Влияние ПАВ на гидратацию цементов

Количественные измерения адсорбции ПАВ па поверхности клинкерных минералов и цементов показали, что ССВ лучше адсорбируется на наиболее активных составляющих цементного клинкера — С 3 А и C 3 S [183]—и цементах. Исследованиями установлено, что гидролиз и гидратация C3S и C 2 S в присутствии ПАВ затрудняются вследствие замедленной диффузии молекул воды через адсорбционную пленку добавки. Гидратация трехкальциевого алюмината в присутствии не задерживается. Малые количества не препятствуют гидролизу и гидратации трехкальциевого силиката, а большие его количества могут остановить гидролиз C 3 S на длительный срок.

Добавки сахаров, однако, не замедляют гидратацию и не снижают прочности С 3 А и C 4 AF.

Авторы связывают влияние микродобавок (0, 015— 0, 125%) на гидратацию и твердение алюминатов и алюмоферритов кальция с длиной углеводородной цепи ПАВ. С увеличением длины последней интенсифицирующее действие добавок на гидратацию снижается. Оптимальные величины добавок интенсифицируют скорость и степень гидратации алюминатов и C 4 AF и замедляют перекристаллизацию метастабильных гидратов. Интенсификация гидратации белита и кристаллизации новообразований наблюдается в большей степени в присутствии микродобавок полисахаров и в меньшей — моносахаров. Гидратацию трехкальциевого силиката указанные добавки замедляли. Механизм действия добавок авторы связывают с адсорбционным понижением прочности, ускоренным диспергированием и растворением минералов. В то же время Янг показал, что моно- и полисахариды задерживают гидратацию С 3 А. Замедляющее действие органических добавок объясняют их адсорбцией на поверхности частиц цемента, образованием труднорастворимых солей кальция и комплексных соединений и влиянием ПАВ на процесс зародышеобразования.

Согласно данным работ, комплексные соединения образуют оболочку, затрудняющую диффузию воды к поверхности цементных зерен и, следовательно, тормозящую гидратацию цемента. При исследовании гидратации С 3 А в тесте с добавками глюкозы и ее окисных производных установлено, что гидратными новообразованиями являются С 3 АН 6 и С 4 АН ]3. Кислые производные глюкозы ввиду их повышенной стабильности в щелочной среде с точки зрения замедления гидратации в 10 раз эффективнее глюкозы. Замедляющее действие объясняют адсорбцией органических молекул на С 3 А с образованием на определенном этапе процесса гидратации промежуточных комплексов. Для продолжения гидратации необходимо либо разрушить органические молекулы,  либо снизить концентрацию добавок до содержания, недостаточного для существования комплексного соединения.

В. Г. Батраков изучая влияние соединений на гидратацию силикатных минералов, пришел к выводу, что полимер ГКЖ-94 энергично адсорбируется на поверхности минералов и задерживает их гидратацию. Электронно микроскопическими исследования ми установлено, что силикатные минералы при гидратации без добавок имели большее количество гелеобразных продуктов, чем в препаратах с добавками. При добавки ГКЖ-94 в состав теста C 3 S на термограммах обнаружены экзотермические эффекты при температурах 360 165 и 540°С. свидетельствующие о разрыве связен Si—С и Si—О в цепи полимера.

Ф. Л. Глекель установила, что наличие в составе высокомолекулярных ПАВ карбоксильных групп интенсифицирует растворение и возникновение первичных структур, гидроксильных (в линейной макромолекуле) стабилизацию гидратных фаз на стадии зародышеобразованиями. Добавки ускоряют в первые мгновения гидратацию силикатов кальция, интенсифицируя их растворение, но затем тормозят ее вследствие уплотнения возникающих экранирующих оболочек из гидросиликата, полимером и продуктами его взаимодействия с известью. Добавки интенсифицируют растворение С 3 А, адсорбируются, агрегируют быстро выделяющиеся продукты гидратации и способствуют их закреплению на поверхности исходного минерала.

Вследствие этого растворение замедляется, время достижения необходимых пересыщении увеличивается, возникает индукционный период, длительность которого зависит от количества добавки ПАВ. Тормозящая роль гидратных пленок в суспензиях С 3 А проявляется более короткое время, чем в силикатных суспензиях, после чего в присутствии высокомолекулярных ПАВ образуется структура повышенной по сравнению с исходной прочности. Снижая пересыщения по СаО, карбоксплсодержащие ПАВ в соответствующих концентрациях ускоряют образование и улучшают кристаллизацию гндросульфоалюмнната кальция нз С 3 А и CaS0 4 в отсутствие избытка извести.

Опубликовано:11 Апрель

Похожие записи