Все про будівництво та ремонт

Портландітовие і портландіта-карбонатні безцементні системи твердіння.

2006-10-30 12:52:46

Ресурсозбереження є основоположною концепцією сучасного будівельного матеріалознавства і технології. Рішення проблем ресурсозбереження на сучасному етапі пов'язується не тільки з оптимізацією традиційних процесів структуроутворення матеріалів, але і з розвитком нових «проривних» напрямків і принципів отримання штучного будівельного каменю. У такій постановці перспективним бачиться вивчення питань формування штучного портландітового каменю на основі альтернативних підходів до організації процесів гідратації кальцієвої вапна, до структуроутворення монокристалів портландіта та консолідації їх в міцний кристалічний зросток; актуальним видається також розвиток досліджень портландіта-карбонатних систем тверднення і композицій. Значимість вирішення завдання практичного отримання штучного портландітового каменю очевидна. Дійсно, якби вдалося знайти прийнятні способи управління формуванням міцного портландітового кристалічного зростка, то можна було б створити ефективні технології виготовлення будівельних матеріалів та виробів з доступного і відносно малоенергоємних вихідного продукту, яким є вапно, і можна було б у багатьох випадках замінити клінкерної цементне в'яжуче . У будівельній практиці, як відомо, широко використовується принцип отримання штучного каменю на основі кристалізації моногідратом у вигляді просторової системи міцно пов'язаних частинок новоутворень. Цей принцип успішно реалізується в гіпсовому, магнезіальному та інших в'яжучих речовинах мономінеральних складу. Якщо виходити з того, що процеси твердіння моногідрат систем підкоряються єдиним закономірностям, обгрунтованою слід було б вважати можливість прямого одержання моноліту також і при гідратації СаО і кристалізації портландіта – Са (ОН) 2, то є можливість формування міцного портландітового каменю і на основі вапняного в'яжучого, що, однак, практично не забезпечується. Гідратація і твердіння в'яжучих моно-і полімінеральної складу включає відому послідовність процесів досягнення камневидное стану: адсорбцію (хемосорбцію), змочування, гідроліз і гідратацію, насичення і пересичення розчину, зародкоутворення і кристалізацію, формування зростка кристалів за допомогою контактів їх примикання, зрощення і проростання, рекристалізацію зростка. З точки зору умов формування міцного штучного каменю найбільш відповідальною є стадія кристалізації, яка може завершуватися як одержанням міцних просторових утворень, так і деструкцією кристалів і їх зростків внаслідок можливого дії некерованого кристалізаційного тиску. Таке явище може посилюватися рядом додаткових факторів, наприклад, температурними об'ємними деформаціями частинок твердої фази в умовах підвищеної екзотермії реакції гідратації, дегідратацією новоутворень, руйнуванням сформованої системи новоутворень через інтенсивне розігрівання і паровиделеніе в системі «в'язка речовина – вода». Саме так йде справа з вапняним в'яжучим, у якого процес гідратації і «твердіння» завершуються одержанням не камневидное стану, а порошкової вапна-пушонки. І причина цього полягає, перш за все, у винятково високому термодинамічно нерівноважному стані продукту випалу карбонату кальцію – вапна, яке (стан) обумовлює «вибуховий» і аномальний розвиток процесу її гідратації і кристалізації з надзвичайно високим тепловиділенням. Зі сказаного очевидно, що «каменем спотикання» у використанні потенціалу вапна для утворення якісного моноліту з кристалів портландіта є «саморуйнується» характер гідратації СаО і кристалізації Са (ОН) 2. Необхідно відзначити, що спроби подолання саморуйнується характеру гідратації вапна робилися, але досягнуті окремі позитивні результати, на жаль, не дали промислового виходу.