Взаимодействие неорганических вяжущих веществ с жидкой средой и процессы твердения. Часть 2

Неорганические вяжущие вещества обладают разной растворимостью в жидкостях. Вяжущие, содержащие силикаты, алюмосиликаты и другие оксисоли моно- и поликремниевых кислот, являются труднорастворимыми. Их молекулы содержат комплексные анионы и активные ионы: Са2+, А13+ и др. При их взаимодействии возникают устойчивые соединения. Кроме того, твердые частицы этих вяжущих веществ неоднородны по фазовому (химико-минеральному) составу и состоят из различных оксисолей с разной растворимостью. Примером таких вяжущих веществ служат портландцемент и его разновидности.

Вяжущие вещества, имеющие более однородный химический состав (воздушная известь, каустический магнезит, строительный гипс и др.), обладают большей растворимостью. Растворение начинается с поверхности твердых частиц, чем тоньше помол вяжущего, тем быстрее и полнее протекает этот процесс. Обычно при растворении происходят химические реакции с жидкой средой, протекающие с выделением теплоты и возрастанием водородного показателя воды рН. Это определяется с помощью индикаторов (лакмусом, фенолфталеином). Выделяющаяся при химических реакциях теплота способствует растворению, но у некоторых вяжущих веществ, например у CaS04*0,5Н2О, растворимость в воде, наоборот, уменьшается с повышением температуры.

Вода обладает высокой диэлектрической проницаемостью, она ослабляет (почти в 80 раз) связи между частицами (ионами), поэтому даже труднорастворимые соли неорганических вяжущих веществ распадаются на ионы (диссоциируют). Например, при взаимодействии извести с водой протекает реакция: СаО + Н20 = Са(ОН)₂. Образовавшийся Са(ОН)₂ диссоциирует на ионы: Са₂+ и ОН. Минералы портландцементного клинкера в зависимости от состава при растворении в воде диссоциируют на ионы кальция и силикатные ионы; ионы кальция и алюминатные ионы; ионы кальция, алюминатные и ферритные ионы. Причем в первую очередь молекулы воды "вытягивают" с поверхности этих минералов (большинство имеет ионные кристаллические решетки) положительно заряженные ионы, затем отрицательно заряженные ионы, т.е. происходит распад вяжущего в водной среде.

Особенностью шлакощелочных вяжущих является их большая растворимость по сравнению с портландцементом, гипсовыми и магнезиальными вяжущими веществами, глиноземистым цементом. На первой стадии твердения шлакощелочных вяжущих веществ в условиях щелочной среды диспергирование частиц и распад на ионы шлака идет гораздо быстрее за счет интенсивного разрыхления щелочью алюмокремниевого соединения шлака.

Таким образом, на первой стадии происходит деструкция (разрушение структуры) твердых частиц неорганических вяжущих веществ.

Скорость деструкции зависит от размера частиц вяжущего вещества, их химико-минерального состава, концентрации твердой фазы в жидкой среде, величины рН воды, от температуры и других факторов. В большем или меньшем объеме протекают при этом химические реакции.