Введення
Під структурою, або внутрішньою будовою, штучних будівельних конгломератів розуміють просторове розташування кристалів, кристалічних уламків і агрегатів, аморфних часток різної форми і ступеня дисперсності з їх взаємними зв'язками і порядком зчеплення між собою.
Освіта та розвиток просторових структур - одне з найбільш характерних явищ, які спостерігаються в дисперсних системах. В основі цього явища лежить, як відомо, термодинамічна нестійкість мікрогетерогенних систем - наслідок надмірної вільної енергії міжфазних поверхонь розділу. Можливість управління процесами структуроутворення лежить в основі технології бетонних і розчинних сумішей.
Класичні уявлення про твердінні в'яжучих
Практична цінність в'яжучих речовин визначається перш за все, тим, що в результаті хімічних і фізико-хімічних перетворень вони здатні створювати міцний камінь.
Одним з перших учених, що надавав велике значення хімічним аспекту цих явищ, був великий Д. І. Менделєєв, який у своїй праці «Основи хімії» писав, що «процес затвердіння грунтується на утворенні хімічних з'єднань між вапном , кремнеземом, глиноземом і водою ». Але така загальна оцінка явища поки ще не розкривала його фізико-хімічної сутності настільки, щоб можна було цілеспрямовано керувати цим явищем.
Лише до початку XX століття чітко оформилися дві фізико-хімічні теорії, що пояснюють це явище; їх поява пов'язана з іменами Ле-Шательє і Міхаеліса. Перша теорія отримала назву кристаллизационной, другий-колоїдної. Виникнення цих теорій, що протистоять один одному, мабуть, було пов'язано з панував тоді вченням про колоїди, яке розділило речовини на дві групи: кристалоїди і колоїди (це вчення мало великий вплив на всі наступні дослідження та теоретичні концепції в усіх областях хімії). Ле-Шательє вважав, що в'язка речовина, змішане з водою, спочатку розчиняється у воді, а далі взаємодіє з нею, утворюючи гідратні з'єднання. Виходячи з того, що складові частини порошку в'яжучого володіють більшою розчинністю, ніж одержувані гідратні з'єднання, він вважав необхідною умовою подальшої кристалізації існування пересиченого розчину. З'являються в результаті процесу кристалізації дрібнодисперсні частинки зростаються, переплітаючись один з одним, завдяки чому настає момент схоплювання, а потім і тверднення системи.
Слід зауважити, що теорія Ле-Шательє була розроблена стосовно до твердненню полуводного гіпсу, для якого процес кристалізації дійсно є визначальним. Але потім ця теорія була перенесена деякими вченими на інші в'яжучі, в тому числі і на портландцемент, твердіння якого відбувається набагато складніше.
Згідно колоїдної теорії Міхаеліса, що розглядала, в основному, твердіння портландцементу, спочатку утворюється пересичений розчин гідроксиду кальцію, що з'являється в результаті гидролитической дисоціації безводних силікатів кальцію. Утворюються також гідроалюмінати кальцію, які разом з гідроксидом кальцію виділяються з розчину у вигляді кристалів. Але, вважав Міхаеліс, не вони визначають гідравлічне твердіння цементів. За основу твердіння він брав гельовідниє (колоїдну) масу, що виникає під час утворення гідросилікатів кальцію безпосередньо на поверхні частинок цементу за рахунок проникнення туди води. Більш глибоко розташовані шари...
