|
пористого цементного камня в бетоне, которое позволит одновременно учесть как формирование его твердой фазы, так и порового пространства. Это предполагает общность подхода к ним, построенного по единому достаточно строгому признаку. Крайне желательно, чтобы одновременно с помощью выбранного признака учитывались и дефекты структуры твердой фазы цементного камня, от которых зависят физико-механические и деформативные свойства бетона. Важно, чтобы выбранная классификация по возможности позволяла рассматривать процессы, протекающие при становлении структуры цементного камня, и в кинетическом аспекте. В качестве основы для подобной систематизации логично выбрать линейные размеры капилляров, пор и элементов каркаса. Вместе с тем, если известно несколько классификаций бетонов, основанных на различиях в поровой структуре [51, 70, 92], то классификации твердой фазы цементного камня, построенной по принципу дисперсности частиц, нет. Поэтому, в развитие представления об уровнях структуры, предложенного для оценки стойкости коррозионной бетона, рекомендуется следующая общая градация капилляров и структурного каркаса с учетом дефектов в последнем [22, 24, 25, 26]. Надмолекулярный уровень дисперсности: И = 2 108-4 • 109 м'1 (Ю'9< Е < 5 • Ю'9м), г де С — размер частиц, дисперсность О = 1/ 6. Несмотря на весьма узкий интервал изменения, первый уровень дисперсности твердой фазы очень важен, так как он включает в себя размеры частиц, отвечающие устойчивым трехмерным зародышам (рис. 3.1). Этим и определяется низшая граница надмолекулярного уровня: частицы меньшего размера не способны к самостоятельному существованию, т. е. вероятность их распада выше, чем вероятность дальнейшего роста. Вместе с тем частицы этого уровня должны обладать свойствами фазы, т. е. иметь в ширину не менее трех элементарных ячеек. Твердые частицы, относящиеся по дисперсности к надмолекулярному уровню, при различном фазовом и химическом составе объединяются общим признаком чрезвычайно развитой поверхностью и, как следствие это79 |
63 ет общность подхода к ним, построенного по единому достаточно строгому признаку. Крайне желательно, чтобы одновременно с помощью выбранного признака учитывались и дефекты структуры твердой фазы цементного камня, от которых зависят физико-механические и деформативные свойства бетона. Важно, чтобы выбранная классификация по возможности позволяла рассматривать процессы, протекающие при становлении структуры цементного камня, и в кинетическом аспекте. В качестве основы для подобной систематизации логично выбрать линейные размеры капилляров, пор и элементов каркаса. Вместе с тем, если известно несколько классификаций бетонов, основанных на различиях в поровой структуре [51, 70, 92], то классификация твердой фазы цементного камня, построенной по принципу дисперсности частиц, нет. Поэтому, в развитие представления об уровнях структуры, предложенного для оценки стойкости коррозионной бетона, рекомендуется следующая общая градация капилляров и структурного каркаса с учетом дефектов в последнем [22,24,25,28]. Надмолекулярный уровень дисперсности: 0 = 2хЮ8-4х 109м'1 (10'9< Е<5 х Ю'9м), где С размер частиц, дисперсность 7) = 1 /I. Несмотря на весьма узкий интервал изменения 1, первый уровень дисперсности твердой фазы очень важен, так как он включает в себя размеры частиц, отвечающие устойчивым трехмерным зародышам. Этим и определяется низшая граница надмолекулярного уровня: частицы меньшего размера не способны к самостоятельному существованию, т. е. вероятность их распада выше, чем вероятность дальнейшего роста. Вместе с тем частицы этого уровня должны обладать свойствами фазы, т. е. иметь в ширину не менее трех элементарных ячеек. Твердые частицы, относящиеся по дисперсности к надмолекулярному уровню, при различном фазовом и химическом составе объединяются общим признаком чрезвычайно развитой поверхностью и, как следствие это I » Таблица 3.1 75 Анализ гидратационной стойкости клинкера Гидратационпая стойкость клинкера из СаО Выдержка, ч Степень гидратации, % А Б В 24 60' 1 0 72 100’ 5' 0,02 * образцы увеличились в размерах и рассыпались 3.2. Физико-химическая модель взаимодействия поверхностных примесей заполнителя карбида кремния с компонентами композита жаропрочного бетона Уделяя особое внимание процессу гидратации вяжущих как основе твердения бетонной смеси при образовании цементного камня и рассматривая условия формирования капиллярно-пористых тел с точки зрения характера возникающих при этом связей и их прочности, проследим за ролью нескольких факторов в виде введения добавок и заполнителей в синтезе прочности цементного камня в бетоне [17, 18]. Структура цементного камня представлена твердой фазой и норовым пространством, заполненной жидкостью или газом, причем важнейшие свойства бетона зависят от физических и физико-химических характеристик и каркаса, и порового пространства [20]. Следовательно, целесообразно такое совместное рассмотрение капиллярно-пористого цементного камня в бетоне, которое позволит одновременно учесть формирование его твердой фазы, так и порового пространства. Это предполагает общность подхода к ним, построенного по единому достаточно строгому признаку, одновременно с помощью выбранного признака 76 учитываем и дефекты структуры твердой фазы цементного камня, от которых зависят физико-механические и деформационные свойства бетона. Выбранная тенденция позволяет рассматривать процессы, протекающие при становлении структуры цементного камня, и в кинетическом аспекте. В связи с этим нами предлагается физико-химическая модель взаимодействия поверхностных примесей заполнителя карбида кремния с компонентами композита жаропрочного бетона. 1. На начальной стадии формирования первичного каркаса будущей структуры цементного камня уже имеются отдельные контакты между возникшими или уже растущими частицами новой фазы но всему объему коагуляционной структуры свежего цементного теста. Несовершенства структуры на данном этапе в сильной степени влияют на физико-механические свойства и ползучесть бетона. Поэтому, действие добавок (инертного заполнителя мелких фракций карбида кремния) на данном этапе наиболее очевидно в условиях становления структуры цементного камня в бетоне. Введение мелких фракций карбида кремния в композит приведет к снижению пористости и увеличению плотности бетона. 2. Изучение механизма действия добавок нужно начинать не с уровня структур твердения, а с молекулярного уровня, отвечающего процессам и реакциям между молекулами и ионами. Рассматривая строение частиц карбида кремния, и анализируя химический состав материала, очевидно, что примеси в виде оксидов алюминия, железа, кальция, магния, двуокиси кремния, свободного кремния находятся на поверхности частиц 8Ю , как бы мала она не была. Физико-химические свойства поверхностного слоя дисперсных частиц сильно отличаются от свойств этого же вещества «в массе». Причина этого в том, что атомы (молекулы) вещества, находящиеся внутри материала, уравновешены действием окружающих атомов (молекул), в то время как атомы (молекулы) па поверхности вещества находятся в неуравновешенном состоянии и обладают особым запасом энергии. При достаточной инертности материала карбида кремния как заполнителя, примеси на его поверхности остаются активными и |