Химико-технологические факторы повышения конструкционной прочности цементного камня и бетона

• Автор: Овсюкова, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ГИДРАТАЦИИ, ГИДРАТА ИОННЫХ СТРУКТУРАХ ТВЕРДЕНИЯ И КОНСТРУКЦИОННОЙ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.
1.1. Гидратация, схватывание, твердение и структурообразование цементных дисперсных систем
1.2. Влияние модифицирующих добавок на формирование дисперснокристаллитной структуры цементного камня и бетона.

1.3. Фазовый состав и дисперснокристаллитная структура цементного камня.

1.4. Собственные деформации и напряжения структур цементного камня.

1.5. Конструкционная прочность и основные положения механики разрушения цементного камня и бетона

1.6. Выводы по главе. Научная гипотеза

1.6.1. Выводы по главе

1.6.2. Научная гипотеза.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ
МАТЕРИАЛЫ
2.1. Методы исследования, приборы и установки.
2.2. Применяемые материалы и их характеристики
2.3. Методика обработки результатов эксперимента
2.4. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАННЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ ОСОБЕНОСТЕЙ
ПРОЦЕССОВ ГИДРАТАЦИИ, СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА
3.1. Гидратация минералов цемента СзБ и РС2Б.
3.2. Кинетика гидратации цемента
3.3. Явление самоорганизации в цементной системе
3.3.1. Кинетика поглощения катионов кальция поликремниевой кислотой.
3.3.2. Кинетика изменения АрН цементной пасты.
3.4. Влияние химических добавок на модифицирование структуры ГСК
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИИ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА,
ФАЗОВОГО СОСТАВА И ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА ДИСПЕРСНОКРИСТАЛЛИТИОЙ СТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ
4.1. Влияние последовательности дозирования и концентрации СП С3 на реологию цементного теста и фазовый состав цементного камня
4.2. Исследование дисперснокристаллитной структуры
цементного камня
4.3. Влияние добавок модифицированных ГСК как затравок кристаллизации и структурообразования на синтез
прочности цементного камня
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИКОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА СИНТЕЗ ПРОЧНОСТИ И КРИТЕРИИ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ СТРУКТУР ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИТОВ.
5.1. Исследование зависимости параметров разрушения
цементного камня от процедуры модифицирования его структуры.
5.2. Влияние дисперсной фазы на параметры разрушения цементных композитов
5.3. Исследование деформационных и прочностных параметров качества модифицированных структур бетонов повышенной прочности.
5.4. Выводы по главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Под гидратацией принято понимать взаимодействие частиц исходного цемента с водой, которая складывается из элементарных стадий смачивания, адсорбции, растворения, диффузии, собственно химической реакции зародышеобразования и образования гидратов, осложненной для полиминеральных вяжущих практическими условиями протекания процессов за, счет взаимного влияния минералов друг на друга и создания структуры с определенными физикомеханическими свойствами. Твердение цементного камня сложное явление, связанное с комплексом процессов химического и физического характера. Физикохимические процессы, протекающие при твердении вяжущих, приводят к образованию прочного кристаллического сростка. Возникновение такого сростка закономерно сопровождается деструктивными явлениями, вызванными нарушениями контактов срастания в процессе развития отдельных составляющих структуры 2. Современные исследования процессов гидратации и твердения отличаются глубоким проникновением в механизм элементарных стадий названных выше процессов, а исследование реакции гидратации вяжущих веществ на ионном уровне является наиболее плодотворным и актуальным направлением . Итак, процесс твердения это совокупность сложных и многообразных физикохимических превращений, результатом которых является существенное изменение структурномеханического состояния цементной дисперсной системы. Изучение химической гидратации чистого цемента без заполнителя почти всегда более целесообразно, отмечает X. Тейлор 1. На рис. Из схематизации механизма твердения следует, что химическая реакция является первопричиной развития последующих физических изменений и превращений твердеющего материала продукты гидратации и гидролиза являются как бы полуфабрикатами, способными к последующему структурообразованию 6. Между дисперсной частицей и окружающей ее сольватной оболочкой развиваются диффузные процессы, которые на определенной стадии развития приводят к образованию вокруг непрореагировавшей части цементного зерна гелеобразных оболочек, которые со временем способны стареть, загустевать , 3, 1. При дальнейшем взаимодействии химически активных дисперсной фазы и дисперсионной среды продолжается химическое и физическое связывание влаги накопление продуктов реакции рис. Однако, главная причина роста прочности, по мнению , , 5, 6, это замещение адгезионных и когезионных контактов электростатической и электромагнитной природы силы дальнодействия кристаллизационными контактами силы короткодействия, которые образуются вследствие наличия ненасыщенных поверхностных валентных сил рис. СуБ,6 С, СуА6, САГ. Рис. Схема механизма твердения минеральных вяжущих материалов и электронномикроскопические снимки но данным работ а, 6 б, 3 в. Итак, структурообразование портландцемента при твердении является сложным, многообразным процессом, определяемым комплексом изменений различных свойств системы рис. В результате одни кристаллы препятствуют росту других, что приводит к развитию отрицательных напряжений , ,1. Обобщение результатов исследований закономерностей структурообразования и твердения приводит к выводу, что собственно твердение как процесс образования и развития капиллярнопористой структуры материала может протекать только по достижении системой минеральное вяжущее вода определенных специфических условий, которые различными исследователями трактуются поразному. Например, по Ле Шателье, это степень пересыщения раствора, по А. Ф. Полаку и В. Б. Ратинову 8, 2, 6, 8, это порог коагуляции, по М. М. Сычеву 5, 6 условия стеснения и др. Из анализа результатов исследований закономерностей структурообразования и твердения минеральных вяжущих веществ, полученных как отечественными, так и зарубежными исследователями, можно выделить два основных направления в трактовке рассматриваемой проблемы. Одно направление работ посвящено изучению названных закономерностей и рассмотрению поведения вяжущих в прочностном аспекте т. Другое направление представлено более скромно работами, связанными с изучение химической природы вяжущих веществ, и химических процессов, обуславливающих твердение химический аспект, несмотря на то, что на первых порах становления науки о вяжущих веществах было выдвинуто несколько теорий, базирующихся в основном на чисто химических представлениях. Вероятно, это обусловлено тем, что химия в те времена не имела еще необходимой теоретической базы, позволяющей объяснять с позиций химии механические свойства системы процессы схватывания и твердения 5.