Портландцемента

Для объяснения процесса гидратации цемента и развития структуры твердения за основу обычно принимается одна из двух полярных классических гипотез – кристаллизационная (сквозьрастворная) схема Ле-Шателье (1882г.) или коллоидно-химическая (топохимическая) – Михаэлиса (1895г.). Несмотря на более чем вековое существование этих теоретических концепций, основные их положения остались, практически, неизменны.

В соответствии с кристаллизационной схемой исходные безводные цементные минералы при смешивании с водой растворяются до ионно-молекулярного состояния. В растворенном виде минералы взаимодействуют с молекулами воды с образованием гидратных продуктов, обусловливающих пересыщение по отношению к ним жидкой фазы и выпадение новообразований в виде кристаллов. Последние, переплетаясь и соединяясь, образуют сросток, превращающийся по мере развития процесса в искусственный камень. При этом не исключается возможность твердофазовых преобразований. В процессе «гидратации клинкерных минералов < …> так или иначе допускается внедрение воды в решетку первоначального минерала, что является < …> маловероятным, независимо от того, как интерпретируется это внедрение и каким термином оно обозначается» [40].

Согласно коллоидно-химическому механизму основным и обязательным является гидратация вяжущего в твердой фазе, путем проникновения молекул воды в кристаллическую решетку и их прямого присоединения к минералам клинкера с образованием гидрогелей силикатов, алюминатов и ферритов кальция, приобретающих все более высокую плотность и цементирующую способность по мере вовлечения в процесс гидратации новых порций исходного материала. Твердение системы происходит в результате образования коагуляционной структуры и ее последующего самоуплотнения за счет обезвоживания гидрогелей. Последний аспект достаточно четко представил д-р Кюль при изложении сущности теории Михаэлиса о твердении гидравлического раствора: «внутренние или, правильнее сказать, глубоко находящиеся слои цементного зерна отсасывают воду из водного геля, причем происходит гидратация этих слоев. Гель, находящийся на поверхности зерна, стягивается все плотнее и крепче до тех пор, пока он не достигнет полной водонепроницаемости. Из водного геля образуется, в конце концов, твердый гель» [41]. И хотя решающее значение в процессе гидратационного твердения портландцемента «Михаэлис придавал сморщивающемуся гелю, но наряду с этим он отвел в своей теории известное место и кристаллическим образованиям», которые в виде игольчатых кристаллов заполняют преимущественно капилляры и межзерновые пустоты.

Однако «ни теория Ле-Шателье, ни теория Михаэлиса, в отдельности взятые, не могут квалифицироваться как общее объяснение процесса твердения всех вяжущих веществ, твердеющих с присоединением воды. Таким общим объяснением является теоретическое построение А.А.Байкова» [42]. То есть в какой-то степени объединяющей указанные схемы, является гипотеза А.А.Байкова [43], представляющая твердение цемента как комплекс коллоидно-кристаллизационныхпроцессов, рассматривающая коллоидальное состояние как промежуточную стадию, с последующим появлением кристаллогидратов. При смешивании цемента с водой на поверхности зерен вяжущего топохимическим путем образуются продукты реакции. Дальнейший процесс рассматривается как последовательность следующих трех периодов: подготовительного (растворения), коллоидации (схватывания) и перекристаллизации (твердения). В подготовительный период растворимые продукты (преимущественно, известь и гироалюминаты кальция) переходят в жидкую фазу, обнажая негидратированные слои вяжущего, углубляя тем самым взаимодействие компонентов. Гидросиликаты кальция, практически не растворимые в воде, выделяются в виде мельчайших твердых частичек и образуют с водой коллоидную систему. Второй период характеризуется тем, что в насыщенной жидкой среде дальнейшее растворение новообразований уже невозможно и продукты реакции (известь, гидроалюминаты и гидросиликаты кальция) выделяются в виде геля. В третьем периоде растворимые продукты начинают перекристаллизовываться, образуя кристаллические сростки. Процесс происходит в результате растворения мельчайших частиц и выделения из пересыщенного раствора более стойких крупных кристаллов. Гель гидросиликата со временем уплотняется, что предопределяет увеличение прочности и прочих свойств цементного камня и бетонов.

Представление А.А.Байкова было позже уточнено П.А.Ребиндером с сотрудниками [44, 45] в части механизма протекания подготовительного (растворительного) периода и образования коллоидных цементных растворов. Начальная стадия взаимодействия цемента с водой представляет собой, по мнению авторов, «процесс самопроизвольного диспергирования первоначально грубодисперсных частиц твердой фазы под влиянием адсорбционного взаимодействия с окружающей жидкой средой – водой». Адсорбция молекул воды и различных ионов в микротрещинах и прочих поверхностных дефектных участках клинкерных зерен приводит к ослаблению сил сцепления между элементами структуры твердого тела и его диспергации. Развитие процесса определяет образование «коллоидной фракции вяжущего вещества, частицы которого с поверхности покрыты пленкой гидратных новообразований», что приводит в итоге к пересыщению водной среды, появлению центров кристаллизации, формированию вначале рыхлой, затем все более уплотняющейся и упрочняющейся кристаллизационной структуры цементного камня.

В современном варианте гидратационный и структурообразующие процессы в цементной системе трактуются следующим образом. В начальной стадии «при смешивании цемента с водой в процессе гидролиза трехкальциевого силиката выделяется гидрооксид кальция, образуя пересыщенный раствор. В этом растворе находятся ионы сульфата, гидроксида и щелочей, а также небольшое количество кремнезема, глинозема и железа. Высокая концентрация ионов кальция и сульфат-ионов наблюдается непродолжительное время после затворения цемента водой, так как в течение нескольких минут из раствора начинают осаждаться первые новообразования – гидроксид кальция и эттрингит.

Приблизительно через час наступает вторая стадия гидратации, для которой характерно образование очень мелких гидросиликатов кальция < …>. С увеличением количества новообразований и плотности их упаковки пограничный слой становится малопроницаемым для воды примерно в течение 2…6 ч. Вторую стадию замедленной гидратации принято называть «скрытым или индукционным» периодом гидратации цемента», в течение которого «происходит постепенное поглощение поверхностными оболочками цементных зерен воды, толщина водных прослоек между зернами уменьшается, постепенно понижается подвижность теста и бетонной смеси. В гелевых оболочках появляется осмотическое давление. Внутренние слои цементных зерен, реагируя с водой, стремятся расшириться. В результате наступает разрушение гелевых оболочек, облегчается доступ воды в глубь цементных зерен, ускоряется процесс гидратации цемента.

Наступает третья стадия процесса гидратации. Она характеризуется началом кристаллизации гидроксида кальция из раствора. Этот процесс происходит очень интенсивно. Так как на этом этапе количество гидратных фаз относительно мало, то в пространстве между частицами цемента происходит свободный рост тонких пластинок гидроксида кальция и гидросиликатов кальция и эттрингита в виде длинных волокон, которые образуются одновременно. Волокна новообразований проходят через поры, разделяют их на более мелкие и создают пространственную связь, усиливая сцепления между гидратными фазами и зернами цемента. С увеличением содержания гидратных фаз между ними возникают непосредственные контакты, число которых увеличивается – цементное тесто схватывается, затвердевает, образуется цементный камень» [46].

Таким образом, доминирующей теоретической концепцией, «вследствие значительно большей строгости и доказательности» [47], пользуется сквозьрастворный путь превращения безводных цементных минералов в гидратированные соединения. В пользу данной схемы гидратации цемента свидетельствует возможность описания кинетики процесса математическим выражением (уравнением гидратации) [48, 49], «…что служит еще одним доказательством справедливости кристаллизационного механизма» [50]. Следует отметить, что попытки построения подобных математических моделей гидратации портландцемента осуществлялись неоднократно. В качестве исследуемых факторов использовались внешняя форма (линейные размеры) кристаллов алита и глубина их гидратации [51], интенсивность гидратации цемента и тепловыделение [52], водоцементное значение и температурный режим твердения цементной системы [53], тонкость помола вяжущего, режим твердения, приведенный расход заполнителя, водовяжущее значение, продолжительность твердения [54], содержание алита, возраст бетона [55] и др.

Проведенный же анализ уравнения гидратации показал наличие многочисленных и систематических ошибок, «в результате чего выведенные кинетические уравнения являются неверными. Описание кристаллизационного механизма гидратации ничем не отличается от данного еще Ле-Шателье и совершенно не отражает истинного механизма химической реакции» [56]. Как следствие – прикладной характер уравнения (например, для описания действия некоторых добавок-электролитов) показал его неадекватность реальному процессу и неудовлетворительную точность [57]. Подавляющее большинство упомянутых математических моделей также показали их сомнительную практическую ценность. Основная проблема заключается в том, «что Ле-Шателье односторонне подошел к теории твердения. Теория Ле-Шателье, который объясняет процессы твердения растворением в воде минеральных компонентов цемента, а затем кристаллизацией менее растворимых продуктов гидратации (из их водных растворов), не в состоянии объяснить» реальный ход гидратационных преобразований в цементных системах [51].

Отсюда можно заключить – для математического описания и получения адекватной модели процесса необходимо, как минимум, достоверно знать его особенности и закономерности, количественное и качественное влияние основных технологических факторов. О какой же ясности может идти речь в сложившейся ситуации? Ведь широко известно, что водоцементное отношение, степень гидратации цемента, тонкость его помола, температурный режим твердения и многие другие факторы неоднозначно влияют на процессы гидратации цементных минералов, структурообразования цементного камня и конечную прочность бетона. Например, при увеличении водоцементного значения степень гидратации вяжущего повышается, а прочность бетона может снижаться или увеличение тонкости помола цемента, наряду с интенсификацией процесса может привести к существенному ухудшению свойств конечного продукта. Кроме того (и это широко известно), наряду с позитивными (структурообразующими) интенсивно протекают деструктивные явления. Т.е. твердение цементной системы – совокупность и неразрывность созидательных и разрушительных аспектов, что, нередко, воспринимается с «аномальных» позиций, а чаще не учитывается вовсе.

Уместно также вспомнить экспериментальные работы [58, 59], касающиеся гидратации силикатов кальция в паровой среде при «отсутствии жидкой воды». Двухкальциевый силикат гидратировался «в атмосфере водяного пара при 100°С, в лаборатории < …> С₃S гидратировался водяным паром при комнатной температуре». Во всех случаях твердение образцов протекало обычным порядком, что дало авторам основание предположить о «прямой» (твердофазовой) гидратации цементных минералов. Позже выполнен подобный эксперимент по гидратации цемента в газовой среде («газогидратация»), т. е. в таких температурно-влажностных условиях, при которых полностью исключался растворный механизм (температура воды составляла 125…250, вяжущего – 410…420 °С). Рассчитанные при этом «скорости твердофазовой реакции таковы < …>, что объясняют процесс гидратации минеральных вяжущих веществ с позиций чисто топохимического механизма» [60].

Следовательно, вряд ли объективно и справедливо гидратационный процесс оценивать лишь с кристаллизационных взглядов, наглядным свидетельством чего является наличие в структуре затвердевшего цементного камня как отчетливо просматривающихся кристаллогидратных скоплений, так и участков явно неупорядоченного аморфного строения (рис.1.4). Можно с достаточным на то основанием предположить, что при гидратации цемента, наряду с кристаллизационными, интенсивно протекают и «прямые» коллоидно-химические взаимодействия. Отсюда распространена тенденция [61-64] рассматривать эти процессы в комплексе, одновременно протекающими, но с меняющимся соотношением, в зависимости от свойств (активности, минералогического состава, удельной поверхности) цемента, консистенции бетонной смеси, температурно-влажностных условий и сроков твердения цементной системы и других факторов.

К примеру, «на вопрос о том, какой механизм гидратации превалирует – топохимический или кристаллизационный, ответ, как мне представляется, должен быть следующим: в условиях недостатка жидкой фазы – топохимический, а при ее избытке – кристаллизационный» [65]. Или: «при температурах до 50°С гидратация протекает как по кристаллизационной, так и по топохимической схемам, а при температурах выше 50°С – по топохимической» [66]. В некоторых случаях [67, 68] определяющая роль в «выборе» механизма гидратации портландцемента придается стадии твердения. В начальный период процесс идет по кристаллизационному механизму. По мере накопления на поверхности зерен вяжущего труднорастворимых «экранирующих» пленок новообразований, препятствующих диффузии воды к негидратированным слоям частиц и отводу в жидкую фазу продуктов растворения, возрастает значение гидратации непосредственно в твердой фазе. На более позднем этапе твердения, при значительном уплотнении гидратных пленок, рост прочности цементного камня обусловлен, преимущественно, топохимическим взаимодействием минералов с водой затворения.

Рис.1.4. Строение отдельных зон традиционно изготовленного

цементного камня (В/Ц=0, 6) в трехмесячном возрасте

Иначе говоря, процесс «формирования микроструктуры цементного камня < …> нельзя отнести ни к растворному, ни к твердофазовому, ни к коллоидному, ни к конденсационному, т.к. все они представляют собой отдельные этапы общего процесса гидратации» [69] и дискуссии относительно того, что же это за объект – цементный камень – гель, кристалл или их определенное смешение несущественны, носят «довольно метафизический характер» [70]. Т.е. «процессы твердения, по какой бы схеме они не протекали, приводят к образованию камневидной структуры, которая определяется условиями твердения, составом и размерами частиц новообразований, а также характером их взаимодействия друг с другом и с исходными фазами цемента [71]. Сложно согласиться с подобными (достаточно распространенными) мнениями. Каким же образом можно управлять структурообразующим процессом, создавать оптимальные условия формирования «камневидной структуры» с требуемыми свойствами, игнорируя основополагающий аспект – механизм гидратационных преобразований в цементных композициях?

Несмотря на такое разнообразие взглядов и представлений, достаточно полного объяснения характера взаимодействия системы «цемент – вода», формирования и упрочнения цементного камня и бетонов до сих пор нет. Рассмотренные теоретические предпосылки «не позволяют выявить тонкие механизмы образования цементного камня», в связи с чем «нет полной ясности в вопросе о том, как физико-химические свойства самой воды затворения < …> влияют на процессы твердения и созревания клинкерных минералов» [72]. Рассматриваемый процесс сопровождается обилием экспериментально обнаруживаемых (объективно существующих) свойств и явлений, которые либо игнорируются (ввиду их противоречивости и невозможности теоретической интерпретации с классических подходов), либо объясняются маловероятными, а потому и труднопонимаемыми, аспектами и обстоятельствами:

1. Если затвердевший цементный камень – «кристаллический сросток», то почему же при электронномикроскопическом исследовании его структуры при различных увеличениях обнаруживается явное отсутствие единого кристаллического каркаса (рис.1.4)? Более того, при изучении микроструктуры камня двупреломляющие кристаллические новообразования не были выявлены «даже после нескольких десятилетий» твердения и только «в шлифах из тех цементов, которые были затворены большим количеством воды, были обнаружены кристаллические компоненты» [73]. Не преувеличивается ли, в связи с этим, роль в синтезе прочности цементного камня кристаллических продуктов, учитывая то обстоятельство, что при получении сколов разрушение образцов происходит по дефектным участкам структуры (капиллярам, порам, межзерновым пустотам), в которых, преимущественно, и формируются кристаллогидратные комплексы [74]? Проще говоря, еще следует «установить, является ли присутствие в структуре теста кристаллических элементов < …> более благоприятным условием для развития прочности» [75].

Результаты выполненных в последнее время сотрудниками Массачусетского технологического института исследований с использованием нейтронной интерферометрии [76] поставили под сомнение сам путь кристаллизационного развития событий при отвердевании цементных бетонов. «Ранее < предполагалось>, что структура бетона напоминает структуру редкого минерала тоберморита. В тоберморите имеется несколько слоев: один состоит из атомов кремния, образующих ячейки в форме тетраэдра, а второй – из оксида кальция. В рамках новой работы удалось установить < …>, что структура бетона не совсем кристаллическая, в некоторых местах кремниевые тетраэдры «вылезают» из своего слоя в слой оксида кальция». Можно было бы сформулировать полученные результаты в более объективной и однозначной форме, поменяв местами союз «не» и наречие «совсем».

2. «Исследования процессов гидратации цементов под микроскопом показали, что взаимодействие цементных зерен с водой происходит без распада цементных зерен на мелкие частицы…» [77], т.е. это взаимодействие осуществляется при отсутствии «адсорбционного диспергирования» частиц вяжущего. Как следствие – размеры клинкерных частиц неизменны на всем протяжении твердения и существования цементного композита. Таким образом, вызывает определенное сомнение справедливость базового тезиса сквозьрастворной схемы твердения цемента относительно «самопроизвольного диспергирования частиц твердой фазы» и растворительных явлений.

3. Хрестоматийные схемы твердения предусматривают немедленное после соприкосновения цементных частиц с водой растворение клинкерных минералов, химические (гидролизные) явления, кристаллизационные и тому подобные преобразования как само собой разумеющиеся процессы, без раскрытия причин, механизма и движущих сил. Однако цементные минералы далеко не сахар или поваренная соль, даже для растворения которых надо еще «хорошо ложкой поработать». Микротвердость таких фаз клинкера, как белит и промежуточное вещество, например, составляет 332, 1…555, 4 кг/мм² [78], что косвенно указывает на огромную прочность межмолекулярных связей элементов твердого продукта, для разрушения которых необходимы значительно более серьезные аргументы, чем энергия диполей воды.

Вопрос об энергетике и механазме растворительных (гидролизных) явлений был задан сторонникам сквозьрастворной схемы твердения цемента еще в середине прошлого столетия, но до сих пор нет исчерпывающего ответа, если не считать пояснения [79]: «При этом не уточняется, в чем заключается сущность элементарных актов, протекающих на поверхности зерна вяжущего и обеспечивающих его растворение, так как нами было доказано, что этот процесс идет с диффузионным контролем (для дальнейших расчетов это несущественно). Кроме того, в настоящее время прямое изучение этих элементарных актов крайне затруднительно, и можно говорить лишь о гипотезах». Создается впечатление, что только отмеченные «элементарные акты» могут быть гипотетическим продуктом, в то время как сам кристаллизационный механизм твердения – установленный, доказанный и неопровержимый факт.

Реальность указанных преобразований в так называемой индукционной стадии (первые 1, 5…2 часа твердения) сомнительна, учитывая полное отсутствие тепловых эффектов (после начального быстротечного выделения тепла, связанного с «гашением» свободной извести, имеет место, практически, горизонтальный участок кривой тепловыделения). Следовательно, в индукционной стадии говорить об отмеченных явлениях совершенно безосновательно, поскольку в данной стадии «не проходят химические реакции, которые можно обнаружить по выделению тепла» [80].

4. Отмечалось, что твердение цементных систем имеет не плавный, а «скачкообразный» («ступенчатый», «прерывистый») характер, заключающийся в периодическом наступлении моментов внезапного упрочнения структуры материала. Скачкообразность процесса экспериментально подтверждается волнообразным характером изменения рН жидкой фазы [81], электрического сопротивления (рис.1.5) [27], скорости тепловыделения (рис.1.6) [77], концентрации различных ионов в жидкой фазе гидратирующегося цемента и «ступенчатым» изменением пластической прочности (рис.1.7) [82], скорости прохождения ультразвука и других свойств. Таким образом, «немонотонный характер формирования и развития физико-механических свойств при твердении минеральных вяжущих, бетонов и т.п. систем сегодня является общепризнанным фактом» [83], в то же время, эта структурообразующая закономерность нередко игнорируется, относится к «аномальному», свойственному некоторым «некондиционным» цементам явлению.

Рис.1.5. Кинетика электрического сопротивления цементного геля

в процессе схватывания портландцемента М-500 [27] (1, 2, 3, 4, 5 – при

значениях Х, равных 0, 876; 0, 9; 1; 1, 3; 1, 65 соответственно)

Рис.1.6. Скорость тепловыделения гидратирующихся цементов

из клинкера Воскресенского завода [77]: 1-c добавкой 5% гипса;

2-без добавки гипса

Рис.1.7. Кривые комплексного исследования образца C₃S + C₃А + гипс [82]

1-предельное напряжение сдвигу (Р_m), МПа; 2-тепловыделение (Т), град;

3-контракция (V), см³/100г; 4-концентрация (К) СаО в жидкой фазе, мг/л;

5-то же, SiO₂

5. В первые часы (по-видимому, до максимума тепловыделения) при постоянной температуре твердения моменты внезапного самоупрочнения цементной системы наблюдаются через близкий интервал времени – циклически (стадийно). Этот факт, объясняемый «цикличностью» химического взаимодействия силикатной части клинкера с водой затворения [84], обычно вызывает недоумение и недоверие, хотя ничего нет проще, чем лично убедиться в этом. Достаточно, например, коническим пластометром изучить кинетику структурообразования цементного теста и растворных смесей различных консистенций (с интервалом замеров показателей не более 10 мин с момента затворения цемента водой при обычном температурном режиме твердения), построить и проанализировать полученные пластограммы.

6. Водоцементный фактор и присутствие заполнителей (крупного, мелкого, плотного, пористого) не оказывают влияния на качественную сторону структурообразующего процесса – время наступления характерных моментов, свидетельствующих о качественно новом этапе твердения. Этот аспект выражается в том, что при изучении изменения во времени ряда сопровождающих процесс свойств (пластической прочности, тепловыделения, электрофизических, акустических параметров и др.) «сингулярные», ярко выраженные переломные точки соответствующих кинетических кривых при конкретном температурном режиме твердения наблюдаются в одно и то время, вне зависимости от количества воды затворения и наличия заполнителей. Например, исследование изменения электрического сопротивления различных твердеющих цементных составов показало совпадение «характерных экстремумов в бетонной смеси и цементном геле» [27]. Независимость качественной стороны твердения цементных составов от их состава и консистенции также не «вписывается» в устоявшееся представление о влиянии упомянутых факторов на «сроки схватывания» портландцемента.

7. «Немонотонность» процесса справедлива не только для начальной (пластичной) стадии твердения, но и для более поздних этапов, что выражается в «пилообразном» росте прочности бетона (рис.1.8) [1]. При общей тенденции к увеличению прочности в определенные периоды наблюдаются ее «сбросы», причем, по мере отвердевания интервалы сбросов закономерно увеличиваются. Следует заметить, что сбросы прочности имеют место не только в стадии интенсивного твердения, но и спустя многие годы и даже десятилетия [85]. И хотя данная (чрезвычайно важная в практическом плане) особенность твердения цементных бетонов является закономерным явлением при любых температурно-влажностных условий процесса [86], тем не менее, этот аспект либо вообще не учитывается (рассматривается как «аномальный» или результат погрешности испытаний), либо объясняется малоубедительными кристаллизационными перестройками.

8. До сих пор нет достаточно логичного объяснения таким сопровождающим процесс твердения явлениям, как «индукционная стадия», «ложное схватывание» цемента, собственные объемные деформации твердеющей цементной системы, тепловыделение, отмечавшееся «волнообразное» изменение концентрации конкретных ионов в жидкой фазе гидратирующегося цемента, электрофизических, динамических параметров и др. И хотя в основе всех этих явлений лежат отдельные аспекты одного и того же гидратационного процесса, отсутствует между ними взаимосвязь. Так, кривые структурообразования и тепловыделения наиболее полно отражают начальное твердение цементных систем, между этими характеристиками имеется полное соответствие, «они хорошо дополняют друг друга» [87], тем не менее, не установлена их корреляция [88, 89]. Нередко предлагается самая невероятная природа некоторых явлений, (например, «гидроалюминатное» или «гидросульфоалюминатное» представление «ложного схватывания» цемента).

Рис.1.8. Нарастание прочности бетона с В/Ц=0, 47 на

Белгородском портландцементе марки 400 [1]

9. Только лишь отсутствием достаточной ясности в данном вопросе можно объяснить факт использования в практике и научных исследованиях таких понятий как «начало» и «конец схватывания» цемента, химические добавки – «ускорители схватывания вяжущего» и в то же время «замедлители твердения бетона» и др. Если «начало схватывания» еще можно ассоциировать с одним из начальных «скачков» структурной прочности, то понятие «конец схватывания» лишено всякого теоретического и практического смыслов. А как понять физическую сущность действия добавки, ускоряющей процесс на начальном этапе и замедляющей – в поздние сроки?

10. Применение химических добавок (ускорителей, замедлителей твердения, пластификаторов) – важный элемент технологического процесса, позволяющий при их незначительных расходах (долях и единицах процента от массы цемента) существенно изменить свойства бетонных смесей, ход и динамику твердения, конечные свойства материала. Казалось бы, механизм действия этих добавок очевиден – внесение в электрохимическую цементную систему посторонних зарядов. Однако часто это воздействие сводится к малопонятным химическим превращениям и кристаллизационным проявлениям. Ускоряющее действие CaCl₂, например, часто связывается с образованием гидрохлоралюминатов, гидрохлоралюмоферритов кальция и подобных мифических комплексных соединений с последующим интенсивным упрочнением структуры цементного камня дополнительными порциями соответствующих кристаллов. Столь «многоходовой» механизм никак не сочетается с, практически, мгновенным проявлением действия добавок.

11. Широко известно положительное воздействие на процесс твердения и конечные свойства бетона таких технологических приемов, как «оптимальное время укладки бетонных смесей», «повторное» и «многократное» (циклическое) вибрирование твердеющего бетона, «раннее нагружение» бетонных и железобетонных конструкций, «избыточное давление» окружающей среды. Использование этих приемов позволяет при минимуме затрат получить весьма ощутимый эффект (например, значительно сократить расход цемента, улучшить практически все свойства железобетонных конструкций). Так почему же эти столь актуальные малоэнергоемкие технологии не нашли должного освоения в отечественной строительной практике? Не в том ли причина, что непонятен механизм этих воздействий, что, в свою очередь, затрудняет оптимизацию режимов, вызывает недоверие, скептицизм, определенные опасения в производственном использовании данных приемов?

Недостаточная ясность в рассматриваемой проблеме приводит не столько к теоретическим изъянам, сколько к огромным материальным потерям и неоправданным энергетическим затратам. Сложно подсчитать, сколько за все эти десятилетия изготовлено (и продолжает изготавливаться) заведомо ущербных железобетонных конструкций, которые с завидным постоянством разрушаются с нередко трагическими последствиями, сколько «выброшено на ветер» дорогостоящего портландцемента, необоснованно израсходовано энергоносителей. Следовательно, «несмотря на многочисленные теоретические и экспериментальные данные по твердению неорганических вяжущих, представляемые ныне механизмы их твердения требуют переосмысления» [90].