Техника - молодёжи 1951-04, страница 3

fA\e

Пролетарии всех стран, соединяйтесь]

Ежемесячный популярный производственно-технический и научный журнал ЦК ВЛКСМ

19151 г. 19-й ГОД ИЗДАНИЯ Апрель Ne 4

Адрес редакции: Москва, Новая площадь, 6/8 Тел. К 0-27-00, доб. 4-87 и Б-87

ОТЛИЧНЫЙ ЦЕМЕНТ - ВЕЛИКИМ СТРОЙКА

Лауреат Сталинских премий, действительный член Академии наук УССР, члеи-корреспондент Академии наук СССР П. П. БУДНИКОВ

Рис. А. КАТКОВСКОГО

Бетон для строителей такой же насущный материал, как железо для людей, создающих машины.

Все стихии — огонь, вода, ветер — бессильны сокрушить мощные бетонные сооружения. Даже время, этот упрямый разрушитель ценностей, созданных гением и трудом человека, сталкивается в битве с бетоном, как стальная коса с камнем.

Что же представляет собой этот чудесный строительный материал?

Для его изготовления необходимы: цемент, вода и каменные материалы. Цемент смешивается с песком, крупными и мелкими каменными материалами — инертными минеральными заполнителями. В качестве мелкого заполнителя с величиной частиц не более 5 мм применяют песок, а в качестве крупного — преимущественно гравий, щебень, котельный и доменный шлаки, кирпичный бой.

В тех случаях, «когда бетон идет на строительство гидротехнических сооружений, к нему предъявляются особенно высокие требования. Такой бетон должен быть атмосфероустойчивым, морозостойким и водонепроницаемым, должен иметь высокую механическую прочность, обладать стойкостью против истирания в быстром nQTOKe воды, не разрушаться под влиянием воды, в которой растворены соли.

Для того чтобы бетон, удовлетворял этим требованиям, необходим высококачественный цемент определенного минералогического -состава.

Портланд-цемент, как известно, получается путем обжига смеси известняка или мела с глиной в определенной пропорции при температуре около 1450°. Вместо искусственной смеси известняка с глиной для производства цемента используют также мергель, представляющий собой природную смесь известняка С глиной.

После обжига спекшийся материал — клинкер — подвергают тонкому помолу.

Исследование цементного клинкера обнаруживает в нем наличие нескольких минералов, среди которых главными являются: алит (кремнекислая соль кальция, так называемый трехкальциевый силикат), белит (двухкальциевый силикат), трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый ал омоферрит, некоторое количество стекла: и «примеси.

Опрашивается, как же эти составляющие должны преобладать IB цементном клинкере, чтобы цемент имел высокую прочность и отличался высокой сопротивляемостью в отношении воздействия на бетон растворенных в воде солей и углекислоты?

При смешении цемента с водой протекают химические процессы. В результате пластическая масса постепенно в течение нескольких часов переходит из тестообразного состояния в более плотное. Этот процесс называется схватыванием цементного теста.

После схватывания цементное тесто начинает приобретать все большую и большую прочность.

Процесс твердения — перехода в камневидное состояние — продолжается обычно годами.

Механическая прочность затвердевшего цемента зависит в значительной степени от его минералогического состава, тонкости помола и количества воды, добавляемой к цементу атри затворении.

Почему же цемент твердеет?

При замешивании цементного порошка с водой происходит разложение кремнекислой соли кальция — минерала алита — на известь и водный кальциевый силикат с образованием студня — геля, практически не растворимого в воде.

Другой минерал, входящий в состав цемента, — трехкальциевый алюминат, также разлагается под действием своды. Вода присоединяется к трехкаль-циевому алюминату в присутствии извести, которая при твердении портланд-цемента всегда содержится в растворе, — образуется новое химическое соединение — гидрокальциевый алюминат.

Прочие минералы, входящие в состав цемента (двухкальциевый силикат и четырехкальциевый алю-моферрит), также соединятся с водой с образованием студней — гелей. В студне постепенно образуются кристаллы трехжальциевого силиката, трехкальциевого алюмината, извести и др.

Эти кристаллы, окруженные клрющей студнеобразной массой водных кальциевых силикатов и кальциевого алюмината, и обеспечивают нарастание механической прочности цемента. Таким образом, затвердевший цементный камень состоит из не разложившихся еще полностью зерен клинкера различных размеров, вокруг которых находится студнеобразная аморфная масса со значительным количеством рассеянных в ней мелких кристаллов.

Чем дольше цементный камень находится в воде, тем глубже протекают химические процессы между водой и частицами цемента, тем выше прочность цемента. Однако при действии на отвердевший цементный камень неограниченных количеств воды, например в гидротехнических сооружениях, выделяющаяся в процессе -твердения известь постепенно вымывается.

При этом на поверхности бетона образуются белые пятна извести, называемые «белой смертью бетона».

В реках, озерах, морях, в сточных водах всегда содержится некоторое количество углекислоты. При действии таких вод на бетон известь, выделяемая при твердении цемента, превращается в кислую углекислую соль, которая вследствие значительной .растворимости в воде выщелачивается.

Вследствие выщелачивания извести .структура бетона постепенно разрыхляется, и он теряет прочность.

1