spoiwa chemia 4 4

Ostatecznie procesy wiązania spoiwa cementowego prowadzą do powstania stabilnego układu (rys. 7.3), w którym utwardzony zaczyn cementowy spaja ziarna kruszywa w trwały „sztuczny kamień” — beton lub zaprawę o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej. Utrudnienie procesu stanowią pewne fizyczne ograniczenia, związane ze zjawiskami występującymi w pobliżu ziaren kruszywa (to znaczy w strefie przejściowej zaczyn cementowy — kruszywo). Szczególnie istotne są „efekt ściany” i „efekt jednostronnego wzrostu”.

struktura

plastyczna

struktura

nietrwała

związana

struktura

wyjściowa

struktura

stabilna

Rys. 7.3. Zmiany struktury zaczynu cementowego na kolejnych etapach wiązania

. . \ „Efektem ściany” nazywa się gorsze upakowanie ziaren cementu przy po-;

wierzchni ziarna kruszywa w porównaniu z upakowaniem w głębi zaczynu!

cementowego (rys. 7.4). Ziarna cementu,| 100-krotnie lub nawet 1000-krotnie mniejszef od ziaren kruszywa, mają przy powierzchni| ziarna kruszywa („ściana”) ograniczoną możli-| wość ścisłego wypełnienia objętości. W rezultacie w pobliżu ziarna kruszywa powstaje -j jeszcze przed rozpoczęciem procesu wiązania! — strefa o obniżonej zawartości cementu! i podwyższonej porowatości.

!.

„ściana"

strefa

o zwiększonej porowatości

ziarno kruszywa ziarna cementu Rys. 7.4. „Efekt ściany”: w pobliżu powierzchni ziarna kruszywa powstaje strefa o zwiększonej porowatości

„Efekt jednostronnego wzrostu” pojawia| się w czasie wiązania zaczynu. Poniewai zawartość cementu w pobliżu powierzchni ziarna kruszywa (na skutek „efektu ściany”) jest mniejsza niż w głębi zaczynu cementowego, stężenie produktów hydratacji cementu w tym obszarze jest również mniejsze. Układ dąży do wyrównania różnic stężeń! poprzez procesy dyfuzji, jednak ściana kruszywa stanowi fizyczną przeszkód^ — blokuje z jednej strony dostęp do obszaru położonego w jej pobliżu. W tent sposób następuje ograniczenie możliwości wzbogacenia tego obszaru w pro-| dukty hydratacji cementu.

Oba wymienione efekty zwiększają porowatość betonu, tym samym pogan szając jego właściwości: szczelność i wytrzymałość mechaniczną.

54