Строительство. Справочные пособия

Добавки в бетон

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Известны два гидрохлоралюмината кальция: С3А-СаС12-хН20 и С3А-ЗСаС12-г/Н20. Считается, что низко-хлоридная форма — основная при взаимодействии С3А с СаС12 в обычных условиях: Ее удается синтезировать при комнатной температуре при смешении С3А с растворами гидроксида и хлорида кальция [80]. С3А-• СаС12-л:Н20 образует ряд твердых   растворов   с   С4АН|3.

Высокохлоридная форма гидрохлоралюмината кальция образуется при более значительной концентрации СаС12— [81, 82]. С3А-СаС12-хН20 кристаллизуется в виде гексагональных пластинок; на рентгенограмме может быть идентифицирована по линии 0,81  нм.

Высокохлоридная форма гидрохлоралюмината кальция представлена игольчатыми кристаллами с характерной линией на рентгенограмме — 1,015 нм [83]. Эти две формы хлоралюминатов удается различить и по эндотермическим эффектам на термограммах: при 190 и 350° С для С3А-СаС12-хН20 и 160° С для С3А-ЗСаС12-г/Н20 [81].

Изучение системы СзА — СаО — CaS04-2H20 — CaCI2 — Н20 в возрасте до 3 мес показало, что как состав новообразований, так и их количество, образующееся в разные сроки, зависят от исходного соотношения между взятыми компонентами [83, 84], причем могут выкристаллизовываться гексагональный и кубический гидроалюминаты кальция, гексагональные пластинки Са(ОН)2 и игольчатые кристаллы эттрин-гита, пластинчатые кристаллы низкосульфатной формы гидро-сульфоалюмината кальция и гипса, игольчатые кристаллы высокохлоридной формы гидро-хлоралюминатов кальция.

В насыщенном растворе СаС12 к 1 сут образуется С3А° ЗСаСЬ* 30Н2О, который к 3 мес переходит в низкохло-ридную форму. При введении 9 % СаС12 выкристаллизовываются и С3А-СаС12-хН20, и гексагональные гидроалюминаты кальция; со временем эти последние переходят в СзАН6 кубический.

В присутствии 1 % СаС12 сначала образуются гексагональные гидроалюминаты кальция, а к 3 мес новообразования представлены преимущественно гексагональной и кубической формами гидроалюминатов.

Реакции в системе С3А — насыщенный раствор хлорида кальция в основном завершаются к 14 сут, что свидетельствует о слабой экранирующей    способности    игольчатых кристаллов хлоралюминатов, не препятствующих гидратации СзА [84].

Характер  и кинетика  реакций   в   системе   СзА — СаО — СаС12 — Н20  зависят  от   концентрации СаС12.  В его  насыщенном растворе сначала образуются    иголки    и    пластинки Са (ОН) 2, которые в более позднем возрасте преобразуются в пластинчатый монохлорид кальция — гидрат   и       игольчатые кристаллы        гидроксихлорида кальция.     Введение     1 — 9 % СаС12   в   эту   систему   не   изменяет    характера    начальных стадий    гидратации    по   сравнению с таковой для  системы без добавки. Конечным продуктом  гидратации  и в  присутствии 9 % СаС12 является С3АНв кубический.

В аналогичной системе в присутствии гипса в насыщенном растворе СаС12 сначала образуются игольчатые кристаллы высокохлоридной формы гидрохлоралюмината кальция и гидроксихлорида кальция, а к 3 мес преимущественными фазами оказываются низкохло-ридная форма гидрохлоралюмината кальция, эттрингит и гидроксихлорид кальция. Отсутствие эттрингита в течение первых 14 сут можно объяснить снижением растворимости гипса в растворе хлорида кальция  [84].

Введение 1 и 9 % СаС12 ускоряет реакцию образования эттрингита в исследованной системе: он обнаруживается уже через 4 мин, а к 1 сут реакция его образования практически  полностью завершается. К 3 мес в системе сосуществуют гидраты монохлор-и моносульфоалюминатов кальция.

Данные по кинетике взаимодействия    СзА    с    гипсом    и СаС12     в     отсутствие     СаО представлены    на       2.13. Сопоставление     калориметрических    кривых    для    системы СзА + 20 %CaS04-2H20 + + 12,5 % СаСЬ с аналогичными кривыми  для двойных систем: C3A + CaS04-2H20    и    С3А + + СаС12  позволяет заключить, что   хлорид   кальция   ускоряет реакцию образования эттрингита;     низкохлоридная     форма гидрохлоралюмината    кальция образуется   после   завершения реакции  между  С3А  и  гипсом [23, 41, 85—88].

С3АН6 кубический тоже реагирует с СаС12 с образованием СзА-СаС12-хН20, однако эта реакция протекает менее интенсивно, чем в контрольной смеси  [89].

При 75—100° С гидратация СзА в присутствии хлорида кальция также приводит к образованию С3А- СаСЬ-хНгО, однако с ростом температуры скорость этой реакции снижается [90]. Большая прочность, обнаруженная при добавлении СаСЬ (16%) к СзА, может быть объяснена кристаллизацией С3А-ЗСаС12-г/Н20  [87].

При использовании различных количеств гипса и хлорида кальция авторы [86] пришли к выводу, что ускорение с помощью СаСЬ реакции С3А с гипсом сопровождается растягивающими напряжениями и снижением прочности образцов. В системе C3S — СзА — СаС12 — Н20 образуется больше С4АН13, причем хлорид кальция способствует повышению прочности материала. Этот результат, возможно, связан с тем, что в присутствии СаС12, ускоряющего гидратацию C3S, образуется больше Са(ОН)2  [24].