Процес гідратації наномодифікованого напівводного сульфата кальцію

Abstract

Механізм процесів гідратації мінеральних в’яжучих речовин є досить складним в зв’язку з багатокомпонетністю системи, нестабільністю і значною кількістю факторів впливу. У системі механізм гідратації та тверднення постійно змінюється стан твердою і рідкої фази, що впливає на топологію структури. В результаті формуються гідратні фази з різною кристалічною структурою (голки, волокна, призми, пластинки). Процес гідратації мінеральних в’яжучих речовин, тобто переходу нен’ютоновскої рідини в твердий стан, можна розділити три основних періоди: зародження кристалів, формування скелета і його заповнення. Розгляд з цієї позиції дає можливість визначити в спрощеному вигляді механізм структуроутворення. А також встановити певний зв’язок між властивостями початкових матеріалів, умов процесу гідратації і структурою та властивостями затверділого матеріалу. Додавання мікро- та нанодобавок дозволяє змінювати поверхневу енергію, а додавання пластифікаторів змінює час перебування розчину в перенасиченому стані. Зміна цих факторів дозволяє впливати на морфологію кристалів. З введенням нанодобавок спостерігається більша впорядкованість у зростанні кристалів, що може бути пов'язано з перерозподілом поверхневої енергії, зі збільшенням кількості центрів кристалізації, більш рівномірним взаємним розташуванням частинок, що збільшує кількість контактів. У системах зв’язування в процесі гідратації та затвердіння гіпсу стан та топологія структури постійно змінюються. Утворюються гідратні фази з різною кристалічною структурою (голки, волокна, призми, пластинки). Все це вносить певну нестабільність і розлад у формування структури. Виявлення залежностей між параметрами гідратації, структурою сполучного та функціональними властивостями відкриває нові можливості для отримання матеріалів з поліпшеними або новими властивостями, що відповідають вимогам сучасного будівництва. The mechanism of hydration processes of mineral binders is quite complex due to the multi-component system, instability and a significant number of influencing factors. In the system, the mechanism of hydration and hardening constantly changes the state of the solid and liquid phases, which affects the topology of the structure. As a result, hydrate phases with different crystal structures (needles, fibers, prisms, plates) are formed. The process of hydration of mineral binders, that is, the transition of a non-Newtonian liquid into a solid state, can be divided into three main periods: the nucleation of crystals, the formation of the skeleton and its filling. Consideration from this position makes it possible to define the mechanism of structure formation in a simplified form. And also to establish a certain relationship between the properties of the initial materials, the conditions of the hydration process and the structure and properties of the hardened material. The addition of micro- and nano-additives allows you to change the surface energy, and the addition of plasticizers changes the time the solution stays in a supersaturated state. Changing these factors allows you to influence the morphology of the crystals. With the introduction of nano-additives, there is greater regularity in the growth of crystals, which may be associated with the redistribution of surface energy, with an increase in the number of crystallization centers, a more uniform mutual arrangement of particles, which increases the number of contacts. In binding systems, the state and topology of the structure constantly change during the hydration and hardening of gypsum. Hydrated phases with different crystal structures (needles, fibers, prisms, plates) are formed. All this introduces a certain instability and disorder in the formation of the structure. The detection of dependencies between hydration parameters, binder structure and functional properties opens up new opportunities for obtaining materials with improved or new properties that meet the requirements of modern construction.