Для студентов обучающихся по специальности «Производство строительных изделий и конструкций»

Минеральные вяжущие вещества

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Белит — второй основной минерал портландцементного клинкера, отличается медленным твердением, но обеспечивает достижение высокой прочности при длительном твердении портландцемента.

Белит, как и алит, представляет собой твердый раствор р-двухкальциевого силиката (|3-2CaO-Si02) и небольшого количества (1—3 %) таких примесей, как А1203, Fe203, Сг203 и др. Он содержится в клинкерах обычных портландцементов в количестве 15—30 % и обозначается формулой fi-C2S (т. е. без учета примесей),

Установлено существование четырех полиморфных форм двухкальциевого силиката: a-C2S, a'-C2S, p-C2S, Y-C2S. По Н. А. Торопову, имеется еще пятая модификация— p'-C2S. a-модификация устойчива в пределах температур от 2130 (температура плавления) до 1425 °С, ниже которой переходит в a'-форму. В промышленных клинкерах вследствие трудности стабилизации a-C2S практически не обнаруживается. a'-C2S стабилен в области 1425—830 °С (по Нерсу). При более низкой температуре в условиях медленного охлаждения решетка чистого a'-C2S перестраивается в решетку стабильного при низких температурах Y-C2S. При быстром охлаждении a'-C2S переходит при 670°С в f}-C2S, нестабильный при всех температурах и склонный к переходу в yC^S, особенно при 525 °С и ниже. Однако этому переходу препятствуют некоторые примеси, внедряющиеся в кристаллическую решетку |3-C2S в количестве 1—3 %. Роль примесей-стабилизаторов выполняют А1203, Fe203, MgO, Na20 и К20, Сг203. Вместе с тем стабильность значительно возрастает и вследствие охлаждения до обычных температур. Таким образом, C3S и |3-C2S термодинамически неустойчивы при обычных температурах, что является причиной их активности при взаимодействии с водой.

Переход j3-C2S в Y~C2S сопровождается увеличением абсолютного объема примерно на 10 %. В результате зерна материала растрескиваются и он рассыпается в порошок. y-C2S при температурах до 100°С практически не взаимодействует с водой и, следовательно, не обладает вяжущими свойствами. Лишь при тепловлажностиой обработке при 150—200 °С в автоклавах он проявляет вяжущие свойства. Истинная плотность (3-C2S равна 3,28, a Y-C2S — 2,97 г/см3.

Гидравлическая активность белита зависит от строения кристаллов( их величины, плотности, наличия трещин и включений). Цементы, в которых белит представлен округлыми плотными кристаллами с зазубренными краями со средним размером 20—50 мкм, характеризуются повышенной прочностью. Расщепление кристаллов, приводящее к развитию удельной поверхности системы, способствует повышению ее гидравлической активности.