Связь состава и свойств

Химический состав СМ влияет на ряд эксплуатационных характеристик СМ. Например, внутрення среда (основная или кислая) определяет коррозионную стойкость по отношению к соотвествующим в-м. Наличие вещества органического происхождения делает СМнеогнестойким. Стойкость к биологическим поражениям также опрекделяеисяхимсоставов в-ва. При этом следует заметить, что все вышеперечисленные свойства реализуются прежде всего ннаповерхност СМ, в зоне непосредственного контакта м-ов или веществ. Другим примером может служить зменеие механических свойств при изменении химсостава, например, добавка легирующих в-в в сталь.

Вяжущие в-ва. Цемент клинкерный - это сложное соединение четырёх видов: СаО - Si₂ – Аl₂О₃ – Fе₂О₃., общее содержание силикатов кальция алита Са₃SiO₅ (кратко С₃S) и белита Са₂Si₄ (кратко С₂S) составляет около 75 % В процессе твердения ц. образуются слаборастворимые и нерастворимые соединения путем образования химической связи с молекулами воды. Нечто подобное происходит и с гипсом, Имеющим формулу СаS0₄·0, 5Н₂0. При гидратацигпсвосстанавлвается до двуводного сульфата кальция.

Жидкости хорошо смачивают, если они способны снизить поверхностное натяжение (важен ионный состав вещества). Так, если превалируют гидроксильные группы, то смачиваемость водой полная (частицы гидрофильные). Если преобладают ионы тяжёлых металлов, то смачиваемость обеспечивается маслом (частицы олеофильные).

При полном смачивании наблюдают: истинные растворы, которые содержат 1 фазу (гомогенные); чаще возникают гетерогенные системы, т.е. более 1 фазы с поверхностями раздела между ними. Фаза - часть системы, ограниченная от других поверхностью раздела, имеющая одинаковый состав и свойства. Простая ф. = 1, смешанная - из 2 и более веществ.

Иногда растворение в гомогенной системе сопровождается химическими реакциями между компонентами. Число независимых компонентов

Кн = Ко - х,

где Ко - общее количество компонентов;

X - число протекающих между ними реакций.

В гетерогенной системе число фаз определяется правилом фаз

Ф = (К - С) + 2

где С - число степеней свободы, т.е. наибольшее число условий, которые можно изменять (температура, давление, концентрация в-ва) не нарушая равновесия системы; К - количество компонентов или химически индивидуальных частей системы. Так как С больше или равно 0, то Ф всегда < К + 2.

При этом влияние оказывают смачивание, адсорбция, абсорбция, температура.

К поверхностно-активным веществам (ПАВ) принадлежат вещества в основном органического происхождения, в молекулы которых входят как полярные, так и неполярные группы. Эта особенность строения молекул ПАВ объясняет их способность адсорбироваться на поверхности раз­дела фаз и ориентироваться так, чтобы полярные группы (ОН, СООН, и др.) были на­правлены к полярным фазам системы (например, к молекулам воды), а неполярные (углеводородная цепь) - к неполярной фазе (например, воздуху). В технологии строительных материалов широко ис­пользуется явление адсорбции ПАВ на твердых поверхностях, в результате которой изменяется их смачиваемость различными жидкостями, уменьша­ется твердость (эффект Ребиндера), улучшается пластичность и изменяются другие свойства.

Адсорбция на твердых поверхностях (ад­сорбентах) недиссоциирующих или слабодиссоциирующих веществ (молекулярная адсорб­ция) являет­ся обратимой и с повыше­нием темпе­ратуры уменьшается. При адсорбции из водных растворов сильных элек­тролитов (ионная адсорбция) про­цесс характеризуется необратимо­стью и возможным увеличением ин­тенсивности в случае повышения температуры.

Количество адсорбированного в-ва растёт в адсорбенте при понижении 1° и повышении парциального давления. При повышении температуры и понижении парциального давления происходит десорбция.

Диффузия - тесно связана с температурой и её скорость растёт примерно на 1...3 % на 1° С.

Наличие влаги внутри материала значительно влияет на теплопроводность - она растёт. При этом морозостойкость снижается, если только материал не обладает компенсационными ресурсами.