Alsatelecom.ru

Стройматериалы
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Цемент по уроку химия

Химия

Периодический закон Д.И. Менделеева в свете теорий строения атома: методическая разработка с использованием модели образовательного процесса «Перевернутый класс»

Методическая разработка с использованием модели «перевернутый класс» и применением интерактивной технологии «Google Classroom». Направлена на систематизацию полученных знаний, активизацию познавательной и исследовательской деятельности обучающихся, повышению интереса к достижениям отечественной науки

Формирование естественнонаучной функциональной грамотности у обучающихся на уроках химии

На современном уроке, важно умение решать реальные жизненные проблемы и самостоятельно работать с информацией. Подборка заданий в презентации поможет педагогам в формировании естественнонаучной функциональной грамотности у обучающихся

Организация внеаудиторной самостоятельной работы студентов

В пособии рассматриваются содержание и сущность самостоятельной работы студентов, ее роль и место при восприятии нового материала. Данное пособие содержит также задания для самостоятельной работы по изучаемым темам курса аналитической химии, критерии оценки выполнения каждого вида работ. В приложении предлагаются некоторые методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов. В пособии представлен практический опыт педагога. Данное методическое пособие адресовано преподавателям и студентам учреждений среднего профессионального образования

Поурочная разработка дорожных карт, химия 9 класс

В статье рассматриваются вопросы разработки методического материла по урокам химии для 9 класса, способы самостоятельного обучения учащихся, поурочно разработанные дорожные карты уроков по темам алюминий, железо, тренинг металлы

Типовые задания естественнонаучного содержания для формирования универсальных учебных действий обучающихся

В статье рассматривается вопрос об актуальности создания дидактических условий достижения школьниками метапредметных результатов образования в рамках современного урока; описываются модели типовых заданий, применяемых на уроках химии для формирования универсальных учебных действий

Применение НФТМ-ТРИЗ технологии для развития творческого мышления учащихся на примере урока химии в 11 классе по теме «Гидролиз»

В статье дан конспект урока по теме «Гидролиз солей» в 11 химико-биологическом классе на основе технологии НФТМ-ТРИЗ

Развитие логического мышления учащихся на уроках химии

В статье рассматривается одна из целей изучения химии – развитие мышления учащихся. Для реализации этой цели необходимо чаще ставить вопросы, способствующие развитию логического мышления. К числу таких относятся вопросы на сравнение, на установление причинно- следственных связей, вопросы, направленные на поиск закономерностей, вопросы, проверяющие умения классифицировать предметы и явления, устанавливать межтематические и внутритематические связи

«Углеводы»: Методическая разработка урока химии с использованием интерактивных технологий

Методическая разработка урока химии по теме «Углеводы» с использованием интерактивных технологий профессионального обучения в условиях реализации ФГОС будет полезна для преподавателей СПО. Материал предназначен для студентов, обучающихся на 1-м курсе по профессии СПО 43.01.04 «Повар судовой» Направлена на решение проблемы активизации познавательной деятельности, развития самостоятельности и творчества обучающихся по профессии «Повар судовой»

Формирование познавательной активности учащихся методами проблемного обучения на уроках химии

Конспект урока «Практическая работа «Соединения хрома»»

Автором представлена разработка урока химии по теме «Соединения хрома». Цель занятия — изучение полечения и свойств гидроксида хрома

Кремниевые кислоты

Кремниевые кислоты получают из растворов калиевых (натриевых) солей кремневых кислот воздействуя на них более сильной кислотой (вплоть до угольной), либо гидролизом сульфита кремния:

При длительном стоянии или при нагревании кремниевые кислоты разлагаются на воду и оксид кремния (ангидрид кремниевой кислоты, более известный, как селикагель):
H2SiO3 = SiO2 + H2O

Селикагель является великолепным адсорбентом, применяется в качестве очистителя веществ от примесей.

Кремниевые кислоты являются слабыми электролитами, диссоциируя в незначительной степени:
H2SiO3 ↔ HSiO3 — +H +

Соли кремниевых кислот — силикаты

Силикаты — это твердые тугоплавкие вещества, не имеющие окраски.

Силикаты построены из цепочек, колец, димеров SiO4 (имеющих структуру тетраэдра), которые, в свою очередь, могут образовывать еще более длинные соединения в виде лент или сеток. Но, и это еще не все — такие ленты и сетки при помощи катионов металлов могут объединяться между собой, образуя самые разнообразные структуры, например, волокнистую (асбест) или слоистую (слюда).

Все силикаты, за исключением силикатов щелочных металлов, являются нерастворимыми в воде соединениями.

В природе чаще встречаются нерастворимые силикаты, входящие в состав таких горных пород, как, например, гранит или базальт. Одними из самых распространенных силикатов являются полевой шпат (K2O·3Al2O3+6SiO2+2H2O) и слюда (K2O·Al2O3·6SiO2), в состав которых входит оксид алюминия — это алюмосиликаты, входящие в состав каолинита (который всем известен под более привычным названием — глина — Al2O3·2SiO2·2H2O).

Из не алюмосиликатов распространены такие природные силикаты, как асбест (3MgO·4SiO2·H2O) и тальк (3MgO·2SiO2·2H2O).

Читайте так же:
Расчет цемента для стяжки теплого пола

С течением времени под воздействием природных разрушающих факторов горные породы постепенно разрушаются (этот процесс называется выветриванием горных пород), например, полевой шпат, присутствующий в гнейсе и граните, медленно, но неуклонно, превращается в глину и песок:
K2O·Al2O3·6SiO2+CO2+2H2O = Al2O3·2SiO2·2H2O+4SiO2+K2CO3

Стекло

Полимерное соединение силиката натрия и силиката кальция называется стеклом — Na2O·CaO·6SiO2.

Стекло смело можно назвать настоящим искусственным «природным чудом». Судите сами, благодаря своему уникальному составу, стекло является твердым, прозрачным, химически стойким материалом, который может приобретать новые свойства, если при изготовлении стекла использовать различные добавки:

  • химическую стойкость и механическую прочность стекла обеспечивает добавка оксида магния MgO;
  • твердость, химическую и термическую устойчивость дает Al2O3;
  • оптические свойства улучшают B2O3, TiO2;
  • замена натрия на калий, а кальция — на свинец дает хрусталь, который обладает высокими показателями преломления света — хрустальные изделия «играют» светом, что очень красиво смотрится.

Особым видом стекла является кварцевое стекло, в состав которого входит чистый кремнезём — такое стекло обладает ценными оптическими свойствами, а также химически и термически устойчиво.

Единственным «слабым местом» стекла является его высокая хрупкость, однако, и здесь умные головы нашли выход — изменив режим затвердевания стекла, было получено стекло с мелкокристаллической однородной структурой, благодаря которой, стекло приобрело прочность чугуна — такие стекла называются ситаллами.

Как делают стекло

Сырьем для производства стекла являются сода (Na2CO3), известняк (CaCO3), кварцевый песок (SiO2).

На первом этапе производства в печах при высокой температуре (1400-1500°C) сплавляют компоненты, в результате чего получаются силикаты:
SiO2+Na2CO3 = Na2SiO3+CO2
SiO2+CaCO3 = CaSiO3+CO2

На втором этапе полученные силикаты вступают в реакцию с кремнезёмом, в результате чего получается классическое «оконное» стекло:
Na2SiO3+CaSiO3+4SiO2 = Na2O·CaO·6SiO2

Цвет стекла можно изменять добавлением: оксидов кобальта (синее стекло), оксида хрома (зеленое стекло), оксида меди (голубое стекло).

Цемент

Смесь, состоящая из силикатов (оксид кальция, оксид кремния IV, оксиды алюминия и железа III) и алюминатов кальция, носит название цемента.

Цемент — это мелкозернистый порошок серого цвета, который постепенно затвердевает на воздухе при взаимодействии с водой.

Кремний и алюминий, входящие в состав цемента, образуют полимерные цепочки -Si-O-Si- и -Al-O-Al-. В процессе производства цемента тонкоизмельченные компоненты подвергаются обжигу при температуре 1400-1600°C, в результате чего некоторая часть таких полимерных цепочек разрушается с образованием более простых по строению силикатов и алюмосиликатов кальция. Затем, когда цемент соединяют с водой, происходит образование высокомолекулярных полимерных силикатов и алюминатов кальция — по мере высыхания раствор цемента твердеет, превращаясь в камнеобразную массу.

Для повышения прочностных свойств цемента в его водный раствор добавляют песком с гравием или щебнем — так получают бетон.

При строительстве несущих конструкций, испытывающих высокие нагрузки, бетон армируют железными прутьями, такая железобетонная конструкция обладает очень высокой прочностью.

Если вам понравился сайт, будем благодарны за его популяризацию 🙂 Расскажите о нас друзьям на форуме, в блоге, сообществе. Это наша кнопочка:

Код кнопки:
Политика конфиденциальности Об авторе

Прочный бетон и химия — кратко для самоделкиных

Теория и химия бетона являются важными составляющими в получении самоделкиными необходимых знаний с целью осознанного применения на практике точных приемов и методов получения заданных свойств пластичного бетона.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

  1. Точность в составе смеси и технологии — прочный пластичный бетон.
  2. Химия бетона — основа понятия процессов.
  3. Вода в цементной смеси.
  4. Химический состав цемента.
  5. Влияние температуры на скорость твердения и прочность бетона.

Точность в составе смеси и технологии — прочный пластичный бетон

К сожалению многие мастера до сих пор при подготовке цементной смеси для своих работ используют в качестве измерительного инструмента ведро и лопату. Может быть для изготовления самого простого классического бетона этого и достаточно.

В то же время, имея необходимые знания и опыт, но не выполняя при этом элементарные правила и не соблюдая технологическую дисциплину, можно получить плачевные результаты.

Вот один пример, как выглядят небрежно изготовленные тактильные бетонные плитки после первых зимних месяцев пешеходной эксплуатации.

Правильно подготовленная цементная смесь и точно выдержанная процедура замеса всегда позволяют получить прочный цементный камень.

Чтобы более ощутимо почувствовать эту необходимость, требуется хотя бы немного ознакомится с основами химических процессов, проходящих в цементной смеси в начальной стадии и в дальнейшем в химическом составе бетона.

Читайте так же:
Научные библиотеки химия цемента

Химия бетона — основа понятия процессов

Чтобы не загружать головы химическими уравнениями, объясняющими протекающие процессы при формировании цементного камня, можно рассмотреть только самые необходимые для общего понимания сути его образования.

Заводы производят различные виды цемента, но чаще всего для своих работ самоделкины используют наиболее распространенный портландцемент.

Другие цементы, например, глиноземистый или пуццолановый используются профессионалами там, где более эффективно проявляются особые свойства этих цементов: очень быстрое твердение и более прочный камень (через несколько суток достигается 100% марочная прочность).

Вернемся к нашему портландцементу.

При изготовлении садового декора химические добавки, которые ранее использовались в составе вместе с портландцементом, также обеспечивают достаточную прочность и скорость затвердевания пластичного бетона.

Почему же так важна точность в дозировке смеси для декоративного бетона?

Вода и химия бетона

Какое количество воды необходимо добавить в цементную смесь определяется водоцементным (В/Ц) или водовяжущим (В/В) отношением. При этом вяжущее = цемент + активные добавки, такие как микрокремнезем, зола и др.

Вода нужна для гидратации цемента (вяжущего).

Дозировка должна быть точной, иначе при избытке воды часть останется в бетоне и зимой будут проблемы.

А если воды не хватит, то не прореагировавший свободный оксид кальция (СаО или активная известь) с годами , постепенно превращаясь в известь-пушонку (Са(ОН)2), будет разрыхлять бетон и снижать его прочность.

Вот почему так важно не допустить испарения воды из твердеющего изделия, особенно в начальной его стадии (накрыть полиэтиленовой пленкой).

Наилучшие результаты можно получить при В/В = 0,35…0,4.

Если при этом для удобства в работе пластичности бетона не хватает, то необходимо увеличить количество пластификатора или сменить его на более эффективный с меньшей дозировкой.

Теперь кратко о химических веществах в цементе.

Химический состав цемента

Важной составляющей цемента является активная известь (СаО). Кроме свободного состояния оксид кальция (СаО) также входит в соединения, образующие: двух кальциевый силикат (С2S), трех кальциевый силикат (C3S), трех кальциевый алюминат (С3А) и четырех кальциевый алюмоферит (C4AF).

Эти химические вещества также взаимодействуют с водой, причем наиболее быстро это делает трех кальциевый алюминат (С3А) — за 3…5 минут.

При твердении бетона сначала образуется коллоид, затем — кристаллический сросток, далее — кристаллический каркас.

Чтобы процесс кристаллизации проходил равномерно, в цемент вводят гипс, количество которого должно точно соответствовать количеству С3А.

Поэтому, те самоделкины, которые хотят ускорить процесс затвердевания бетона путем введения гипса в состав смеси, нарушают этот баланс и снижают конечную прочность цементного камня.

Химия бетона — это очень точная наука.

В результате нескольких реакций с водой (и с учетом добавок, например, микрокремнезема) получается основа цементного камня — практически не растворимый гидросиликат кальция CaO⋅SiO2⋅nH2O.

Чем его больше, тем выше водостойкость и прочность бетона.

Отвердевший цементный камень — это неоднородная структура, представляющая собой смесь геля и кристаллических сростков.

Без дополнительных условий на третьи сутки прочность цементного камня составляет 40…50%, а через неделю — 60…70% от конечной.

Чем тоньше помол цемента, тем выше прочность и скорость твердения.

Естественно, что чем тоньше помол, тем выше удельная поверхность цемента. Она измеряется в см2/г.

Считается, что каждый ее прирост на 1000 см2/г повышает активность цемента на 20…25%.

В соответствии с помолом определяется марка цемента и его стоимость.

Влияние температуры на скорость твердения и прочность бетона

Одним из способов ускорения процесса изготовления бетонных изделий и увеличения оборачиваемости форм, используется термическое воздействие на бетонную отливку.

На крупных производствах применяют автоклавную обработку под давлением насыщенного пара 9…16 атм. при температуре около 200 градусов и выше. При этом можно получить марочную прочность уже через 4…6 часов после начала этого процесса.

Получается более прочный бетон , так как при высокой температуре Ca(OH)2 дополнительно связывается с SiO2 в прочное соединение (о котором упоминалось ранее) — гидросиликат кальция.

На малых предприятиях используют пропарку изделий при температуре 70…80 градусов, нагнетая горячий воздух под пленку, которой накрываются отливки.

Такая пропарка только ускоряет процесс твердения бетона (примерно в 2 раза). К тому же позволяет достичь 70% марочной прочности через одни сутки. Этого обычно достаточно, чтобы произвести распалубку и освободить формы для очередной заливки.

При естественной сушке в полиэтиленовой пленке такой результат можно получить только через неделю.

В работах по изготовлению садовых бетонных изделий, о которых рассказывается на страницах kamsaddeco.com, вместо пропарки используются химические добавки (например, формиат натрия). Применяя их совместно, можно еще более ускорить процесс застывания и освобождения форм.

Читайте так же:
Чем убрать цемент с авто

Вместо горячей воды и пара можно использовать термоматы.

Изделие накрывается полиэтиленовой пленкой и сверху на нее укладываются термоматы на 8…12 часов. При этом также получается прочность 70% от марочной, но за более короткое время.

Когда ненужно нагревать бетон

Надо отметить, что если вы захотите использовать глиноземистый цемент, то его пропаривать нельзя. При застывании он выделяет тепла больше в 1,5…2 раза, чем обычный портландцемент. Поэтому он хорошо твердеет при температуре окружающей среды до нуля градусов.

Таким образом, зная природу и химию бетона в совокупности с протекающими в нем процессами, можно подготовить любой состав цементной смеси. Это необходимо для получения декоративного искусственного камня заданной прочности.

Но химия и бетон не единственная важная составляющая. Не только ее надо знать и учитывать при изготовлении прочного бетона.

Гранулометрия — не менее ответственная физическая характеристика. О ней уже было кратко рассказано и можно прочитать в статье про методы составления различных цементных смесей.

Силикатная промышленность

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 333.

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 333.

Производством материалов из соединений кремния занимается силикатная промышленность. Основные направления – изготовление стекла, цемента и керамики.

Свойства элемента

Кремний – твёрдый элемент тёмно-серого цвета с металлическим блеском. Проявляет свойства полупроводника. В природе находится в составе песка, кварца, глины.

В реакциях с металлами кремний выполняет функцию окислителя (принимает электроны), с неметаллами – восстановителя (отдаёт электроны). При обычных условиях кремний реагирует только с фтором. С остальными веществами взаимодействует при нагревании.

Кремний образует сложные вещества:

  • оксиды SiO и SiO2;
  • простые соли – хлорид (SiCl4), нитрид (Si3N4), карбид SiC, силициды (Mg2Si, CsSi8, Cu8Si);
  • кислородные соли (Na2SiO3).

Взаимодействуя с углеродом, кремний образует карборунд или карбид. Это вещество близкое по твёрдости алмазу. В промышленности используются силикаты – соли кремниевых кислот. Кремниевые кислоты весьма слабые и неустойчивые. Водород легко вытесняется металлами. В результате образуются прочные кристаллические вещества.

Рис. 2. Карборунд.

Из кислот кремний реагирует только с плавиковой кислотой HF. Кроме того, элемент не реагирует непосредственно с водородом. Гидроксид Si(OH)4 в свободном виде неустойчив и быстро превращается в кислоту за счёт потери воды.

Виды производства

Кремний используют в составе песка (SiO2), глины и других природных материалов для изготовления прочных материалов – цемента, стекла, керамики. В таблице кратко описаны изготовление и использование материалов.

Материал

Сырьё

Использование

Сода, известняк, белый песок. Сырьё спекают в специальных печах. Процесс состоит из трёх этапов:

Могут добавляться дополнительные соединения для придания прочности или, наоборот, пластичности и хрупкости. Например, поташ К2СО3, добавленный вместо соды, делает стекло жаропрочным. Добавление оксидов придаёт стеклу окраску: CoO – синюю, Cr2O3 – зелёную, MnO2 – красную

Изготовление стеклянных листов для окон, нитей для оптоволокна, посуды

Глина, состоящая из кристаллов каолинита Al2O3 ∙ 2SiO2 ∙ 2Н2О. Сначала глину готовят для формовки, смешивая её с водой. Затем придают форму изделиям, обсушивают и обжигают

Производство кафеля, кирпичей, посуды

Глина, известняк. Получившуюся после спекания массу размалывают в порошок, который при смешивании с водой образует цемент

Изготовление строительного материала – щебня, бетона, железобетона

Кремний используется в производстве фотоэлементов, транзисторов, диодов, микросхем. Элемент добавляют при производстве стали для повышения прочности.

Что мы узнали?

Из урока химии 9 класса узнали об особенностях кремния и его соединений, а также о производстве материалов на основе кремния. Кремний в природе находится в составе песка, глины, известняка. Эти природные материалы используются в качестве сырья для изготовления стекла, цемента, керамики. Кремний также применяется в производстве электроники и электротехники.

Библиотека: книги по архитектуре и строительству | Totalarch

Вы здесь

Химия цементов. Торопов Н.А. 1956

Химия цементов
Торопов Н.А.
Государственное издательство литературы по строительным материалам. Москва. 1956
271 страница

Необходимость дальнейшего развития технологии цементов, усовершенствование существующих и создание новых способов производства эффективных видов цементов, расширение сырьевой базы цементной промышленности — все это требует интенсивной творческой работы специалистов различных отраслей знания.

Большое значение в успешном разрешении этих вопросов должно иметь развитие и углубление существующих знаний в области химии цементов.

Заметный прогресс цементной технологии, достигнутый за последние два-три десятилетия, в значительной мере был обусловлен развитием учения о фазовом, минералогическом составе цементного клинкера, выявлением основных характеристик механизма процессов клинкерообразования и гидратации цементов.

Новые, более совершенные методы позволяют исследователю глубже проникнуть в тонкие детали строения вещества, выявить сущность химических процессов, протекающих при обычных и повышенных температурах, установить причины, обусловливающие изменения реакционной способности веществ в зависимости от внешних условий и внутреннего их строения.

Автор настоящей книги попытался дать сводку главнейших результатов, достигнутых трудами русских и иностранных химиков в развитии химии цементов, и содействовать, таким образом, выполнению грандиозных задач, поставленных перед отечественной цементной промышленностью директивами партии и правительства.

Глава I. Химический состав портландцемента
Глава II. Методы исследования
Глава III. Фазовый состав портландцементного клинкера
Глава IV. Кристаллохимия цементов
Глава V. Физико-химические системы, образуемые компонентами цементного клинкера
Глава VI. Процессы, протекающие при обжиге цементного клинкера
Глава VII. О действии цементного клинкера на огнеупорную футеровку
Глава VIII. Гидратация и твердение цементов
Глава IX. Пластификация и гидрофобизация цементов
Глава Х. О воздействии агрессивных кислых и сульфатных вод на портландцемент
Глава XI. Шлаковые цементы
Глава XII. Глиноземистый цемент

Читайте так же:
Цемент 500 быстро твердеет

Введение

Высокий технический уровень современной цементной промышленности, производящей разнообразную и высококачественную продукцию, используемую в различных отраслях народного хозяйства в количествах многих миллионов тонн, был достигнут в результате накопления опыта поколениями ученых, техников и практиков, работавших в области производства и применения различных строительных материалов.

Весьма значительный вклад был сделан в этом отношении нашими соотечественниками, начиная от неизвестных нам строителей великолепных архитектурных сооружений древней Руси, стран Средней Азии и Кавказа и кончая нашими современниками — советскими учеными, инженерами и передовиками производства.

Древние строители в качестве цементирующих вяжущих веществ при возведении крупных сооружений применяли преимущественно строительные растворы, полученные на основе гипса, обожженного при сравнительно низкой температуре, порядка 120—200° или воздушной извести, изготовляемой обжигом чистых или доломитизированных известняков при 1000—1200°С.

Эти вещества относятся к категории воздушных вяжущих. Такие известково-гипсовые вяжущие, в частности, использовались при строительстве пирамид в Египте. Применение измельченной вулканической породы — пуццолан — для получений водоустойчивого известково-пуццоланового цемента было известно еще древним римлянам, создавшим ряд выдающихся гидротехнических сооружений. Исследование древних сооружений Грузии и Армении также показало наличие в составе строительных растворов вулканических пеплов и пемзы. Древнерусские строители из-за отсутствия на территории древней Руси вулканических горных пород, обладающих пуццоланическими свойствами, практиковали добавление к известковым растворам тонкоизмельченного боя недожженного строительного красного кирпича.

Первые руководства по технологии вяжущих веществ, в которых был систематизирован и обобщен весь опыт, накопленный к тому времени русскими учеными и техниками, появились во второй половине XVIII в. Развитие градостроительного и горнозаводского дела в России, вызванное реформами начала XVIII в., потребовало соответствующего развития производства строительных материалов.

Одной из первых книг такого рода, вышедшей в 1784 г., является «Зрелище природы и художеств», в которой описывается технология обжига строительного гипса. Более детальные сведения по этому же вопросу излагаются в сочинении И.А. Двигубского «Начальные основания технологии или краткое показание работы на заводах и фабриках производимых», опубликованном в Москве в 1807 г. В этой же книге приводится описание производства строительной извести.

В «Трудах Вольного экономического общества» и в «Технологическом журнале», начиная с 1784 г., известным русским ученым- химиком и минералогом В.М. Севергиным публикуется ряд научных работ, доказывающих целесообразность использования в производстве вяжущих веществ известняков с повышенным содержанием глинистых примесей. Продуктом обжига таких известняков является гидравлическая известь, отличающаяся повышенной водоустойчивостью.

В первой четверти XIX в. рядом работников Петербургского института путей сообщения и московскими строителями был получен основной продукт современной цементной технологии — портландцемент. Результаты этих работ были опубликованы Шарлевилем в 1822 г. и Егором Челиевым в 1825 г. Расширение портландцементного производства в России в середине XIX в. оказало весьма активное воздействие на дальнейшее развитие научных и научно-технических изысканий в области цементов.

В 1863 г. был опубликован научный труд инженеров И. Езиоранского и Д. Заботкина, в котором авторы, изложив первую, по существу, научную теорию твердения и коррозии цемента, значительно раньше ученых других стран выявили следующие основные химические процессы, протекающие при твердении цемента: 1) гидратацию сложного известкового силиката, сопровождающуюся выделением гидрата окиси кальция, 2) переход в гидраты простых соединений окиси кальция с окисью алюминия, 3) переход гидрата окиси кальция в карбонат.

Читайте так же:
Как стать дилером цемента

Позднейшими исследователями процессов гидратации цементов было подтверждено фундаментальное значение реакций, впервые открытых И. Езиоранским и Д. Заботкиным.

Д.И. Менделеев в «Основах химии», написанных в 1868—1870 гг., неоднократно обращался к вопросам, связанным с химией силикатов и, в частности, химией цементов. Его формулировка: «Гидравлические свойства цементов определяются тем, что в них находятся могущие соединяться с водой и образовывать гидратные водою неизменяющиеся соединения»,— и в настоящее время имеет первостепенное значение для понимания основ теории твердения цементов.

Весьма плодотворным для развития теоретических представлений 0 строении гидратированных силикатов кальция является также введенные Д.И. Менделеевым понятия о существовании среди силикатов многочисленных соединений переменного состава и о возможности замещения глинозема в алюмосиликатах кремнеземом. Дальнейшая разработка теории твердения цементов производилась A. Ле-Шателье (1887) и В. Михаэлисом (1892). По А. Ле-Шателье сущность этого процесса в основном определяется явлениями кристаллизации продуктов гидратации, а по Михаэлису основное значение в твердении цементов имеют коллоидно-химические процессы.

Позднее (1923—1931 гг.) крупнейшим русским ученым, академиком А.А. Байковым, в его знаменитой теории твердения цементов было доказано, что в действительности при гидратации цементов имеют основное значение и коллоидно-химические и кристаллизационные явления. А.А. Байковым, кроме того, выявлена роль защитных пленок, которые образуются вокруг зерен цемента, подвергающихся воздействию водных растворов. Особо следует отметить исследования А.А. Байкова в области коррозии цементов под воздействием агрессивных минерализованных вод.

К началу XX в. относится развитие научных основ защиты бетонных сооружений от коррозии и улучшение гидротехнических свойств цементов и бетонов введением пуццоланических добавок. Н.Н. Лямину принадлежит заслуга открытия месторождения пуццолан вулканического происхождения в Крыму и разработка методики термического анализа гидратированных цементов.

Большое значение для успешного разрешения проблемы создания устойчивых пуццолановых цементов имели работы Н.А. Белелюбского, В.Н. Чарномского, С.И. Дружинина, А.А. Байкова, B.А. Кинда, В.Н. Юнга и ряда других русских ученых.

Интенсивное развитие научно-исследовательской работы в области цементов в СССР совпадает с временем восстановления, реконструкции и невиданного по масштабам расширения объема производства цементов в годы довоенных пятилеток.

Именно к этому периоду относятся создание и развитие коллоидно-кристаллизационной теории твердения цементов А.А. Байковым, работы С.И. Дружинина и В.А. Кинда по пуццолановым цементам, фундаментальные исследования П.П. Будникова в области гипсовых и шлаковых цементов, заложившие основы теории твердения шлаковых вяжущих и приведшие к созданию ряда новых цементов типа ангидрито-глиноземистого, бесклинкерного и других.

В результате работ В.А. Кинда, Д.С. Белянкина, Н.И. Левина, Г.С. Вальберга, М.Ф. Чебукова и других были разрешены многие вопросы, связанные с теорией и практикой получения и применения глиноземистого цемента.

В.Н. Юнг создает свою теорию обжига портландцементного клинкера во вращающихся и шахтных печах и выдвигает идею об особом характере структуры цементного камня, представляющего по его теории особый микробетон, наполнителями в котором являются не полностью прореагировавшие зерна цементного порошка.

Эта идея В.Н. Юнга оказалась весьма плодотворной и привела к созданию новых цементов и бетонов с микронаполнителями.

Физико-химические и минералогические исследования академика Д.С. Белянкина и его учеников содействовали разработке новых типов цементов, установлению зависимости ряда свойств цементов от их фазового состава и микроструктуры.

Теория ионного строения силикатных расплавов, детально разработанная в СССР главным образом в работах О.А. Есина и К.С. Евстропьева, имеет большое значение для дальнейшего развития теории гидратации гранулированных доменных шлаков и выявления тонкого механизма формирования клинкерных минералов путем ионной диффузии в жидкой фазе цементного клинкера. Вопросы механизма и кинетики минерализующего действия различных, главным образом фтористых, добавок на процессы клинкерообразования разрабатывались в трудах Н.В. Белова, В.Ф. Журавлева, С.Д. Макашева и др.

Большое значение для дальнейшего развития теории гидратации цементов имеют коллоидно-химические исследования, проводимые в широком масштабе акад. П.А. Ребиндером.

Автором этой книги детально разрабатывается теория строения и условий формирования твердых растворов, образуемых фазами цементного клинкера, направленная к выявлению основных факторов, определяющих реакционную способность цементного порошка в зависимости от его фазового состава и внешних условий, в которых протекает твердение цементного камня.

Все эти вопросы автор попытался изложить на основе современных научных данных, желая по мере сил содействовать дальнейшему развитию работ советских специалистов в сложной сравнительно малоразработанной, но весьма интересной, увлекательной и очень нужной для промышленности области химической науки — химии цементов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector