Исследование влияния жидкого стекла на кинетику дегидратации гидратированного портландцемента в неизотермических условиях

Abstract

Рассмотрены особенности дегидратации различных гидратных фаз гидратированного портландцемента с участием жидкого стекла. Установлено, что в условиях неизотермического нагрева наблюдается три эндоэффекта, связанные с дегидратацией эттрингита в интервале температур 98,7–110,0 °С, разложением гидроксида кальция в интервале температур 439,4–450,7 °С и разложением вторичного кальцита в интервале температур 657,4–669,3 °С. Исследовано влияние жидкого стекла в составе портландцемента на эндоэффекты дегидратации эттрингита, гидроксида кальция и вторичного кальцита. Установлено, что с увеличением скорости нагрева с 5 до 10 °С/мин эндоэффекты смещаются в область высоких температур. Исследована кинетика дегидратации эттрингита, гидроксида кальция и вторичного кальцита в неизотермических условиях. Экспериментально подтверждено, что на скорость дегидратации гидратированного портландцемента существенное влияние оказывает концентрация жидкого стекла в цементе. Обосновано оптимальное содержание жидкого стекла в гидратированном портландцементе. При содержании жидкого стекла в составе гидратированного портландцемента в количестве 5 и 10 % установлена закономерность снижения скорости дегидратации эттрингита и гидроксида кальция. В высокотемпературной области скорость дегидратации гидратированного портландцемента с содержанием 5 % жидкого стекла возрастает по сравнению дегидратацией гидратированного цемента без жидкого стекла. Скорость дегидратации гидратированного портландцемента с содержанием 10 % жидкого стекла возрастает более значительно, что может оказать отрицательное воздействие на прочность композиционных материалов на основе портландцемента при плазмохимическом модифицировании. На основе экспериментальных данных получены уравнения, связывающие температуру эффекта со скоростью нагрева. Определены температуры эндоэффектов при плазменной обработке композитов на основе портландцемента при скорости нагрева 3000 °С/мин.

Features of dehydration of various hydrated phases of hydrated Portland cement with the participation of liquid glass are considered. It was found that under conditions of nonisothermal heating, three endoeffects are observed. They are associated with dehydration of ettringite in the temperature range 98.7–110.0 °C, decomposition of calcium hydroxide in the temperature range 439.4–450.7 °C, and decomposition of secondary calcite in the temperature range 657.4–669.3 °C. The effect of liquid glass in Portland cement on the endoeffects of dehydration of ettringite, calcium hydroxide and secondary calcite was studied. It was found that with an increase in the heating rate from 5 to 10 °C / min, the endoeffects are shifted to high temperatures. The kinetics of the dehydration of ettringite, calcium hydroxide and secondary calcite under non-isothermal conditions was studied. It has been experimentally confirmed that the rate of dehydration of hydrated Portland cement is significantly affected by the concentration of liquid glass in the cement. The optimum content of liquid glass in hydrated Portland cement is substantiated. With the content of liquid glass in the hydrated Portland cement in the amount of 5 and 10 %, the regularity of the decrease in the rate of dehydration of ettringite and calcium hydroxide was established. In the high-temperature region, the rate of dehydration of hydrated Portland cement with a 5 % content of liquid glass increases compared to the dehydration of hydrated cement without liquid glass. The rate of dehydration of hydrated Portland cement with a content of 10 % liquid glass increases more significantly, which may have a negative effect on the strength of Portland cement-based composite materials during plasma-chemical modification. On the basis of experimental data, equations are obtained which relate the temperature of the effect to the rate of heating. The temperatures of endoeffects at plasma treatment of Portland cement composites at a heating rate of 3000 °C/min are determined.