Влияние состава портландцемента на процессы высолообразования

Авторы: И.Г. Лугинина, д-р техн. наук, проф.; И.Н. Афонина, инж.

Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова. Россия.

Высолы появляются на поверхности бетона, а также на кирпичной кладке в виде тон­ких пленок, относительно прочно связанных с поверхностью каменного материала, или же в виде рыхлых кристаллических наростов. Высолы ухудшают внешний вид сооружений, изменяя цвет отделочных растворов, и могут служить причиной возникновения механиче­ских напряжений, которые с течением време­ни способны разрушить бетон и кирпич.

Выполненный нами рентгенофазовый анализ высолов, собранных на различных объ­ектах г. Белгорода, показал, что химический состав образующихся на поверхности цементно-песчаного раствора и бетона выделений весьма разнообразен: здесь имеются соли кальция, натрия, калия. Нередко эти соедине­ния образуют труднорастворимые выцветы.

В данной работе проведен сравнительный анализ влияния различных концентраций ок­сида магния в цементе, используемом при строительстве, на интенсивность высолообра­зования. Предполагается, что оксид магния, гидратируясь в относительно более поздние сроки, чем основные фазы портландцемента, будет способствовать уплотнению струк­туры твердеющего цементного камня за счет весьма ограниченного расширения в объеме.

Следовательно, понизится скорость диффу­зии растворов солей к поверхности цементно­го камня, что будет способствовать снижению высолообразования.

Сравнительная оценка склонности цемен­тов к высолообразованию заключалась в отбо­ре и химическом анализе водных вытяжек из цементно-песчаных образцов с последующим определением количества ионов Са2+.

Образцы готовили из цементов, отличаю­щихся изменяющимся содержанием оксида магния (от 0,44 до 5,42%).

Для исследования готовили образцы - куби­ки 30x30x30 мм из раствора 1:4 при В/Ц = 0,4. Повышенное содержание заполнителя вводили с целью получения пористой структуры стро­ительного раствора, чтобы ускорить переход ионов кальция в воду при твердении.

После расформовывания каждый образец помещали в отдельный сосуд с дистиллиро­ванной водой и плотно закрывали крышкой.

Через 30 сут. вытяжки отбирали и опре­деляли содержание ионов кальция методом титрования.

Зависимость выщелачивания из строи­тельного раствора ионов кальция от концен­трации оксида магния в цементе показана в табл. 1.

Таблица 1 - Влияние концентрации оксида магния в цементе на выщелачивание ионов кальция

Вид материала	КН	Содержание *СаО„, %	Содержание *MgО„, %	Содержание в вытяжке СаО, мг/л, в возрасте, сут.									Суммарное содержание CaО, мг/л, в возрасте, сут.
				3	7	28	60	90	120	150	180	210	28	210
Ангарский ПЦ 400 Д 20	0,92	0,21	5,42	633	484	205	466	391	354	317	242	242	1322	3334
Магнитогорский ПЦ 500 ДО	0,93	0,65	3,37	652	521	298	614	577	559	503	484	484	1471	4692
Мордовский ПЦ 400 ДО	0,90	0,08	1,37	689	559	298	633	614	559	540	503	540	1546	4898
Пикалевский ПЦ 500 ДО	0,90	0,61	1,34	708	559	298	633	614	577	577	559	559	1565	5065
Топкинский ССПЦ 400 ДО	0,91	0,15	0,97	670	596	410	652	633	633	596	559	559	1676	4675
Подгоренский ПЦ 500 ДО	0,82	3,11	0,92	596	521	242	410	372	410	410	242	242	1359	3445
Старооскольский ПЦ 400 ДО	0,90	0,11	0,90	670	503	447	782	670	652	614	596	596	1620	5530
Белгородский ПЦ 500 ДО	0,91	0,18	0,44	689	466	391	670	652	670	633	596	596	1546	5363

* СаО_св, % - определенное нами в лабораторных условиях

Анализ данных табл. 1 свидетельствует, что с увеличением доли оксида магния в це­менте количество переходящих в раствор ио­нов Са2+ уменьшается в течение всего пери­ода определений. Максимальное количество ионов переходит на ранней стадии твердения через 3 и 7 сут.

Ангарский цемент, содержащий мак­симальное количество оксида магния (МдО = 5,42%), показал наименьшее содер­жание ионов кальция, способных перейти в воду, относительно других цементов. Низко­магнезиальные белгородский, топкинский, старооскольский цементы на протяжении всего периода твердения сохраняют наиболее высокую способность к высолообразованию. Одновременно установлена разница интен­сивности высолообразования между 3х и 150-сут. возрастом у высокомагнезиальных и низ­комагнезиальных цементов. Для высокомаг­незиальных цементов эта разница составила 23%, против 8% - для низкомагнезиальных.

Предположение о возможном снижении интенсивности высолообразований с увели­чением доли оксида магния в цементе оправ­далось.

Однако подгоренский цемент, содержа­щий МдО = 0,92%, в течение всего периода наблюдений показал также довольно низкую концентрацию переходящих в раствор ионов кальция. Вероятно, это связано с повышен­ным содержанием в цементе несвязанного оксида кальция (табл. 1).

Несвязанный оксид кальция в цементе при гидратации увеличивается в объеме, но в отличие от оксида магния гидратируется в течение одной - трех недель после затворения [3]. По-видимому, именно благодаря этому оксид кальция уплотняет структуру тверде­ющих образцов, уменьшая количество ионов кальция, переходящих в воду.

С целью дополнительного подтверждения выделения из образцов твердеющего цемен­та ионов кальция и магния в работе исполь­зовали микрокристаллоскопический анализ. Водные вытяжки дополнительно исследовали на наличие указанных ионов.

Микрокристаллоскопический анализ [4] ос­нован на реакциях образования характерных кристаллических осадков в каплях раствора. Осадки рассматривают под микроскопом и по внешнему виду кристаллов судят о присутс­твии определяемых ионов [4].

Микрохимический анализ полезен в слу­чае, если исследование должно быть про­ведено в короткий срок. Для выполнения химического анализа микрохимическим методом требуется очень малое количест­во исследуемого вещества. Поэтому анализ возможен и в тех случаях, когда в распоря­жении аналитика имеется лишь несколько крупинок вещества или несколько капель раствора [4].

Осаждение ионов кальция в виде кристал­лов гипса CaS04-2H20 и ионов магния в виде кристаллов NH4MgP04-6H20 являются одними из наиболее чувствительных и характерных реакций на ионы кальция и магния [4].

Микрокристаллоскопический анализ под­твердил результаты титрования. В растворах с меньшей концентрацией ионов кальция - растворы ангарского, магнитогорского, пикалевского цементов - наблюдали относительно медленное осаждение кристаллов гипса в виде длинных игл (рис. 1, а). Вырастают сравнитель­но крупные, хорошо сформированные игольча­тые кристаллы, часто образующие розетки.

В более концентрированных растворах, которые образовались из белгородского, старооскольского, топкинского цементов, проис­ходит более быстрое осаждение, вследствие чего выпадает большое количество мелких кристаллов гипса (рис. 1, б).

По-видимому, аналогичная ситуация име­ет место с кристаллами, содержащими ионы магния. Из растворов с большей концентра­цией ионов магния выпадает много мелких кристаллов гидрофосфата магния и аммония (NH4MgP04-6H20) в форме трапеций и прямо­угольных призм (рис. 2, а). По мере снижения концентрации оксида магния в растворах образуются более крупные, четкие кристаллы NH4MgP04-6H20 (рис. 2, б).

Приведенные результаты свидетельствуют:

• с увеличением содержания оксида магния в цементе высолообразование снижается;
• определенное влияние на высолы оказы­вает несвязанный оксид кальция.

Высокое содержание свободного оксида кальция в цементе в начальные сроки твердения снижает высолообразование за счет уве­личения объема при гидратации.

Контакты:
Телефон
cement@c-rost.ru

Запрос цены на цемент

Постоянным клиентам и оптовым покупателям предлагаются различные программы скидок в зависимости от объема потребления.

Расчет ЖД тарифа Поиск вагонов

Ж/Д тариф рассчитывается с учетом изменений, произведенных 10 января 2009г.

Задать вопрос

Задать ворос специалисту отдела сбыта, отдела снабжения, бухгалтерии

Набор необходимых документов

Набор необходимых документов, сертификаты, договоры, ГОСТы, приемка товара...

Задачи нашей компании:
- Организовать максимально удобные для каждого получателя поставки цемента.
- Продажа цемента по выгодным ценам.
Поставка следующих производителей цемента:
- "Евроцемент"
-  "Новоросцемент"

Полезная информация

• 
  
• Статьи
• ГОСТы на цемент
• Заказать портландцемент

Новости:

Архив новостей