ть методи дрібномасштабних течій, термодинаміка поверхневих явищ, методи опису рівноваги багатокомпонентних систем, різні теорії міжфазного переносу. Для опису явищ четвертого рівня можуть використовуватися різні гідродинамічні моделі, методи механіки зернистих матеріалів і т. п. На п'ятому рівні розглядається поведінка всієї системи в масштабі апарату. При аналізі системи твердіння бетону нами за аналогією з ФХС виділені також п'ять ієрархічних рівнів: 1) атомно-молекулярний; 2) у масштабі зерна цементу; 3) в масштабі структури цементного каменю; 4) на масштабному рівні структури бетону як композиційного матеріалу; 5) на масштабами рівні будівельного виробу.
У тій постановці проблеми, як ми її розглядаємо зараз, досить виконати аналіз за першим трьом рівням, бо структура та властивості цементного каменю - кінцева мета нашого аналізу.
Структури гідросилікатів
Фундаментальні дослідження питань кристаллообразования в силікатних композиціях розпочаті ще наприкінці 40-х - початку 50-х років XX сторіччя школою кристалографів на чолі з Н. В. Бєловим. Були розшифровані складні структури гідросилікатів кальцію. Встановлено, що основним кремнекіслородним радикалом в гідросилікату є діортогруппа [Si207] 6, яка виходить з двох тетраедрів, з'єднаних вершинами через атом кисню. Анион [Si207] 6 лежить в основі побудови нових кремнекислородних ланцюжків, стрічок, сіток і кілець. Встановлено, що в цих структурах є можливість оборотної заміни частини ортотетраедров на равнозарядние і равнооб'емние групи гідроксилу 4 (ОН). На рис. 1 представлена ??спрощена схема структури самого простого з'єднання - нізкоіонного гідрату. Його кристали являють собою призматичні пластинки. Як випливає зі схеми, гідрат у своєму складі містить ізольовані, роз'єднані іонами кальцію мономірні кремнекіслородние аніони з однією групою ОН замість О2.
Крім того, у структурі цього гідросилікату маються молекули води, тісно пов'язані з іонами кальцію, тобто у іонів кальцію тут проявляється своєрідна роль - комплексообразователя, який зв'язує воду. Наявність у складі цементного каменю C2S а-гідрату, що має чітко виражену кристалічну структуру, на жаль, не надає йому високих міцнісних властивостей, тому його освіти необхідно уникати.
Рис.1
Інші гідросилікати кальцію: ксонотліт, Гіллебранда, Тоберморі мають впорядковану структуру силоксановой ланцюга.
В ксонотліте і Гіллебранда міститься полімерний Радикал з інкрементом (інкремент - форма елементарного ланки полімерного ланцюга) [Si6017] 10. В результаті з'єднання таких груп утворюються стрічки, що отримали назву ксонотлітових. На рис. 2 представлена ??схема ксонотлітовой стрічки, на якій квадратними дужками виділено структурний інкремент.
Рис.2 схема структури ксонотлітовой стрічки
Тоберморі 5СаО 6Si02 5Н20 має більш складну структуру. Вона складається зі здвоєних ксонотлітових ланцюжків, які в процесі конденсації як би накладаються один на одного, утворюючи гофровані шари. У структурі тоберморіта присутні більше складний полімерний силоксанова аніон [Si12031] 14. Структурна модель тоберморіта представлена ??на рис.3.
Таким чином, гідросилікати кальцію, що входять до складу цементного каменю, являють собою з'єдна...
