Закономерности гидратации клинкерных минералов и повышение эффективности использования цемента по результатам лазерной гранулометрии

• Автор: Себелев, Иван Михайлович
• Шифр специальности: 05.17.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 350 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Условные обозначения
Введение
1. ГИДРАТАЦИОННОЕ ТВЕРДЕНИЕ КЛИНКЕРНЫХ МИНЕРАЛОВ И ЦЕМЕНТА. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЦЕМЕНТА (ОБЗОР)
1.1. Основные минералы портландцемента и их особенности
1.1.1. Трехкальциевый силикат
1.1.2. Двухкальциевый силикат
1.1.3. Трехкальциевый алюминат
1.1.4. Алюмоферритная фаза
1.1.5. Изоморфные замещения в клинкерных минералах. Дефекты структуры
1.1.6.Взаимное влияние клинкерных минералов от условий их получения
1.1.7.Зависимость гидратационной активности клинкерных минералов от условий их получения
1.1.8.Влияние состава и дисперсности цемента на его
гидратационную активность
1.2. Особенности гидратации вяжущих веществ
1.2.1 .Физико-химические процессы при взаимодействии 6 твердых тел с водой
1.2.2. Изменение свойств жидкой фазы в процессе гидратации системы
1.2.3. Элементарные процессы и акты
1.3. Кинетика процесса гидратации
1.3.1. Изменение размеров частиц дисперсной фазы в
процессе гидратации

1.4. Структурообразование при гидратационном твердении цемента
1.5. Влияние добавок химических соединений на процесс гидратации цемента
1.6. Влияние внешних физических факторов на гидратацион-ное твердение цемента
1.7. Периодизация процесса гидратации
1.8. Ускоренные методы определения активности цемента
1.9. Заключение. Постановка проблемы и задач исследования
2. МЕТОДОЛОГИЯ РАБОТЫ. ИССЛЕДОВАННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Цель и задачи исследований. Структурно - методологическая схема исследований
2.2. Характеристика объектов исследования
2.3. Методика исследования изменения размеров частиц дисперсной фазы в процессе гидратации вяжущих ве- 79 ществ
2.4. Методика исследования электрической проводимости и pH системы в процессе гидратации
2.5. Определение электрокинетического потенциала
2.6. Исследование изменения функции распределения частиц ДФ по размерам в присутствии добавок ПАВ
2.7. Методика проведения экспериментов при ультразвуковой обработке воды
2.8. Методика проведения эксперимента при исследовании тангенса угла диэлектрических потерь
2.9. Методика подготовки и исследования образцов бетона
и цементного камня
3. ОСОБЕННОСТИ РАННИХ СТАДИЙ ПРОЦЕССА ГИДРА-
ТАЦИИ КЛИНКЕРНЫХ МИНЕРАЛОВ, УСТАНОВЛЕННЫЕ МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ГРАНУЛОМЕТРИИ
3.1. Трехкальциевый силикат
3.1.1. Гидратация C3S в деионизованной воде при
В/Т=4000
3.1.2. Влияние водотвердого отношения на кинетику гидратации C3S
3.2. Двухкальциевый силикат
3.3. Т рехкальциевый алюминат
3.3.1. Гидратация СзА в деионизованной воде при
В/Т=4000
3.3.2. Влияние водотвердого отношения на гидратацию СзА
3.4. Четырехкальциевый алюмоферрит
3.5. Влияние длительного хранения и дополнительного из-
мельчения на взаимодействие клинкерных минералов с водой
3.6. Выводы по главе
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ГИДРАТАЦИИ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЛАЗЕРНОЙ ГРАНУЛОМЕТРИИ
4.1. Описание модели. Принятые допущения
4.1.1. Растворение негидратированного вяжущего
4.1.2. Гидратация растворенного вяжущего вещества в растворе
4.1.3. Образование гидратированного вещества
4.1.3.1. Первичная нуклеация
4.1.3.2. Кристаллизация
4.1.3.3. Вторичная нуклеация
4.1.4. Коагуляция гидратированного и негидратированного вяжущего

стности, с неправильной формой зерен и пониженным содержанием фракций размером менее 5 и более 80мкм.
Присутствие в цементе зерен различных размеров обусловливает и различия в скорости гидратации [127]. Проведенными исследованиями [128] установлено, что термокинетические кривые гидратации Черноре-ченского цемента фракций 2-3, 5-9 мкм свидетельствуют о незначительном по продолжительности индукционном периоде, быстром росте скорости тепловыделения до максимума, который по абсолютному значению и времени достижения в 2-3 раза превышает аналогичные показатели для зерен размером 9-14 и 14-28 мкм. К аналогичному выводу приходят и авторы работы [129] при изучении распределения частиц по размерам.
Домол цемента с песком в присутствии суперпластификатора С-3 позволяет получить перспективный материал - вяжущее низкой водопо-требности (ВНВ) [130-133]. Его использование обеспечивает значительную экономию цемента, повышение прочности и плотности бетона.
Введение при помоле цемента ферромагнитной добавки, представляющей собой модифицированные пылевидные отходы горнообогатительного комбината со средним размером частиц около 9.6 мкм, позволяет активировать цемент. При введении 2% такой добавки марка шлако-портландцементов увеличиваются с 300 до 400, а прочность в возрасте 3 суток - на 66%, в 28 суток - на51%, 90суток - на 46%. По результатам РФА и ДТА добавка интенсифицирует процесс гидратации белита и алюмоферрита кальция, мало влияя на гидратацию алита в поздние сроки [134].
Положительное влияние кремнеземистых добавок на свойства цементного камня, в том числе на его коррозионную стойкость, связывают с понижением его проницаемости, связыванием щелочей и гидроксидов, повышением равномерности распределения гидроксида кальция по объему [135].
Повышение прочности цементного камня может быть достигнуто при введение добавок органических соединений. Так, высокая прочность