Формы связи воды в капиллярной структуре

68.Вода в пористой структуре цементного камня может быть свободной, может заполнять крупные капилляры и свободно покидать их. Может быть адсорбционно-связанной – это тонкий слой в 3-4 молекулы на всей поверхности цементного камня. Эта вода связана с

поверхностью твердого тела силами Ван-дер-Ваальса, ее количество уменьшается с понижением влажности воз-духа, она не замерзает. Химически связанная вода – вода в кристаллогидратах, которая может уйти только при температуре 300-500°С с разрушением цементного камня.

69. Одинакова ли температура замерзания воды в микро- и макрокапиллярах?

69.Чем тоньше капилляры, тем при более низкой температуре замерзает вода. В порах геля и микрокапиллярах, где может разместиться только адсорбционно-связанная вода, она не замерзает, а уплотняется. Эта вода приобретает аномальные свойства, так как она связана энергией твердого тела.

70. При увеличении количества воды затворения растет ли степень гидратации цемента?

70.Влажные условия твердения способствуют увеличению степени гидратации частиц цемента, но на химическую реакцию идет всего 15-17% воды затво-рения, которой для гидратации достаточно. Но, чтобы она не испарилась, нужны влажные условия твердения, а не лишняя вода.

71. Какими технологическими приемами можно снизить пористость цементного камня?

71.Снижением В/Ц, увеличением сроков твердения, плотной укладкой смеси.

72. Как влияет высушивание на свежеотформованный цементный и гипсовый камень?

72.Цементный камень в сухих условиях перестанет гидратироваться, степень гидратации будет невысокой, марочной прочности не наберет. Гипсовый камень набирает прочность, так как гидратация гипса проходит быстро, и он наращивает прочность при высушивании, укрепляются контакты между кристаллами.

73. Почему цементный камень при твердении в воде долго набирает прочность, при твердении на воздухе – нет?

73.При твердении в воде цементный камень может долго гидратироваться, степень гидратации его повышается, прочность растет. При твердении на воз-духе вода, предназначенная для гидратации, испаряется, гидратация не идет.

74. Чем пуццолановый или шлакопортландцемент отличаются от портландцемента?

74.Пуццолановый цемент содержит в своем составе до 40% активной минеральной добавки. Шлакопортландцемент – до 60 и даже до 80% молотого доменного шлака.

75. Можно ли повлиять на структуру цементного камня, меняя В/Ц?

75.Можно.Чем выше В/Ц, тем больше капилляров в структуре цементного камня, тем меньше прочность, меньше стойкость.

76. Чем опасен контакт цементного камня с проточной водой?

76.Проточная вода растворяет и уносит, а значит, снижает концентрацию гидроксида кальция, снижается щелочность цементного камня, и он постепенно разрушается. Это 1 вид коррозии.

77. Может ли повлиять на цементный камень воздействие газов, пыли?

77.Агрессивные газы (окись азота, сернистые газы и др.), соединяясь с влагой в пористой структуре цементного камня, превращаются в кислоты и начинают взаимодействовать со щелочами цементного камня. Разрушение идет по механизму 11 вида коррозии. Пыль также может содержать частички сернистых соединений, вызывающих процессы коррозии

78. Что может быть с цементным камнем при его контакте с грунтом?

78.Грунты содержат соли, гумусовые кислоты, споры, которые проникая в капиллярную структуру, где есть влага, превращаются в химические вещества, взаимодействующие с гидроксидом кальция.

79. Какие минералы в цементном камне обеспечивают щелочную среду?

79.Гидроксид кальция, алюминия, а также гидраты щелочей, присутствующихв цементе.

80. Какой цемент надо использовать при бетонировании морских причалов? Почему?

80.Сульфатостойкий цемент. В нем ограничивают содержание алюминатов, вступающих в химическое взаимодействие с сульфатами, содержащимися в морской воде.

81. Какой цемент долговечнее для опор моста через реку?

81.Опоры моста омываются водой, уровень воды может меняться, бетон попеременно высыхает и намокает – это опасные условия работы для бетона. Поэтому на изготовление таких конструкций предпочтительнее сульфатостойкий или чистоклинкерный цемент с пластифицирующими или гидрофобными добавками.

82. Какое вещество в цементном камне первым реагирует с агрессивным компонентом? Почему?

82.Гидроксид кальция, так как это самое растворимое и активное вещество цементного камня

83. Могут ли оставаться в сохранности новообразования цементного камня при падении щелочности в структуре? Что при этом происходит? 83.Гидросиликаты и гидроалюминаты кальция формировались в щелочной среде при гидратации цемента (1,2 г/л СаО) и, когда эта среда становится другой (щелочность падает при вымывании мягкой водой), они начинают восстанавливать концентрацию щелочности в поровой жидкости, теряя свою основность. Трехкальциевый гидросиликат превращается в двух- и одноосновный гидросиликат с уменьшением в объеме и растрескиванием. Когда щелочность падает до 0,06 г/л, тогда не может оставаться целым даже одноосновный гидросиликат кальция, и цементный камень разрушается.

84. Что происходит в цементном камне при карбонизации? 84.Гидроксид кальция превращается в карбонат кальция с уменьшением объема и щелочности с рН 12 до рН 7 и, отчего появляется сетка трещин, карбонизация идет глубже. Если прокарбонизирует защитный слой арматуры, она начинает корродировать, так как может работать только в щелочной среде.

85. Какой вид коррозии возникает у цементного камня при снижении рН<7?

85.С падением щелочности может быть выщелачивание, а может быть и кислотная коррозия.

86. Почему магнезиальная коррозия выделена, хотя она разрушает цементный камень, по механизму кислотной коррозии?

86.Воздействие ионов Мg - пагубно для цементного камня тем, что они вступают в реакцию не только с гидроксидом кальция, но и с гидросиликатами кальция, разрушая их.

87. Что происходит в структуре при щелочной коррозии цементного камня? К какому виду относится щелочная коррозия?

87.Щелочная коррозия идет по механизму 111 вида коррозии и возникает внутри структуры отвердевшего цементного камня при наличии щелочей извне или при реакции щелочей, содержащихся в цементе, с активным кремнеземом заполнителя. Образующиеся продукты реакции увеличиваются в объеме и разрушают сформировавшуюся структуру цементного камня. Поэтому при производстве цемента контролируют количество щелочей (Na2O и K2O) и вводят активную минеральную добавку при помоле, чтобы эти реакции проходили при изготовлении изделий, а не после.

88. Каков механизм воздействия при сульфатной коррозии цементного камня?

88.Это третий вид коррозии. Опасен тем, что в капиллярную структуру цементного камня попадает вода, содержащая ионы SO4--. Это морская, грунтовая вода или агрессивные сточные воды. Ион SO4- находит гидроксид кальция, а образующийся сульфат активно взаимодействует с гидроалюминатами цементного камня, образуя трехсульфатную форму гидросуль-фоалюмината кальция, формирующего крупные игольчатые кристаллы, занимающие объем в 2,2 раза больший, чем первоначальные продукты гидратации цемента. Это новообразование разрушает капиллярную структуру цементного камня, за что получило название цементной бациллы. Пока есть алюминаты эта реакция будет идти. Для предотвращения ее применяют сульфатостойкий цемент в тех конструкциях, которые будут работать в контакте с опасными водами.

89. Какой цемент стоек в сульфатной среде?

89.Сульфатостойкий цемент. Если вода содержит немного сульфатов (до 5%), то достаточно ввести в бетонную смесь пуццолановую добавку, снижающую концентрацию Са(ОН)2, тогда эттрингит не образуется. Кроме этого, снижают возможность образования эттрингита добавки хлористых солей 90. Почему при карбонизации происходит усадка?

90.Са(ОН)2 занимает больший объем, чем продукт его карбонизации. С понижением рН сначала образуется аморфный карбонат кальция, переходящий с воздействием СО2 в кристаллический СаСО3. Одновременно образуется из гидросиликатов аморфный кремнезем, который может реагировать со щелочами, вызывая щелочную коррозию в случае появления щелочи. Карбонизация приводит к изменению физико-химических свойств бетона: масса увеличивается, воздухопроницаемость уменьшается, усадка в два раза превышает обычную. Происходит раннее образование трещин в защитном слое бетона.

91. Из какого цемента делают изделия, твердеющие на холоде? 91.Из всех видов быстротвердеющего цемента.

92. Почему нельзя пропаривать изделия из глиноземистого цемента? Когда определяют его марку?

92.При гидратации глиноземистого цемента, содержащего низкоосновные алюминаты кальция, образуется, в основном, двухкальциевый гидроалюми-нат, определяющий прочность цементного камня. Он формируется при твердении цементного камня при t° не выше 25°С с выделением тепла. Если же температуру твердения поднимают выше, то двухкальциевый гидроалюминат перекристаллизовывается в трехкальциевый с понижением прочности цементного камня в 2-3 раза. Поэтому изделия из глиноземистого цемента не подвергают тепловой обработке, да этого и не требуется: он набирает прочность быстрее портландцемента. Марку определяют в 3-суточном возрасте.

93. С увеличением удельной поверхности больше или меньше адсорбционно связанной влаги в структуре цементного камня? Замерзает ли она?

93.Чем больше удельная поверхность цементного камня, тем больше его степень гидратации, тем больше цементного геля и микрокапилляров, содержащих адсорбционно связанную воду на своей поверхности в поровой структуре цементного камня. Адсорбционно связанная влага не замерзает.

94. Почему влага в структуре цементного камня замерзает в диапазоне низких температур, а не при одной какой-то? 94.Цементный камень содержит разные по размеру и диаметру поры и капилляры. Чем крупнее они, тем быстрее в них замерзает свободная вода, чем тоньше капилляр, тем более низкая температура нужна для замораживания воды в нем.

95. При какой температуре можно удалить химически связанную воду из цементного камня? Что с ним произойдет?

95.Химически связанная вода – вода кристаллогидратов, для удаления которой нужна высокая температура. С 300°С начинается удаление, и до 600°С вода уходит из гидросиликатов кальция с растрескиванием цементного камня и разрушением его при попадании влаги.

96. При каком радиусе капилляров происходит сорбция влаги из воздуха в пористую структуру?

96.Чем меньше радиус капилляра, тем более вогнут мениск, тем меньше давление в капилляре, значит интенсивнее сорбируется и конденсируется влага. Экспериментально установлено, что в капиллярах с радиусом более 10-5 см капиллярной конденсации не происходит. Хорошо сорбируют влагу микро-капилляры с радиусом <10-5 см.

97. Почему цементный камень хорошо сорбирует влагу из воздуха, гипс – хуже, кирпич – плохо?

97.Цементный камень содержит в своей структуре капилляры с радиусом менее 10-5 см, поэтому хорошо сорбирует влагу из воздуха. В гипсовом камне та-ких капилляров намного меньше, в кирпиче почти нет. Поэтому кирпич сорбирует влагу очень незначительно.

98. Сохраняется ли влага в пористой структуре цементного камня с понижен-ем влажности воздуха до 40%.

98.При влажности воздуха 40% свободная влага из пористой структуры уходит (испаряется), остается адсорбционно связанная вода, и, при влажности воз-духа <35%, начинает уходить адсорбционно связанная, расстояние между частичками геля сокращается. Поэтому чем больше геля, тем больше усадка.

99. На каком приборе или каким тестом определяют сроки схватывания вяжущих?

99.На приборе Вика с помощью иглы.

100. Как определяют активность минеральной добавки?

100.Минеральная добавка считается активной, если она соединяется с известью, образуя гидросиликаты кальция. Есть ГОСТовские методики по определению количества поглощенной извести с помощью титрования или определения прочности стандартных образцов из минеральной добавки с известью.