Особливості структуроутворення модифікованої цементної системи на ранніх стадіях тверднення бетону

Анотація

Постановка проблеми. Визначення типів зв'язків, що утворюються у модифікованій цементній матриці бетону, і оцінка якості цих зв'язків у неоднорідному матеріалі для з’ясування геометричних і фізичних співвідношень між структурою модифікаторів і цементної матриці на ранній стадії структуроутворення. Методика. Дослідження процесів гідратації і структуроутворення звичайних і модифікованих цементних систем проводилися з використанням рентгенофазового, диференційно-термічного та мікроскопічного аналізів, інфрачервоної спектроскопії. Аналіз структурних параметрів цементної матриці бетону проводився методом ртутної порометрії, а також за адсорбцією пар води та азоту. результати. Система складання з відповідною структурою формується при компонуванні і контактуванні мінеральних компонентів цементної системи і зерен заповнювачів у процесі змішування з водою, перемішування і укладання бетонної суміші. Зміна кількісних характеристик структури модифікованого бетону спостерігалася за зміни інтенсивності модифікування. Спостережувані зміни морфологічної структури цементної матриці не можуть бути випадковими, тому що вони підтверджені повторними дослідами за відтворюваності від 82 до 96 %. У той же час така зміна морфології новоутворень не спостерігалася у звичайному бетоні. З наведених даних очевидне значне збільшення пластинчасто-призматичної складової в цементній матриці модифікованого бетону. Зі збільшенням часу витримки кількість сформованих кристалічних новоутворень збільшується. Це можна пояснити системним підходом: морфологія структури цементної матриці ‑ результат взаємодії систем складання і зростання. При цьому система зростання (перекристалізації і розвитку структури в часі) може ефективно розвиватися без досить повного розвитку системи складання (накопичення первинних продуктів гідратації). Наукова новизна. Вперше встановлено особливості структуроутворення модифікованої цементної системи, які полягають у тому, що кристали гідрату хлороксиду магнію швидко ростуть у просторі між гідратними новоутвореннями клінкерних мінералів, а механічне зчеплення, що виникає в результаті цього, зумовлює розвиток початкової міцності і жорсткості. Оскільки вільному росту кристалів перешкоджає брак простору, кристали взаємно проростають, утворюючи щільну структуру, яка зумовлює зростання міцності; вперше встановлено, що у модифікованій цементній системі, що гідратується, в результаті взаємодії різних макроіонів розвивається структуротвірний процес із переважанням активних частин, які значно перевищують його дисипативну частину порівнянно з нормальними умовами тверднення. Результати, отримані під час моделювання поведінки модифікованої цементної системи, що гідратується, показують, що в системі спостерігаються коливання концентрації проміжних продуктів гідратації, ототожнені з виникненням просторово-часової структури. Практична значимість. Фізико-хімічне модифікування цементної системи забезпечує зміну морфотропії кристалогідратних новоутворень, що сприятиме формуванню проектних властивостей бетону.