Химические и физико-химические свойства

Химические свойства материала характеризуют его способность к химическим превращениям под влиянием веществ, с которыми он находится в соприкосновении. Способность материалов к химическим реакциям может быть полезной и вредной. Так, цемент, гипс, известь должны реагировать с водой, иначе невозможным было бы получение бетонов. Но в тоже время с химической природой материала связана возможность его разрушения под влиянием агрессивных веществ, находящихся в окружающей среде.

Для приближенного суждения о стойкости материала в кислых и щелочных средах можно использовать его модуль основности, %:

М_о = СаО + МgО + Nа₂ (К₂О) / SiО₂ + Аl ₂О₃ + Fе₂О₃ .

Материал, модуль основности М_о которого меньше единицы (кварцевый песок содержит 95–98 % SiО₂), устойчив к действию кислот, но разрушается в щелочной среде; если у материала М_о больше единицы (цементный камень, известняк, мрамор содержат более 2/3 СаО), то он легко разрушается кислотами, но стоек к щелочам.

Физико-химические свойства. Химическая активность вяжущих веществ или минеральных добавок зависит от их состава, строения, а также от тонкости их измельчения. Причина в том, что химические процессы протекают либо при непосредственном контакте этих веществ друг с другом (то есть на поверхности), либо при растворении веществ (растворение происходит также с поверхности). Таким образом, чем больше поверхность вещества, тем оно активнее в химическом отношении. Поверхность сильно возрастает при увеличении степени измельчения его частиц (рис.1.2) Степень измельчения вещества характеризуется величиной, называемой удельной поверхностью. Удельная поверхность – суммарная поверхность всех частиц единицы массы вещества (см²/г).

Удельная поверхность тонкомолотых материалов достигает больших значений: обычный портландцемент – 2000–2500, а тонкомолотый быстротвердеющий – 3000-4000 см²/г. Чем больше удельная поверхность, тем быстрее частицы цемента взаимодействуют с водой и быстрее твердеет цемент.

Рис. 1.2. Образование новых поверхностей при дроблении частицы материала: а– частица до дробления; б– после дробления