Колоидные цементные растворы

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ  ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЕ

«ЛИПЕЦКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ» 
 

Кафедра  строительных  материалов 

Реферат

по   дисциплине: «Строительные материалы»

     на  тему:

     «КОЛЛОИДНЫЕ  ЦЕМЕНТНЫЕ

     РАСТВОРЫ» 
 
 
 
 
 
 

Студент _____________________________________________  
 

Руководитель _______________________________________   А. Д. Корнеев

проф. 

Липецк  2008

     АННОТАЦИЯ 

    С.42. Ил.8. Табл.6. Библиогр.: 8 назв.  

    Во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева получен новый гидроизоляционный  материал — коллоидный  цементный  раствор   (КЦР). Этот вид гидроизоляционного материала, разработан на основе коллоидного цементного клея КЦК.

      Разработка  основ  технологии  и  методов  применения  коллоидных  цементных  растворов  для  получения  гидроизоляционных  и  антикавитационных  покрытий рассматривается как пример  создания  дисперсного композиционного материала с заданными свойствами  и структурой.                  
 
 
 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 
 
 
 
 
 
 
 

    ВВЕДЕНИЕ

    При строительстве   современных   гидротехнических сооружений большое  внимание уделяется надежности работы сооружений, конструкции которых  непосредственно соприкасаются  с грунтовыми или поверхностными водами. Защита этих конструкций от длительного воздействия воды осуществляется гидроизоляцией.

    Получение гидроизоляции на основе цемента  было продиктовано не только его повсеместной распространенностью на стройках, но  и  возможностью получения гидроизоляционного цементного покрытия с высокой механической прочностью, хорошей адгезией к изолируемым бетонным конструкциям и возможностью нанесения этих материалов на влажные поверхности. Приготовление и нанесение гидроизоляционных цементных композиций легко поддается механизации, причем требования и технике безопасности при устройстве цементной штукатурной гидроизоляции существенно менее жесткие, чем в случаях применения битумных или полимерных материалов.

    Цементная штукатурная гидроизоляция по существующей классификации относится к классу минеральных гидроизоляций и представляет собой жесткое водонепроницаемое покрытие, выполняемое нанесением одного или нескольких наметов цементного раствора на изолируемую бетонную поверхность.

    Рассматривая  структуру затвердевших цементных растворов как совокупность твердой фазы и порового пространства, некоторые исследователи установили, что эффект водонепроницаемости пористых материалов достигается либо введением уплотняющих добавок, либо сочетанием физико-химического и механического воздействий на начальных стадиях процесса структурообразования для уменьшения размеров пор.

    Водонепроницаемость гидроизоляционных цементных покрытий обеспечивается не только структурой самого материала, но и сплошностью покрытия. Нарушение сплошности покрытия в результате усадки цементных композиций, относительно высокий модуль упругости и низкая деформативная способность, а также пониженная стойкость в сульфатных и кислых агрессивных средах в некоторой степени ограничивают применение этого вида гидроизоляции.

    Во ВНИИГ им. Б. Е. Веденеева получен новый гидроизоляционный  материал — коллоидный  цементный  раствор   (КЦР). Этот вид гидроизоляционного материала, разработан на основе коллоидного цементного клея КЦК. Разработан принципиально новый способ применения штукатурной гидроизоляции в условиях отрывающего гидростатического напора, что открыло новые пути ее использования, особенно важные при ремонте сооружений.

    Разработка  основ применения коллоидных цементных  растворов для получения гидроизоляционных и антикавитационных покрытий следует рассматривать как пример создания дисперсного композиционного материала с заданными свойствами и структурой. 
 

    1. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕМ КЦР

1. СТРУКТУРА  ЦЕМЕНТНЫХ  РАСТВОРОВ 

 

    Свойства  затвердевшего цементного раствора зависят от его поровой структуры  и структуры твердой фазы. Характер поровой структуры проявляется при испытании образцов на водонепроницаемость и морозостойкость.

    При испытании на морозостойкость, заключающемся в насыщении водой образцов из затвердевшего раствора и последующем попеременном замораживании и оттаивании, микрокапилляры насыщаются водой не полностью. Поэтому они служат как бы резервными емкостями, куда под действием сил расширяющейся при замораживании в микрокапиллярах воды  происходит ее перемещение.

    Немаловажную  роль играет когезионная прочность  в контактах кристаллов новообразования цементного камня, которая характеризуется способностью цементного покрытия сопротивляться различным механическим воздействиям.

    Существенное  значение для изоляционного цементного штукатурного покрытия имеет адгезия (сцепление) этого покрытия к изолируемому основанию. В свежеуложенном растворе, нанесенном на затвердевшее основание, в процессе твердения раствора развиваются внутренние усадочные напряжения, величина которых может значительно превосходить силы адгезии, приводить при этом к понижению величины адгезии и, как следствие, к отслоению покрытия от изолируемого основания.[7]

    При этом в самом покрытии могут возникать трещины, являющиеся результатом превышения величины внутренних усадочных напряжений над когезионными силами затвердевшего цементного раствора, что является часто также причиной понижения водонепроницаемости, морозостойкости и коррозионной стойкости покрытия из-за концентрации напряжений в тупике трещины.

    1.2. ПОНЯТИЕ О ДЕФЕКТАХ  СТРУКТУРЫ  

    Затвердевшие цементные растворы, по механическим характеристикам и по прочности и упруго-вязко-пластичным свойствам с позиции физики твёрдого тела являются реальными твердыми телами. В реальных твердых телах дефекты и неоднородности структуры определяют характер  разрушения с разделением тела на части при напряжениях, на несколько порядков меньших теоретической прочности идеального тела. Основной задачей современного материаловедения является всесторонняя оптимизация структуры и свойств реальных дисперсных материалов, т.е. необходимо устранить такие виды дефектов и неоднородностей структуры материала, которые являются непосредственными источниками понижения прочности, разрушения или ухудшения других его свойств.[6]

    В основе классификации видов дефектов лежит разделение дефектов и неоднородностей по трем признакам (табл. 1): масштабу (размеру), виду (в физико-химическом смысле) и природе (происхождению).

    Основа оптимизации структуры дисперсных материалов состоит в устранении крупных по размеру дефектов и неоднородностей  I  рода, т.к. они  являются непосредственным источником разрушения и физико-химической неустойчивости, неоднородности материала. Для реальных композиционных материалов предельный уровень оптимизации структуры — уменьшение всех видов дефектов и неоднородностей до уровня неоднородностей и дефектов III рода).

  Композиционные дисперсные материалы образуются в результате распределения различных твердых дисперсных фаз между собой в сочетании с жидкой средой с последующим отверждением структуры в результате фазовых превращений. Обычно такие материалы содержат также и некоторое количество пор, являющихся важным элементом их структуры.[6]

  Таблица 1

  Обобщенная  классификация основных типов дефектов