Характер связи в новообразованиях

В процессе твердения вяжущего вещества образуются новые структуры, которые П.А. Ребиндер подразделяет следующим образом:

1) Коагуляционные структуры. Они возникают за счет сил межмолекулярного взаимодействия и обладают свойством тиксотропии (неоднократное обратимое восстановление структуры) и высокой эластичностью. Коагуляционные структуры не прочны, но период их существования можно удлинить добавлением ПАВ. В стадии образования коагуляционных структур выгодно производить уплотнение, так как для этого требуется наименьшая энергия.

2) Условно-коагуляционные структуры. Они образуются за счет механического переплетения в виде «хвоста» или «войлока» частиц удлиненной формы, между которыми отсутствует жидкая прослойка. При смачивании прочность этих структур снижается, а затем восстанавливается при вторичном высушивании. Подобной структурой обладает гипс.

3) Кристаллизационные структуры. Они возникают при химическом взаимодействии кристаллов соответствующих гидратов, не обладают эластичностью и разрушаются необратимо.

Сначала вяжущее вещество имеет коагуляционную структуру, затем в процессе твердения появляются условно-коагуляционные и кристаллизационные структуры. Прочность кристаллизационной структуры, по данным П.А. Ребиндера, Е.Е. Сегаловой, А.Ф. Полака и др., является результирующей двух разных по эффекту процессов: увеличения прочности вследствие возникновения кристаллизационных контактов и уменьшения прочности за счет развития внутренних напряжений. Внутренние напряжения появляются при повышении плотности образцов, увеличении перенапряжения и роста числа кристаллизационных контактов.

Итак, прочность вяжущего материала зависит от его плотности, химико-минералогического состава, от внутренних напряжений и кинетики кристаллизации новообразований.

Одновременно с кристаллизацией новообразований происходит перекристаллизация за счет большей растворимости мелких кристалликов по сравнению с крупными того же химического состава и модификации. Процесс перекристаллизации неизбежен, так как мелкие кристаллы, обладая избытком свободной поверхностной энергии, стремятся к укрупнению за счёт этой энергии. Процесс перекристаллизации снижает прочность материала, что может затормозить уплотнение смеси. Механическая прочность вяжущего материала зависит, кроме того, от дефектов структуры исходного вяжущего и заполнителя, от контактов между ними.