Капиллярная пористость цементного камня

Контракция вычислена по данным В. Н. Юнга о количестве связываемой цементом воды в сроки от начала затворения до 1 года. В книге не приведен минералогический состав и другие характеристики портландцемента, но, судя по количеству воды, связанной в начальный период, цемент был весьма активным. Вычисленные величины показывают очень быстрый рост величины контракции в начальный период гидратации. Для односуточного и одногодичного сроков твердения вычисленные и опытные данные по контракции удовлетворительно совпадают.

В книге В. Н. Юнга, Ю. М. Бутта, В. Ф. Журавлева и С. Д. Окорокова авторы на основе исследования, выполненного В. В. Некрасовым, принимают предельную величину контракции для большинства обычных цементов равной 7-9 мл (округленно 8 мл) на 100 г цемента. Следовательно, в бетоне с расходом цемента 250 кг/м3 сжатие системы цемент - вода может достигать 20 л на 1 м3 бетона, или около 2% его объема.

По данным Пауэрса и Броунярда, Коуплэнда и Хейса удельный объем воды геля равен 0,8-0,9. Поскольку в порах геля находится 0,25 воды (по весу), то объем пор геля при удельном объеме воды геля 0,8 составит:

Приведены формулы для вычисления капиллярной, контракционной, гелевой и общей пористости цементного камня. Капиллярная пористость цементного камня зависит от величины В/Ц и степени гидратации цемента, между тем как капиллярная пористость бетона зависит еще и от расхода цемента.

Формулы, дают возможность вычислить усредненные значения пористости, нужные при рассмотрении морозостойкости, но они вовсе не исключают необходимости дальнейших экспериментальных исследований пористости, явления контракции, строения цементного геля и других проблем, связанных с формированием структуры бетона.

Зависимость капиллярной пористости

Эти формулы позволяют отделить капиллярную пористость, образуемую капиллярной испаряющейся водой, от контракционных пор, что отличает их от формул «капиллярной пористости», предложенных Пауэрсом и Броунярдом, Коуплэндом и Хейсом. Эти исследователи вычисляли в качестве «капиллярной» суммарную пористость от капиллярной воды и от контракции, что неправильно, так как эти виды пор по-разному влияют на морозостойкость бетона.

Капиллярная пористость возрастает при увеличении В/Ц и уменьшается при более полной гидратации цемента.

Зависимость капиллярной пористости от В/Ц представляется в виде гиперболы. Как показывает, решающим фактором уменьшения капиллярной пористости при низких В/Ц является достижение более полной гидратации цемента. Активизация цемента и надлежащий уход за бетоном необходимы как для более полного использования цемента, так и для уменьшения капиллярной пористости и повышения стойкости бетона. Влияние двух главных факторов - В/Ц и относительного количества связанной воды (степени гидратации) - мы представили в виде номограммы. Линии на этом графике соответствуют одинаковой капиллярной пористости цементного камня. Капиллярная пористость цементного камня резко уменьшается при снижении величины В/Ц до 0,35-0,45 и повышении степени гидратации до 0,8-1.

Как видно, уменьшается общий объем пор цементного камня, но происходит это медленно. Например, тот объем пор, который цементный камень имел в 3-суточном возрасте, уменьшился к 90-суточному сроку твердения примерно на 12% и лишь при полной гидратации цемента уменьшение объема всех пор было более значительным. Однако гидратация резко изменяет характер пор в цементном камне. Капиллярные поры заполняются продуктами гидратации (цементным гелем), содержащими поры геля и контракцнонные поры.