Физико-химические основы процессов развития напряжений и деформаций в цементном камне и их влияние на структуру, свойства и долговечность бетона

• Автор: Федоров, Александр Ефимович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 399 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

1. СОВРЕМЕННЫЕ ФИЗИКОШШЕСКЙЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

О ПРИРОДЕ СОБСТВЕННЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В ЦЕМЕНТНОМ

КАМНЕ БЕТОНА

1.1. Механизм гидратации

1.2. Кинетика гидратации на начальной стадии твердения цемента

1.3. Влияние гипса на кинетику гидратации

цемента.

1.4. Формирование структуры цементного камня. .

1.5. Механизм расширения цементного камня.

1.6. Природа собственных напряжении, возникающих в цементном каше
1.7. Заключение
2. ФИЗШДШЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВЛИЯНИЕ КРИСТАЛЛИЗАЩОНК0Г0 ДАВЛЕНИЯ НА СОБСТВЕННЫЕ НАПЕЯЖШ И ДЕФОРМАЦИИ В ЦЕМЕНТНОМ КАМНЕ
2.1. Гипотеза о механизме развития кристаллизационного давления е цементном камне.
2.2. Методика исследования.
2.3. Влияние механизма образования пересыщенного раствора на величину объемного кристаллизационного давления
2.4. Исследование объемного кристаллизационного давления гидратных фаз, кристаллизующихся
в твердеющем цементном каше
2.5. Выводы
3. ВЛИЯНИЕ ОБЪЕМНОГО КРИСТАЛЛИЗАЦИОННОГО ДАВЛЕНИЯ НА КИНЕТИКУ ГИДРАТАЦИИ ЦЕМЕНТА, СВОЙСТВА И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ЦЕЙЛЕНТНОГО КАШ В БЕНОНЕ
3.1. Влияние объемного кристаллизационного
давления на кинетику гидратации цемента. .
3.2. Влияние объемного кристаллизационного давления на деструктивные процессы в твердеющем цементном камне
3.3. Влияние объемного кристаллизационного давления на расширение цементного камня в процессе твердения расширяющихся
цементов.
3.4. Коррозия цементного камня Ш вида как результат объемного кристаллизационного давления
3.5. Влияние фазовых превращений на прочность
и структуру цементного камня в бетоне . . .
3.6. Повышение водонепроницаемости бетона тоннельной обделки метрополитена снижением собственных напряжений в цементном камне. .
3.7. Выеоды
4. ВЛИЯНИЕ СТРОЕНИЯ П0Р0В0Г0 ПРОСТРАНСТВА НА
ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ ОТ КАШШИЮИ
УСАДКИ И ТРЕШИНОСТОИКОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО МАНЯ И
БЕТОНА
x4.I. Механизм развития внутренних напряжений в цементном камне, вызываемых силами капиллярной контракции.
4.2. Исследование влияния различных технологических факторов на строение порового пространства и трещкностойкость цементного
камня и бетона.
4.3. Влияние циклически изменяющейся влажности среды на трещиностойкость и деформативность бетона.
4.4. Выводы
5. СТРУКТУРА И ТРЕЩИНОСТОЙКОСТЬ ЛЕГКИХ И ЯЧЕИСТЫХ
БЕТОНОВ
5.1. Исследование структуры и трещиностоыкости
бетонов ка легких пористых заполнителях . .
5.2. Влияние непрояшвяейся капиллярной усадки
на трещкностойкость газобетона
5.3. Выеоды.
6. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВОК ПОВЕРХНОСТНОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ТРЩЕОСТОЙКОСТЬ БЕТОНА
ОТ НЕПРОЯВИЕШЕйСЯ КАПИЛЛЯРНОЙ УСАДКИ
6.1. Механизм влияния поверхностноактиЕных
веществ на трещиностойкость бетона.
6.2. Исследование влияния добавок ПАВ на величину поверхностного натяяенияжидкой
фазы цементного камня в бетоне
6.3. Исследование влияния добавок ПАВ на
меру смачивания бетона
6.4. Аналитический метод исследования меры смачивания бетона с добавками ПАВ по
скорости капиллярного подсоса
6.5. Влияние добавок АВ на структурную гористость бетона .
6.6. Влияние добаЕок ПАВ на трещиностоккость
бетона
6.7. Выводы.
7. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА И ВНЕДРЕНИЕ МЕРОПРИЯТИИ ПО ПОВЫШЕНИЮ ТРЕШШОСТОЙКОСТй БЕТОННЫХ. И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИИ, ЭКСПЛУАТйХДИХСЯ В УСЛОВИЯХ ПЕРЕЛЕННОИ ВЛАЖНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЕ СРЕДЫ
7.1. Повышение трещиностойкости бетонных и железобетонных конструкций в сооружениях метрополитена.
7.2. Разработка предложений по повышению трещиностойкости бетона в условиях сухого жаркого климата для внесения изменений и дополнений в главу СНнП Ш5.
7.3. Пути повышения трещиностойкости железобетонных шпал, эксплуатирующихся в условиях сухого яаркого климата.
7.4. Изыскание путей повышения трещиностойкости и долговечности пелезобетонных конструкций
оросительных систем в условиях сухого
жаркого климата
7.5. Использование результатов исследований в нормативных документах и учебном процессе. .
7.6. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Кристаллы гидросиликатов вначале образуются в цементном тесте в виде волокнистых частичек, длина которых примерно через час составляет 0,1 мкм, а диаметр А . Требует разъяснения возможность развития осмотического давления вследствие разности концентраций между зоной перехода и капиллярным пространством. Размеры этой зоны, по Т. Пауэрсу, определяются полем вандерваальсовых сил молекул воды. Однако известно, что вода в этом слое, называемом диффузным, отличается от свойств механически связанной воды, в том числе она практически свободна от растворенных солей, молекулы и ионы которых выталкиваются из диффузного слоя частицы в зону механически связанной воды . Это, в частности, объясняет возможность роста зародышей кристаллов, оторвавшихся от подложки, только на границе этого слоя, т. Отсутствие значительной разности концентраций, в свою очередь, исключает возможность развития больших величин осмотического давления. Таким образом, развитие осмотического давления в зоне перехода не может являться основной причиной разрушения экранирующих оболочек в конце индукционного периода. Б одной из более ранних работ А. Е.Шейкина повышение проницаемости гидросульфоалюминатных оболочек объясняется их частичным растворением, однако этому фактору в работе отводится подчиненная роль. V Таким образом, причины повышения проницаемости и разрушения экранирующих оболочек, образующихся на начальной стадии гидратации вокруг зерен цемента в присутствии гипса, нельзя считать установленными. Влияние кристаллизационного давления обсуждается в последние годы и в связи со все более утверждающимся мнением о том, что основным носителем прочности цементного камня являются кристаллизационные контакты, а коагуляционные структуры представляют собой промежуточную стадию при формировании кристаллизационной структуры. V Образование структуры является центральным вопросом физи кохимической механики, развиваемой в работах многих исследователей. Структуры твердения в зависимости от характера связи между новообразованиями по П. А.Ребиндеру ,, можно разделить на коагуляционные, условно коагуляционные и кристаллизационноконденсационные . Коагуляционные структуры, у которых, как принято считать, толщина жидких прослоек между частицами составляет примерно
м, имеют невысокую прочность в связи с низкой прочностью коагуляционных контактов менее ЮНконт актов. В цементном тесте возникновение коагуляционных структур, практически не осложненное кристаллизационными, возможно лишь в течение непродолжительного времени после затворения цемента водой . Условнокоагуляционные контакты могут возникнуть при механическом переплетении частиц, обычно удлиненной формы. Особенность этих структур отсутствие жидких прослоек между контактирующими частицами. Нконтакт занимают промежуточное положение между коагулядаонными и кристаллизационноконденсационными. Для них характерны точечные контакты, площадь которых порядка х7 мкм2. Кристаллизационноконденсационные контакты это контакты прямого срастания, обусловленные химическими силами, с прочностью выше контакт. Для составляющих цементного камня площадь кристаллизационного контакта имеет порядок 5 мкм2. А.Ф. Полаком было показано, что образование кристаллизационных контактов термодинамически более выгодный процесс, чем образование двумерных, а тем более трехмерных зародышей новой фазы, и установлено, что процесс срастания зависит, в основном, от двух параметров степени пересыщения и физикохимической неоднородности срастающихся кристаллов. Для любого сочетания этих величин имеется определенное расстояние между частицами, при котором возможно срастание. Предполагается, что возникающие таким образом контакты имеют вначале точечный характер, а поэтому их прочность незначительна, хотя и обусловлена химическими силами. Только после срастания и обрастания этих контактов веществом гидрата прочность достигает значения, соответствующего реальным кристаллам. Такой механизм срастания предполагает возможность возникновения кристаллизационных контактов и для неизоморфных фаз, хотя и с меньшей степенью вероятности , . Е.Д.