Книги по строительству

 Свойства бетона

Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Поры геля

Гель является пористым веществом, поскольку он может содержать большое количество испаряющейся воды, а поры геля соединяют внутренние пространства между гелевыми частицами.   Поры   геля   намного

меньше капиллярных, их размер 15—20 А в диаметре, лишь на один порядок больше размера молекул воды. Поэтому давление водяного пара и подвижность адсорбированной воды отличаются от соответствующих свойств свободной воды. Количество обратимой воды указывает непосредственно на пористость геля.

Поры геля занимают объем, составляющий около 28% общего объема геля. Фактическое значение пористости геля является характерным для данного цемента и в основном не зависит от ВЩ смеси и степени гидратации. Следовательно, на всех стадиях гидратации образуется гель со сходными свойствами и продолжающаяся гидратация не влияет на уже образовавшиеся продукты. При увеличении общего объема геля с развитием гидратации, увеличивается также и объем пор геля. С другой стороны, объем капиллярных пор уменьшается с развитием гидратации. Величина пористости, равная 28%, означает, что поры геля занимают пространство, эквивалентное около 1/3 объема твердой фазы геля. Отношение поверхности твердой фазы геля к ее объему равно соответствующему отношению для сферы диаметром около 90 А. Это не должно истолковываться таким образом, что гель состоит из сферических элементов; его частицы в основном имеют вид волокон. Связки таких волокон образуют сетку, содержащую более или менее аморфное промежуточное вещество.

Пористость геля можно выразить и другим способом, считая, что объем пор превышает примерно в три раза объем воды, достаточный для образования мономолекулярного слоя на всей поверхности твердой фазы геля.

Определение адсорбции воды позволяет установить, что удельная поверхность геля равна примерно 5,5X10 6 см2/см3, или около 2 млн. см2/г. Для сравнения напомним, что удельная поверхность негидратированного цемента находится в пределах 2000—5000 см2/г. В связи с рассмотрением пористой структуры уместно заметить, что цементный камень, полученный при автоклавной обработке при высоком давлении, имеет удельную поверхность лишь около 70 000 см2/г. Это указывает на совершенно различный размер частиц продуктов гидратации при высоком давлении и высокой температуре. Представляется, что пропаривание приводит к образованию почти полностью микрокристаллического вещества.

Удельная поверхность цемента, твердевшего в нормальных условиях, зависит от температуры твердения и химического состава цемента. Было показано, что отношение удельной поверхности к весу неиспаряющейся воды (которая пропорциональна величине, определяемой уравнением 0,23(C3S) +0,32 (C2S) +0,317(C3A) + 0,368(C4AF), где символы в скобках обозначают процентное содержание соответствующих клинкерных минералов в цементе. Как видно, имеются небольшие различия в величинах коэффициентов для трех последних минералов, и это указывает на то, что удельная поверхность цементного камня мало меняется при изменении состава цемента. Сравнительно низкий коэффициент для C3S есть следствие того, что C3S образует большое количество микрокристаллов Са(ОН)2, которые имеют удельную поверхность намного ниже, чем гель.

Пропорциональная зависимость между весом воды, образующей мономолекулярный слой на поверхности геля, и весом неиспаряющейся воды в тесте для данного цемента означает, что гель с примерно одинаковой удельной поверхностью образуется в течение всего процесса гидратации, т. е. происходит постоянное образование частиц одинакового размера. При этом размеры уже образовавшихся гелевых частиц не изменяются. Однако это не характерно для цемента с высоким содержанием C2S.