Предельное напряжение сдвига

Предельное напряжение сдвига за этот период резко увеличивается - с 15 до 100 г/см2. Это явление сопровождается значительным экзотермическим эффектом, что соответствует гидролизу трехкальциевого силиката. В течение 6-18 ч с момента затворения в зависимости от вида цемента постепенно увеличивается контракция и изменяются свойства цементного теста.

Таким образом, характер процессов, протекающих при схватывании и начальном твердении, сильно различается при пропаривании и нормальном твердении.

Анализ контракционных кривых твердеющего цементного теста-камня, определение количества химическисвязанной воды и свободной извести, а также петрографические исследования показывают, что при пропаривании интенсивная гидратация цементных зерен происходит в период подъема температуры; при изотермическом прогреве наблюдалась кристаллизация гелеоб-разной массы и лишь незначительное увеличение глубины гидратации цементных зерен.

Отмеченные явления можно объяснить тем, что при повышении температуры резко возрастает скорость гидратации цементных зерен и на их поверхности происходит накопление аморфных новообразований в виде оболочек. Скорость растворения и переноса в зону свободной воды новообразований, составляющих оболочки, отстает от скорости гидратации цементных зерен. Это способствует увеличению толщины оболочек и их уплотнению. Проникание воды через уплотненные оболочки новообразований постепенно уменьшается.

По окончании интенсивной гидратации цементных зерен в период изотермического прогрева продолжается растворение и перенос новообразований в зону свободной воды. Параллельно происходит кристаллизация новообразований, которая обусловливает рост прочности цементного камня в этот период.

Нами было обращено внимание на отрицательную роль объемного расширения свободной воды (имеется в виду коэффициент объемного расширения при повышении температуры) при пропаривании и запаривании бетонов. Вместе с тем это явление может существенно влиять на плотность, прочность и другие свойства пропаренных и особенно запаренных бетонов. Большое значение в формировании физико-механических свойств бетона-при пропаривании имеет также увеличение объема вовлеченного воздуха.

Мы воспользовались литературными данными о бетонах с В/Ц от 0,3 до 0,85 и рассчитали процент увеличения объема воды при повышении температуры от 10 до 85° С. Из данных видно, что при повышении температуры до 85°С увеличение объема воды составляет в зависимости от водоце-ментного отношения от 1,53 до 2,28% общего объема цементного теста, а при повышении температуры до 180°С (при автоклавной обработке) - от 6,1 до 9,05%. Вследствие этого при спуске температуры в бетоне образуется дополнительный объем пор и капилляров.

Вовлеченный воздух при повышении температуры увеличивается в объеме на 273 на каждый Г и тем самым повышает пористость пропаренного бетона. Попутно следует отметить, что количество вовлеченного воздуха в бетоне достигает 3-4% его объема или около 9-12% объема цементного камня.

Естественно, что увеличение объема воды и воздуха при пропаривании и запаривании не всегда приводит к такому же дополнительному увеличению объема пор и капилляров в бетоне,, так как часть воды и воздуха при пропаривании мигрирует к открытой поверхности.

Некоторые исследователи считают, что при пропаривании отрицательное влияние оказывает в основном миграция влаги под действием температурно-влажностного градиента. Такое явление, естественно, имеет место при пропаривании, но оно не может полностью объяснить отрицательное влияние пропаривания на свойства бетона. По нашему мнению, увеличение объема: свободной воды и вовлеченного воздуха в большей степени влияет на физико-механические свойства пропаренных бетонов, особенно с высоким В/Ц.

Необходимо отметить, что отрицательное влияние свободной воды и вовлеченного воздуха усиливается с увеличением скорости подъема температуры. Это, вероятно, можно объяснить тем, что при быстром подъеме температуры повышается скорость гидратации цемента, а продукты гидратации уплотняют систему. Такое уплотнение препятствует быстрой миграции воды, образующейся при повышении температуры, в результате чего получаются большие растягивающие напряжения, приводящие к нарушению структуры цементного камня. При медленном подъеме температуры часть воды успевает мигрировать через капилляры к периферийным слоям, благодаря чему частично снимаются и перераспределяются растягивающие напряжения в цементном камне.

Для проверки отрицательного влияния высокого водоцементного отношения были изготовлены балочки 5x5x30 см из растворов состава 1:2; 1:4; 1:6. Осадка конуса СтройЦНИЛа для растворов была принята 5 см; В/Ц составляло соответственно 0,4; 0,67 и 1. Часть образцов была пропарена по режиму III, а остальные твердели в нормальных условиях.