Портландцементтің қатаю теориясы

Портландцементтің қатаю теориясы

Портландцемент дегеніміз – əктас пен балшықтан құрастырылған қоспаны 1450°С-та күйдіру арқылы алынатын, негізінде кальций силикаттарынан тұратын клинкерге біраз гипс қосып, ұнтап өндіретін гидравликалық байланыстырғыш зат.

Портланцементтің қатаюы. Цементке су қосып илегеннен кейін ол ұстасып, бірте-бірте қатайып, тас тəрізді денеге айналады. Бұл құбылыстың негізгі себебі цементтің сумен химиялық реакцияға түсетіндігі жəне соның нəтижесінде пайда болатын гидросиликаттардың əуелі коллоид ерітінділер түзеп, одан кейін коагуляциялануында. Цементтің гидротациялану, қатаю процестеріне əртүрлі жағдайлар əсер етеді. Бұл факторларға: цемент клинкерінің химиялық және минералдық құрамы, ұнтағының майдалығы, араластырылған су мөлшері, гидратация жəне қатаю температурасы, қосылған қосымша заттардың түрлері, мөлшері, т.б. жатады. Дегенмен, көрсетілген физикалық-химиялық процестердің күрделігінен олардың кейбір жагдайы әліде болса аяғына дейін зерттеліп анықталмағанына байланысты қазіргі кезде ол процестер туралы көптеген түсініктер бар. Солардың бірі портландцемент және басқа да минералдық байланыстырғыштардың қатаюы туралы А.А. Байков ұсынған байланыстырушылардың қатаю теориясы. Бұл теорияда басқа теориялардан гөрі  кең ақпарат берілген.

Бірінші кезеңде клинкерлік минералдар сырт жағынан бастап еріп, біртіндеп қаныққан ерітінді құралады. кальций гидроксиді Са(ОН)4, эттрингит және кальций гидросиликаттары пайда бола бастайды.

Екінші кезеңде қаныққан ерітіндіде клинкерлік минералдар алдын - ала суда ерімей-ақ, қатты қалпында гидратацияланады, ягни тікелей қатты фазага судың қосылу процесі жүреді. Ал, ерітіндідегі кальций гидросиликаты мен гидроферриті суда онша ери қоймайтындықтан, коллоид қалпында цемент түйіршіктерін қаптай кұралады. Осындай физикалық жэне химиялық процестердің барысында жаңадан кальций гидроксиді мен гидроалюминаты құрыла беретіндіктен аса қаныққан ерітіндіден бұлар коллоид түрінде бөлініп шыгады. Сонымен минералдардың гидратациялық өнімінен тұратын коллоид желім тәрізді цементтің түйіршіктерін түгел қаптай цемент қамырының коагуляциялық структурасын құрайды. Цемент қамыры біртіндеп қоюланады, жұмсақтығын төмендетеді, ягни ұстасады. Уақыт өткен сайын структуралық мықтылыгы пайда бола бастайды. Бұл кезеңдегі цемент қамырының структураланған система ретінде ерекшелігі, - оның тиксотропиялығы, демек дірілдеткенде немесе қатты араластырганда ол қайтадан жұмсарып, қою сұйық сияқты ағады, ал механикалық әсерді тоқтатқанда жаңадан коагуляциялық структураға көшіп ұстаса бастайды.