинамической системы, называются экстенсивными. К ним относятся объем, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гельмгольца, энергия Гиббса и др. Удельные (отнесенные к единице массы вещества) экстенсивные параметры приобретают смысл интенсивных параметров. Термодинамическое состояние системы определяется совокупностью интенсивных параметров. Различают равновесное и неравновесное состояния термодинамической системы. Равновесным состоянием термодинамической системы является такое состояние, которое характеризуется независимостью параметров при постоянных во времени внешних условиях. Изменение параметров во времени характеризует неравновесное состояние термодинамической системы. Под термодинамическим процессом понимают изменение как минимум одного из параметров системы.