Структура и свойства цементного теста и затвердевшего цемента (камня)

В результате тщательного смешения цементного порошка с водой, взятой в количестве 25—40% его веса, получают цемент­ное тесто, называемое иначе пастой. С увеличением количества воды тесто становится подвижнее, консистенция его уменьша­ется.

1. Структурная вязкость и пластическая прочность теста.

Тесто, изготовленное из цемента или из какого-либо другого вяжущего вещества, представляет собой концентрированную водную суспензию, характеризующуюся определенной структу­рой и, следовательно, повышенной вязкостью. Вязкость подоб­ных суспензий определяют по формуле:

η = η _н +η _стр,

где η _н - нормальная или ньютоновская вязкость системы; η _стр- добавочная, структурная вязкость той же системы. Такие системы называют вязкопластичными. Возникновение повышенной вязкости относят на счет ван-дер-ваальсовых сил, в той или иной мере связывающих отдель­ные высокодисперсные частички в суспензии. Разрушение та­ких структур наступает, в частности, при механических воздей­ствиях на систему (вибрация, толчки, встряхивание, перемеши­вание и т. п.). При этом структурная вязкость падает, и суспен­зия приобретает способность течь. При прекращении механиче­ских воздействий структурные связи в системе вновь восстанав­ливаются, вязкость суспензии повышается, и текучее состояние исчезает. Подобные системы называются тиксотропными.

Нормально вязкие системы начинают течь при любом пере­паде давления. При структурированных системах по Бингаму необходимо приложить дополнительную силу, соответствующую предельному напряжению сдвига, чтобы вызвать их течение.

Структурная вязкость в большой мере зависит как от свойств цемен­тов, так и от концентрации, темпе­ратуры и продолжительности вы­держивания суспензии. Важно от­метить, что в зависимости от В/Ц и продолжительности выдержива­ния теста значительно изменяются характер и время последующего за­студневания при прекращении ме­ханических воздействий, а также и структурная вязкость. Для определения структурной вязкости цемен­тных паст и растворов А. Е. Десов разработал вибровискозиметр. На рис. 17 даны результаты некоторых опре­делений структурной вязкости тес­та из обычного цемента, а также теста с добавкой пластификатора - омыленного пека в количестве 0, 05 и 0, 1% веса цемента. Пек, являясь поверхностно-активным веществом (ПАВ), способству­ет значительному уменьшению вязкости цементного теста, а также растворных и бетонных смесей, лучшей их удобоукладываемости, повышению плотности и, следовательно, их качест­ва.

При введении в портландцемент трепела, диатомита, опоки и т. п. структурная вязкость резко возрастает. Так, если к тесту, изготовленному при В/Д = 0, 5, добавить 30% трепела, структур­ная вязкость увеличивается в десятки раз.

Рис. 17. Структурная вязкость чистого цементного теста и с добавкой омыленного пека

1 — портландцемент + 0, 05 % пека;

2 — портландцемент чистый;

3 —портландцемент + 0, 1 % пека