Гидроксида кальция в формировании гидратных фаз цементного камня

Под определяющей ролью кальция в кристаллохимических постройках его многочисленных соединений [I, 2] следует понимать его «изиачальность» в построении архитектурного острова структуры и классификации соединений по структурным типам, а также то, что в свойствах кальциевых соединений в первую очередь отражаются те или иные изменения в координационной сфере именно этого катиона. Впервые Дж. Д. Бериал обратил внимание на дифракционные и морфологические особенности силикатов, образующихся при твердении цементов. Многие из них были волокнистыми и вдоль волокон характеризовались резко выраженным псевдопериодом 0,35 нм, соответствующим периоду идентичности колонки октаэдров кальция. В дальнейшем X. С. Мамедов установил, что все гидросиликаты, ответственные за прочностные свойства цементов, построены из блоков портланднта и соответствующих кремнекислородных радикалов.

Входящие в формулу гиллебрандита «молекулы» портландита фактически оказываются двумя полумолекулами: Сао.5(ОН)2 Сао.5, между которыми происходит спайность портландита. Если промежуточный портландитовый слой будет: содержать л молекул Са (ОН)2, то говорят о прорастаниях или срастаниях гиллебрандита с Са (ОН)2. У гиллебрандита два «горизонтальных этажа» в точности совпадают с кратными параметрами Са (ОН)2 и возможно неограниченное число последовательно чередующихся слоев разной толщины то гиллебрандита, то портландита. При более чем одном этаже силикатной прослойки образуются тобермориты, структура которых приобретает монтмориллоиитовые свойства: способность принимать в себя воду и набухать с сохранением целостности кристалла. Таким образом, портландитовые блоки — основные структурные элементы цементных гидросиликатов кальция и выступают матрицей для конденсации [SiOJтетраэдров в процессе гидратации силикатных минералов.

Не менее важную структурообразующую роль играют октаэдрические слои гидроксида кальция также при формировании гидроалюмииатных фаз цементного камня, которые создают в начальный период твердения первичный кристаллический сросток и во многом определяют физикомеханические свойства портландцемента и глиноземистого цемента. Однако гидратные фазы в системе СаО — А12Оэ — Н20 являются нестабильными в зависимости от условия твердения.

Все гидроалюминатные фазы можно разбить на три группы. К первым относится кубический, гранатоподобный гидроалюминат С3АНв = = Са3А12 (ОН)12, являющийся единственным стабильным чистым гидроалюмииатом кальция в системе СаО — А1203 — Н20 при температурах выше комнатной. Вторая группа — наиболее обширная и представлена гексагональной формокристаллогидратов — твердых растворов раз ичй ного состава, объединяющихся под названием AFmфазы. К третьей группе относятся игольчатые эттрингитоподобные AFfфазы. Одной из причин периодических спадов и увеличения прочности камня на основе портландского и глиноземистого цементов является пре ращение метастабнльных пластинчатых гидроа.иоминатных AFmфаз в стабильные С3АНв и А1 (ОН):„ что сопровождается увеличением пористости системы на 20—30 % вследствие разной плотности гидратов.