Кривые изменения пластической прочности цементного теста нормальной густоты, приготовленного на белгородском, воскрессиском и невьяпеком портлапдцементах. Как видно из рисунка, вскоре после затворения белгородского и невьянского цементов водой наблюдается небольшое увеличение пластической прочности и некоторый рост ее во времени. Начиная приблизительно с 3 ч 15 мин для белгородского и с 1,5 ч — для невьянского, прочность резко возрастает. Такое значительное увеличение прочности обусловливается развитием кристаллизационной структуры. Кривые показывают более быстрое развитие процесса структурообразования для Воскресенского цемента по сравнению с белгородским и невьянским, что можно объяснить содержанием в Воскресенском цементе добавки трепела, значительно увеличивающей его структурную вязкость. Причем можно отметить, что наибольшее нарастание пластической прочности наблюдается в период, совпадающий по времени с началом схватывания цементного теста, определяемым по прибору Вика. В этот же период наиболее интенсивно развивается и эффект контракции системы. За процессом структурообразования цементного камня можно также наблюдать по кривым тепловыделения. Между прочим, даже технические двери проходили соответствующие испытания на тепловыделение.
Тепловыделение является следствием процесса гидратации вяжущих и дает представление о структурообразовании цементного камня. Первый период характеризуется небольшим тепловыделением, которое начинается сразу же после затворения цемента водой. Затем (до 3 ч) имеет место индукционный период, в котором увеличения тепловыделения не наблюдается, так как цементные зерна обволакиваются пленкой из гелеобразных продуктов гидратации, замедляющей процесс гидратации. Начиная с 3 ч (начало схватывания по прибору Вика для белгородского цемента), происходит незначительное, а через 5—6 ч более заметное повышение температуры цементного теста. Подобные кривые получены для Воскресенского и Певьянского цементов, где также через 5 ч происходит заметное повышение температуры цементного теста.
Изменения, происходящие в цементном тесте и бетоне в процессе их твердения, вызывают изменение их электрофизических характеристик. Поэтому некоторые исследователи контроль за процессом схватывания и твердения цемента осуществляют по изменению его электропроводности, диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь. Причем каждой стадии твердения бетона соответствуют свои электрофизические характеристики. Так, качественную характеристику физико-химических процессов, протекающих на ранней стадии твердения, можно получить по изменению электропроводности. Конец схватывания соответствует резкому возрастанию электросопротивления (или уменьшению электропроводности). Удельное омическое сопротивление, которое необходимо знать при электродном методе электротермообработки бетона, прежде всего зависит от влагосодержания и удельного сопротивления жидкой фазы, насыщенной щелочами и минеральными солями. По мере повышения температуры удельное сопротивление смеси понижается, а в процессе гидратации (связывания части воды) и твердения цемента оно повышается. Введение в цементное тесто или в бетон химических добавок — электролитов вызывает повышение электропроводности. Удельное электрическое сопротивление цементного теста не является постоянной величиной, а изменяется в процессе его твердения. При температуре ниже 0° С количество жидкой фазы в цементном тесте уменьшается, а содержание твердой (льда) увеличивается. При этом электропроводность цементного теста или твердеющего цементного камня (бетона) резко уменьшается.
Влияние раннего замораживания цементного теста на процессы твердения как в начальной стадии, так и после оттаивания исследовались в работе по кинетике электропроводности опытных образцов. Установлено, что максимальная величина электропроводности цементного теста после оттаивания отличается от ее значения к моменту начала замораживания. Она получается значительно ниже начальной и ниже, чем у контрольных образцов, не подвергавшихся замораживанию.
22 апреля 2012
