Цементный камень это: цементный камень | это… Что такое цементный камень?

Структурная организация цементного камня

УДК 666.972.16

М. Г. Габидуллин,  А. Ф. Хузин,  Р. З. Рахимов, 

А. Н. Габидуллина,  О. В. Стоянов

Ключевые слова: цементный камень (ЦК), многослойные углеродные нанотрубки (МУНТ), поры, трещины, новообразования, мезо- и макроструктура.

В работе представлены результаты исследования структуры цементного камня суточного возраста с использованием электронного микроскопа и ПК «Структура» на макро- и мезоструктурных уровнях. Установлены параметры дифференциальной пористости, градация пор по размерам и характеристики усадочных трещин. 

Keywords: cement stone (CC), multiwall carbon nanotubes (MWCNTs), pores, cracks, neoplasms, meso-and macrostructure.

The results of studies of the structure of cement stone age daily using an electron microscope and a PC “Structure” at the macro and mesostructural levels. The parameters of differential porosity, pore size gradation characteristics and

shrinkage cracks.

Введение

Цементный камень можно рассматривать как сложную полиминеральную и поликристаллическую систему. В связи с этим, несмотря на то, что многие известные зарубежные и российские ученые занимались изучением процессов твердения вяжущих материалов и формированием прочностной структуры ЦК (далее ЦК), остается еще целый ряд нерешенных вопросов. Мало работ, в которых исследовано влияние дифференциальной пористости, в особенности гелевидной фазы, на свойства ЦК в раннем возрасте. До настоящего времени нет однозначного ответа на динамику формирования кристаллогидратов в разные периоды твердения ЦК и их роли при формировании структуры, на процессы срастания кристаллогидратов и заполнения межкристаллитного пространства гелевыми новообразованиями, на влияние дифференциальной пористости гелевой фазы на процессы усадки, трещинообразования, морозостойкости, водонепроницаемости и долговечности цементного камня. Несмотря на многочисленные исследования, к настоящему времени не разработана еще единая теория твердения цемента. 

Для решения этих вопросов актуальной задачей является исследование структуры цементного камня на различных масштабных уровнях [1-3], позволяющих с большей достоверностью, например, установить различие в процессах гидратации и кристаллообразования камня с добавкой и без добавки. Это позволяет более корректно формулировать механизмы улучшения тех или иных свойств цементного камня при ее модификации добавками в сравнении с контрольными бездобавочными образцами. Для изучения структуры цементного камня сегодня разными авторами [4-8] используются различные программные комплексы, позволяющие моделировать структуру камня, а также с достаточной точностью считывать параметры структуры, которые сложно поддаются «ручной» обработке. Таким образом, можно считать, что многоуровневое исследование структуры цементного камня  с использованием программных комплексов является актуальной задачей.

Микроструктура ЦК в бетоне состоит из непрореагировавших зерен цемента, микропор различных размеров, кристаллических и гелевых новообразований. С увеличением возраста бетона его микроструктура в результате продолжающейся гидратации цемента изменяется, так как при этом увеличивается объем кристаллических новообразований ЦК, уменьшается его пористость, изменяется дифференциальная пористость и градация пор по размерам.

Сегодня можно достичь высокой эффективности за счет регулирования структуры ЦК высокопрочных бетонов (далее ВПБ)  путем использования новых комплексных добавок, в том числе наномодифицированных. 

Целью исследований является изучение на четырех масштабных уровнях (макро, мезо, микро, нано) структуры ЦК, являющегося составной частью ВПБ. 

Обоснование выбора материалов

Проведены комплексные сравнительные исследования структуры ЦК контрольного состава без добавки и модифицированного многослойными углеродными нанотрубками (далее МУНТ) «Grafistrenh» (Франция), которые вводились в количестве 0,05 и 0,0005мас. % от расхода Вольского портландцемента марки «500». Диспергация МУНТ и равномерное распределение их  микродоз в объеме ЦК осуществлялось предварительным 2-х этапным приготовлением порошкообразного премикса «пластификатор+МУНТ» под ультразвуковым воздействием [9,10,11]. В данной работе приводятся только результаты исследования структуры ЦК контрольного состава в раннем возрасте (1 сутки) на макро- и мезоструктурном уровне. Выбор раннего возраста обоснован необходимостью достижения ранней распалубочной прочности для ж/бетонных блоков, в связи с необходимостью обеспечения более ускоренной оборачиваемости форм и повышения производительности производства на ЖБИ «Казметрострой» [12-14]. 

В последние годы, благодаря внедрению компьютерных технологий, достигнуты значительные успехи в изучении структуры ЦК, которые позволяют в различных вариациях моделировать процессы гидратации, кинетику формирования новообразований, пористость и т.д. В данной работе для исследования структуры и пористости ЦК применяли ПК «Структура», ранее использованный для исследования дифференциальной пористости эффективных стеновых керамических материалов [15-17].

С помощью электронного микроскопа исследовали характер поверхности скола образцов ЦК, изготовленного из цементного теста нормальной густоты на четырех уровнях/

Макроуровень предполагал небольшое увеличение (х100-400) поверхности образцов цементного камня, позволяющее считать структуру бетона в общем однородным и сплошным, а также позволял измерить некоторые видимые крупные непрореагировавшие частицы цемента, макро- и капиллярные поры, общее взаиморасположение крупных составляющих структуры ЦК, определить дифференциальную макропористость.

Мезоуровень исследовался при увеличении (х700-2000), позволяющем крупным планом рассмотреть и измерить поры, зерна цемента, измерить параметры усадочных трещин и  определить дифференциальную пористость.

Микроуровень (х10000-15000) позволяет установить морфологию и размеры новообразований, увидеть новообразования на поверхности зерен и в межзерновом пространстве, определить дифференциальную пористость. Микроуровень, определенный нами интервалом 100-500 нм, позволяет проводить измерения на уровне коллоидных частиц, а также его выбор обоснован тем, что основная доля частиц гидратных новообразований твердеющего ЦК формируется именно на этом структурном уровне. Отличительной особенностью этого уровня, является возможность наблюдения роста новообразований, причем с диффузионным контролем за процессом. На этом же уровне располагаются капиллярные поры, отвечающие за газо- и водопроницаемость, которые в свою очередь решающим образом влияют на морозостойкость, водонепроницаемость и долговечность цементных композитов. Кроме того, по мнению авторов работы [2], среднее статистическое расстояние между дислокациями и другими дефектами также соответствуют этому уровню. 

Наноуровень (х20000-50000) позволяет более точно установить вид и морфологию гидратных новообразований, измерить его размеры, установить дифференциальную пористость геля ЦК. Наноуровень нами определен размерами частиц и пор менее 100 нм, которые и относят сегодня к наночастицам. 

Особый интерес представляют результаты исследований на наноуровне, т.к. формирование первичного каркаса будущей структуры ЦК начинается еще в объеме свежеприготовленного цементного теста на этом уровне дисперсности.   При этом, хотя уже и образуются отдельные контакты между вновь образованными кристаллическими новообразованиями, на пока еще непрерывный структурный кристаллический каркас не сформировался. Наноуровень характерен возникновением первых зародышей (или ядер) новой фазы, причем эти процессы протекают в кинетической области в отличие от микроуровня, где в основном идет рост новообразований, причем с диффузионным контролем за процессом [2].

ФАЙЛ – СТРУКТУРНАЯ  ОРГАНИЗАЦИЯ  ЦЕМЕНТНОГО  КАМНЯ.PDF

Формирование структуры цементного камня » Ремонт Строительство Интерьер

Исследованию этого процесса посвящены многочисленные работы русских, советских и зарубежных исследователей. Одна из первых теорий твердения была предложена в 1882 г. Ле-Шателье. Согласно этой теории, получившей название кристаллизационной, клинкерные минералы растворяются в воде, а образующиеся продукты вследствие значительного пересыщения выпадают из раствора в виде кристаллов различной формы. Конечные продукты реакции имеют вид кристаллического сростка.

В 1892 г. Михаэлис предложил коллоидную теорию твердения, согласно которой твердение цемента объясняется образованием гелей, склеивающих частицы вяжущего и заполнителей. С течением времени гели уплотняются, а растворимые соединения кристаллизуются, в результате чего гель прорастает кристаллическими соединениями.

А.А. Байков считал, что в процессе твердения портландцемента наблюдаются как коллоидные, так и кристаллизационные процессы. В 1923 г. он предложил теорию, согласно которой при взаимодействии цемента с водой минералы клинкера сначала растворяются до образования насыщенного раствора, затем, когда они не могут растворяться в уже насыщенном растворе, продукты гидратации выделяются в раствор в виде коллоидных частиц. Вода присоединяется к твердой фазе без промежуточного растворения. Далее гелеобразные новообразования постепенно превращаются в кристаллический сросток, т. е. происходит твердение. Эта теория как с химической, так и с физической стороны наиболее полно отражает процессы, происходящие при твердении портландцемента.

В последние годы во многих странах проведены обширные исследования твердения цемента с применением более совершенных методов и измерительной аппаратуры. Это позволяет яснее представить процесс твердения цемента и объяснить происходящие при этом явления.

Исходя главным образом из представлений А. А. Байкова процесс твердения цемента или процесс формирования структуры цементного камня в соответствии с теми изменениями, которые претерпевают реагирующие компоненты, можно разделить на три периода:

1) начальный или подготовительный период (период растворения), в течение которого из смеси цемента и воды образуется пластичная масса (цементное тесто), способная растекаться;

2) период коллоидация или схватывания, в течение которого цементное тесто из пластичной массы превращается в камневидный материал, не имеющий еще значительной прочности и обладающий тиксотропной обратимостью, т. е. способный переходить в пластичное состояние под воздействием механических усилий;

3) период твердения, в течение которого малопрочный материал постепенно превращается в прочное камневидное тело.

Длительность этих периодов может быть различной в зависимости от многих факторов, а само деление весьма условно и отображает лишь отдельные видимые стороны происходящего единого процесса.

Начальный период. В результате быстрого взаимодействия воды с минералами портландцементного клинкера уже в процессе перемешивания каждое зерно клинкера независимо от его размеров покрывается тончайшей пленкой кристаллогидратов с коллоидными размерами частиц. Образующиеся продукты придают коллоидные свойства и клинкерным частицам. При этом каждое зерно положительно заряжается и окружается слоем адсорбируемой на поверхности воды.

Совместное действие заряда и адсорбированного слоя воды препятствует слипанию зерен клинкера. Наоборот, происходит даже их разобщение, которое является причиной набухания цементного теста сразу после затворения. Ho благодаря своей близости зерна испытывают взаимное притяжение. Силы отталкивания и притяжения уравновешиваются при расположении частиц на некотором расстоянии одной от другой. Под воздействием этих сил суспензия цементного порошка с водой превращается в однородную коагулированную массу, в которой частицы клинкера самопроизвольно не могут ни приблизиться, ни удалиться друг от друга. Ho гак как они разделены слоями воды, то легко перемещаются при внешних воздействиях, т. е. смесь приобретает характерную пластичность.

Так как зерна в цементном тесте разрознены, а удельный вес клинкера больше чем воды, происходит седиментация (оседание) зерен. При этом жидкая фаза, выступающая на поверхности осевшего теста, остается чистой и свободной даже от мелких частиц, поскольку все частицы оседают с одинаковой скоростью. Наблюдать отделение жидкой фазы (водоотделение) можно при повышенных значениях В/Ц. При малых величинах В/Ц вода не отделяется или отделяется небольшое ее количество, которое быстро испаряется.

Таким образом, соотношение цемента и воды уже до формирования структуры цементного камня во многом определяет его будущие свойства. Начальное В/Ц определяет концентрацию частиц цемента в единице объема и расстояние между ними к моменту формирования структуры — началу схватывания. В дальнейшем при твердении от В/Ц во многом зависит плотность, а вместе с нею и прочность цементного камня.

На приготовление бетонной смеси требуемой консистенции воды расходуется обычно больше, чем необходимо для гидратации цемента. В результате при испарении большей ее части, находящейся в свободном или адсорбированном состоянии впоследствии при испарении приводит к образованию пор и капилляров различных размеров, рассеянных по всей массе камня. В зависимости от размеров, возраста и влажности камня поры и капилляры могут быть заполнены водой, водяными парами или воздухом. Естественно, что с увеличением их объема, прочность цементного камня уменьшается, так как при одинаковых условиях прочность находится в прямой зависимости от плотности.

Как видно из рис. 12, при полной гидратации цемента, которая возможна при очень тонком помоле (для обычных цементов не наступает даже через несколько лет), вода, заключенная в порах и капиллярах, вместе с воздухом в зависимости от исходного В/Ц может составлять около 30-60% объема цементного камня. По мере уменьшение водоцементного отношения уменьшается и объем воды, т.е. пористость цементного камня.

Образующаяся после затворения на поверхности каждого зерна клинкера тончайшая плотная пленка продуктов гидратации, благодаря сильному сцеплению с негидратированными минералами, прекращает доступ воды к ним. Процесс гидратации временно как бы прерывается, что и является причиной индукционного (подготовительного) периода, названного здесь начальным.

Однако высокоосновные продукты, образующиеся на этой стадии гидратации, неустойчивы по отношению к воде, Часть их гидроокиси кальция выделяется в раствор, в результате чего уменьшается сцепление продуктов гидратации с негидратированными минералами, а также плотность пленки. Вследствие этого вода постепенно проникает к негидратированной поверхности зерен и взаимодействует с минералами. На определенной стадии происходит быстрое отщепление продуктов в виде частиц коллоидных размеров. Этот процесс (коллоидация по А.А. Байкову) и является причиной схватывания.

Период схватывания. Когда цементное тесто превращается в массу, не обладающую еще достаточной прочностью, но потерявшую способность восстанавливать свою пластичность при повторных перемешиваниях без значительных механических усилий, обычно говорят, что начался процесс схватывания. Начало этого процесса характеризуется тем, что достаточно пластичное цементное тесто буквально на глазах как бы теряет свою воду, превращаясь внешне в камневидный материал, не имеющий, однако, еще прочности. Происходит это главным образом вследствие адсорбционного связывания воды отщепляемыми от зерен клинкера коллоидными частицами, в основном гидросиликата кальция. Это хорошо подтверждается следующим. При увеличении тонкости помола цемента в 2 раза (с 3200 до 6900 см2/г) для получения теста одинаковой пластичности (нормальной густоты) количество воды необходимо увеличить в 1,25 раза.

После выщелачивания Са(ОН) гидросиликаты кальция отделяются от исходных зерен цемента в виде частиц толщиной в один или два молекулярных слоя (удельная поверхность двухслоевого продукта составляет 3 760 000 см2/г. Значит, переход силикатных минералов цемента в гидратные продукты сопровождается увеличением удельной поверхности частиц более чем в 1000 раз. А чтобы получить из них пластичное тесто нормальной густоты, надо было бы ввести воды во много раз больше, чем для обычного цемента. В действительности после смешивания цемента с водой образования на зернах клинкера гидратной пленки и последующего отщепления продуктов от исходных зерен гидратируется лишь незначительная часть цемента.

Из данных табл. 2 видно, что с увеличением водоцементного отношения в 1,5 раза, начало схватывания цементов наступает в 2-3 раза позднее. Видимо, при большом В/Ц схватывание наступает после повторения цикла образования и отщепления этих продуктов.

Следует отметить, что истинный конец схватывания, фиксируемый по тепловыделению, электросопротивлению и нарастанию пластической прочности, наступает несколько позднее момента, который определяется по Вика.

На рис. 13 представлена схема кинетики и взаимной связи между насыщением жидкой фазы гидроокисью кальция, изменением температуры и электросопротивления цементного теста, а также нарастанием пластической прочности в сопоставлении со сроками схватывания цемента, определяемыми по Вика. Из рис. 13 видно, что максимуму насыщения жидкой фазы CaO соответствуют переломные точки на кривых температуры, электросопротивления и пластической прочности.

Формированию плотной структуры цементного камня способствует низкое В и длительный начальный период, в течение которого под воздействием физических сил зерна клинкера максимально сближаются. Вследствие этого все факторы, способствующие завершению процесса седиментации, обусловливают получение плотной структуры.

Продолжительность начального периода зависит от факторов, определяющих скорость процесса схватывания -температуры, тонкости помола цемента, его минералогического состава, количества и модификации введенного в цемент гипса. В табл. 2 уже было показано, что с понижением температуры схватывание замедляется. Значит, при одном и том же В/Ц с понижением температуры ( но не ниже 0°С) процесс седиментации оказывается более завершенным. Из этого следует, что понижение температуры до начала схватывания способствует формированию наиболее плотной структуры.

Поскольку скорость гидратации зависит от тонкости помола цемента, то вполне естественно, что с увеличением его удельной поверхности количество, а также площадь контактов между зернами клинкера быстро увеличивается во времени. Ho одновременно с этим замедляется скорость процесса седиментации и уменьшается длительность начального периода вследствие сокращения сроков схватывания. Поэтому, чем грубее помол цемента, тем более плотная структура цементного камня вообще может быть получена. Однако при этом набор прочности замедлится. При удельной поверхности 2500-5000 см2/г (в зависимости от минералогического состава цемента) обеспечивается, с одной стороны, формирование достаточно плотного цементного камня, с другой, — нужный темп твердения.

Гипс, вводящийся для регулирования сроков схватывания цемента, удлиняет начальный период, способствуя тем самым более полному протеканию процесса седиментации и формированию плотной структуры. При этом двуводный гипс (CaSO4*2h3O), введенный сверх оптимального количества, практически не влияет на продолжительность начального периода, а следовательно, и на формирование структуры цементного камня.

Однако присутствие гипса в активной форме (полугидрата или растворимого ангидрида, которые часто образуются при обезвоживании двуводного гипса в процессе помола клинкера) может оказать заметное влияние на формирование структуры. Активный гипс, гидратируясь до двугидрата, может резко сократить продолжительность начального периода. Причиной этого обычно называемого «ложного схватывания» считается схватывание избыточного количества гипса.

Образующиеся при этом кристаллы двугидрата, соприкасаясь с зернами клинкера, фиксируют их положение в тесте при далеко еще не завершенном процессе седиментации. В результате частицы оказываются значительно удаленными одна от другой и для прочного соприкосновения их требуется длительное время. Вследствие этого цементный камень набирает прочность и уплотняется очень медленно, а растворение кристаллов гипса может нарушить уже образовавшиеся контакты, в результате чего прочность понизится.

При недостаточном содержании гипса, когда вся гидроокись алюминия, переходящая в раствор, не связывается в гидросульфоалюминат кальция, цемент быстро схватывается, а значит из-за сокращения начального периода формируется неплотная структура. Причиной этого является образование сравнительно крупных кристаллов гидроалюминатов кальция, которые играют примерно такую же роль, как кристаллы гипса в предыдущем случае со всеми вытекающими из этого последствиями.

Вследствие преобладающего содержания минералов — силикатов в портландцементном клинкере основной фазой, образующей оболочку, затрудняющую проникновение воды к зерну, является гидросиликат кальция, возникающий при гидратации C3S и в меньшей степени в — C2S. Поэтому при введении оптимального количества гипса цемент схватывается, главным образом, благодаря наличию продуктов гидратации C3S и, по существу, схватывание цемента происходит идентично схватыванию чистого минерала С3S.

При достаточном количестве гипса роль алюминийсодержащих минералов в процессе схватывания цемента второстепенна. Однако вследствие увеличения содержания их в клинкере при прочих равных условиях формируется более «рыхлая» структура, поскольку с увеличением количества этих минералов сокращается продолжительность начального периода.

Прежде всего с увеличением количества указанных минералов химически связывается больше воды как за счет образования их гидратов, включающих в свой состав воды больше, чем гидросиликаты, так и за счет более быстрой гидратации этих минералов в ранние сроки. Кроме того, образующийся на поверхности зерна гидросульфоалюминат кальция может перекристаллизовываться в крупные кристаллы и подобно кристаллам гипса при «ложном схватывании» стабилизировать зерна на значительном расстоянии друг от друга.

Несмотря на небольшую прочность, достигаемую в период схватывания, этот период оказывает большое влияние на свойства цементного камня. Именно в течение этого периода, а вернее уже к моменту начала схватывания, формируется основа будущей структуры — фиксированное расположение зерен в пространстве. Этим в дальнейшем определяются плотность цементного камня и система его пор и капилляров, если только внешние факторы (механические воздействия, тепловая обработка, замораживание) не изменят ее.

Период твердения. Формирующаяся в период схватывания структура цементного камня не обладает еще достаточной прочностью, поскольку через продукты гидратации (оболочки) контактируют не все зерна клинкера. Основная их поверхность отделена друг от друга слоями адсорбционной и свободной воды. По мере образования и роста гелевых оболочек объем зерен увеличивается, они как бы сближаются, что способствует увеличению прочности.

При гидратации цемента объем твердой фазы увеличивается, а объем введенной воды уменьшается. При полной гидратации портландцемента объем гидратных продуктов превышает объем исходного цемента в среднем в 2,2 раза. Однако объем продуктов гидратации всегда меньше объема реагирующих фаз вместе взятых, так как образующиеся продукты имеют большую плотность, чем суммарная плотность реагирующих веществ. Продукты реакции имеют более упорядоченную кристаллическую структуру, чем собственно и объясняется сама гидратация, являющаяся результатом перехода неустойчивой системы (вяжущее + вода) в устойчивую (гидратные продукты).

Уменьшение абсолютного объема реагирующей системы, получившее название контракции (стяжения), естественно, тем больше, чем больше гидравлическая активность вяжущего. На каждые 100 кг обычного портландцемента объем системы уменьшается на 8 л. Такое стяжение может вызвать уменьшение внешних размеров системы или образовать в ней поры. Обычно наблюдаются усадка и образование лор внутри цементного камня.

Из изложенного ясно следует, что часть продуктов гидратации не участвует в формировании прочности, по крайней мере в период их образования. Вследствие этого процессы, характеризующие скорость гидратации (связывание воды, тепловыделение и др.), не могут полностью характеризовать кинетику твердения (набора прочности).

Поскольку не все гидратные новообразования участвуют в формировании прочности и только часть из них впоследствии вступает в контакты по мере увеличения размеров зерен, скорость тепловыделения и связывания воды опережают скорость твердения. Этим объясняются неудачные попытки сопоставления скорости твердения с тепловыделением или кинетикой связывания воды. Однако все количество образующихся продуктов уменьшает пористость цементного камня, в связи с чем скорость гидратации является прямой характеристикой повышения плотности структуры.

Микроскопические и электронно-микроскопические исследования показывают, что затвердевший камень состоит главным образом из коллоидных (микрокристаллических) гидратных новообразований в основном гидросиликата кальция, кристаллов гидрата окиси кальция, гидроалюминатов, сульфоалюминатов и непрогидратированных зерен клинкера. По аналогии с обычным бетоном, В.Н. Юнг образно назвал цементный камень «микробетоном», где в качестве «крупного заполнителя» выступают непрореагировавшие остатки зерен клинкера, «песка» — кристаллические новообразования, связующего — коллоидная фаза.

Само собой разумеется, что прочность цементного камня появляется в результате образования связей между продуктами гидратации, о природе которых имеются

различные точки зрения. Некоторые исследователи считают, что прочность цементного камня возникает в результате простого механического переплетения кристаллов с образованием войлокообразного или сетчатого сплетения, среди которого есть и небольшое количество сросшихся кристаллов. Высказано и прямо противоположное мнение, согласно которому в результате гидратации портландцемента образуется кристаллизационная структура, представляющая собой конгломерат (сросток) кристаллов, жестко соединенных друг с другом за счет контактов срастания.

Учитывая большую поверхность продуктов гидратации, видимо следует считать, что прочность цементного камня является результатом объединения физических (адсорбционных) сил, обычно называемых силами Ван-дер-Ваальса, и сил химической связи (валентных сил)

Размеры кристаллических продуктов гидратации цемента в сотни раз больше микрокристаллов гидросиликата кальция, поэтому гелеобразная и кристаллическая фазы, безусловно, оказывают свое влияние на процесс формирования структуры и роста прочности.

На ранних стадиях твердения, когда количество гидросиликата еще мало, кристаллы гидроокиси, сульфоалюмината и гидроалюминатов кальция за счет контактирования с гелеобразными продуктами гидратации как бы связывают несколько зерен клинкера одновременно. И хотя образующаяся связь между кристаллической и гелеобразной фазами слаба и обусловлена только адсорбционными силами, все же развитие большого количества таких контактов приводит к росту прочности в ранний период твердения.

По мере дальнейшей гидратации образуется большое количество гидросиликата, микрокристаллы которого создают более прочные связи из-за большой поверхности взаимодействия. На этом этапе кристаллические фазы препятствуют возникновению таких связей. Вследствие образования все больших количеств микрокристаллов гидросиликата кальция и как бы роста в связи с этим исходных зерен, в межзерновом пространстве происходит перекристаллизация кристаллических фаз с перемещением их в различные пустоты и капилляры. Согласно микроскопическим исследованиям, именно в пустотам и капиллярах обычно находится основное количество гидроокиси и гидросульфоалюмината кальция.

Скорость твердения цемента, т. е. скорость нарастания его прочности, зависит от водоцементного отношения и температурно-влажностных условий, состава вяжущего и тонкости его помола.

Чем тоньше размолот клинкер, тем выше его прочность (при одном и том же В/Ц), особенно в раннем возрасте. Увеличение тонкости помола в 2 раза (с 3000 до 6000 см/г) способствует повышению прочности цемента в возрасте 1 суток почти в 1,5 раза, а в возрасте 28 суток уже в 1,2 раза (рис. 15). В более длительном возрасте эффект тонкого помола (свыше 4000-5000 см /г) практически может не наблюдаться.

Интегральным показателем скорости твердения цемента является его марка (активность), характеризующая прочность цемента, которую он набирает через 28 суток твердения при испытаниях по соответствующему ГОСТу. Как правило, чем выше марка цемента, тем интенсивнее он твердеет. Цемент одной и той же марки твердеет тем быстрее, чем больше в нем содержится С3А и С3S и чем выше его тонкость помола.

Что более рентабельно?

Заливка подъездной дорожки, создание дорожки, строительство внутреннего дворика или возведение подпорной стены — во многих случаях пригодятся бетон и камень. Если вам интересно, какой из этих двух популярных материалов лучше всего подходит для вашего следующего проекта, вы задаете правильные вопросы. Всегда разумно рассмотреть все варианты, прежде чем принимать окончательное решение. Ведь разные проекты выглядят лучше и служат дольше с разными материалами.

Камень

Камень не производится на фабрике, вместо этого настоящий камень получают из многих природных материалов, которые формируются в земле в течение тысяч лет. Благодаря этому каменная брусчатка имеет красивое, естественное качество, которое трудно игнорировать.

За камень взимается дополнительная плата по трем основным причинам. Во-первых, есть ограниченное количество камня. Во-вторых, для образования камня в земле требуются тысячи лет. И в-третьих, его нужно выкапывать из земли через каменоломни. Камень с самого начала будет стоить дороже, чем бетон, но со временем может потребовать меньше обслуживания, особенно если вы выберете один из самых прочных вариантов, таких как гранитный камень.

http://www.paversearch.com/stone-pavers-comparison.htm

Если вы планируете использовать природный камень для строительства подпорной стены, колонн или других форм вертикальной конструкции, необходимо учитывать некоторые уникальные особенности. Например, между камнями всегда есть небольшие промежутки и зазоры, что может привести к проблемам с дренажем. Камень предлагает лучший вариант для более коротких подпорных стен, а не для более высоких подпорных стен; высокие стены лучше оставить бетонными или кирпичными.

Разные виды камня имеют разную прочность. Если вы используете более прочный камень, например гранит, он может оказаться более прочным, чем бетон, который в основном хвалят за его прочность. Как и бетон, камню могут потребоваться герметики, чтобы предотвратить его разрушение.

Преимущества для камня
— Красивый, уникальный
— Очень традиционный вид, который никогда не выйдет из моды
— Каменные подпорные стены не требуют раствора или специальных соединителей

Минусы для камня
— Дороже
— Трудоемкий
— Не так эффективен для интенсивного движения
— Не так эффективен для больших подпорных стен

Бетон

Бетон не изготавливается из натуральных материалов, а вместо этого формируется с использованием ряда сырьевых материалов, смешанных вместе на заводе-изготовителе. Бетон формируется из смеси заполнителя, цемента, пигментов и красителя. Производство этих материалов дешевле, чем камня, поэтому бетонная брусчатка является более экономичным вариантом.

Бетон обычно дешевле купить и установить по сравнению с камнем, но со временем это может привести к дополнительным затратам. Бетон гораздо более склонен к растрескиванию, чем камень, на самом деле, бетон со временем обязательно покажет признаки трещин. Таким образом, несмотря на то, что установка бетона обходится дешевле, со временем стоимость работ по техническому обслуживанию для заполнения трещин и других признаков износа становится выше. Тем не менее, при правильном уходе и обслуживании бетон может прослужить очень долго.

Преимущества для бетона
— Более доступный
— Менее трудоемкий
— Множество вариантов цвета, формы и стиля

Минусы бетона
— Если вы ищете натуральный камень, бетон не сможет его имитировать
— Склонный

Брусчатка из камня и бетона

Брусчатка – отличный вариант как для камня, так и для бетона, потому что она снижает многие проблемы, связанные с обоими материалами, тем самым снижая затраты на техническое обслуживание. На самом деле, многие каменные брусчатки даже поставляются с пожизненной гарантией. Брусчатка разрезается на отдельные блоки или «кирпичи». В результате снижается нагрузка и деформация камня или бетона, а также снижается риск появления трещин или других повреждений поверхности.

Если один брусчатка поврежден, его можно легко заменить, так как брусчатка имеет однородную форму. Если бетонная или каменная брусчатка подходит для вашего проекта, их определенно стоит рассмотреть.

Что экономичнее, камень или бетон?

Сравнивая эти два устройства, трудно сказать, какой из них более доступен по цене. С самого начала покупка и установка бетона будет стоить вам меньше денег, чем камня, но это не значит, что не нужно учитывать никаких других затрат. Бетон очень подвержен трещинам и, как правило, требует большего ухода.

Камень с самого начала будет стоить дороже, но придаст ему выдающийся вид, который вы не найдете больше нигде. Если вы выберете самые прочные (и дорогие) виды камня, они, скорее всего, будут отлично выглядеть в течение очень долгого времени.

Какой материал лучше всего подходит для вашего следующего проекта: бетон или камень? Окончательный ответ зависит от проекта и ваших личных предпочтений. Общение со специалистами по каменной кладке поможет вам принять лучшее решение в отношении каменных или бетонных материалов.

Свяжитесь с Turnbull Masonry сегодня, чтобы получить индивидуальный опыт, превосходную работу и доступные цены!

Бетон против природного камня — Wicki Wholesale Stone, Inc.

Главная » Бетон и натуральный камень

4 примера превосходства природного камня

1) Сравнение облицовочного камня — бетонный камень и натуральный камень

Как бы вы ни называли это культивированным камнем, искусственным камнем, искусственным камнем, искусственным камнем или искусственным камнем, все они сделаны из бетона. Изделия из бетонного шпона могут иметь знакомые проблемы.

A) Внешний вид

Бетонный камень окрашен или окрашен. Опытный глаз может быстро определить, является ли облицовка бетоном или камнем. Натуральный камень никогда не выглядит поддельным или окрашенным, цвета сохраняются, а текстуры естественны.

B) Бетон портится, трескается и со временем крошится

Мы все видели, как сильно трескается бетон, а наши холодные зимы увеличивают вероятность образования трещин. Бетон может испортиться, и ремонт может обойтись очень дорого.

C) Цена и стоимость

Очень дешевый бетонный камень дешевле природного камня, но дешевый искусственный камень обычно окрашивают, и цвета могут быстро выцветать. Доступны изделия из бетона более высокого качества, но они стоят дороже — по цене они аналогичны натуральному камню.

D) Стоимость ремонта

Ремонт облицовочного камня может быть чрезвычайно дорогим и разрушительным. Поэтому часто проблема распространяется не только на камень, но и на сайдинг и даже каркас дома.

2) Стеновой камень – бетонные изделия по сравнению с натуральным камнем

Изделия из камня для бетонных стен имеют знакомые ограничения и проблемы.

A) Внешний вид

Производимые бетонные стеновые системы обычно представляют собой похожие блоки с повторяющимся рисунком и ограниченным выбором цветов. Вы можете мгновенно распознать изготовленную стену. Стены из натурального камня бывают самых разных цветов, форм и размеров и сразу же узнаются как натуральный продукт.

B) Бетон портится, трескается и со временем крошится

Мы все видели, как сильно трескается бетон, а наши холодные зимы увеличивают вероятность образования трещин. Мы все видели разрушающиеся бетонные стены.

C) Цвета, текстуры и формы

Искусственные переплетенные стеновые блоки имеют ограниченные цвета, формы и текстуры. Они могут быть настолько повторяющимися и однообразными, что становятся неприглядными.

Натуральный камень привносит в ландшафт красоту, теплоту и стиль, чего не делают бетонные блоки.

Загрузить листовку с описанием этих сравнений

Загрузить листовку, объясняющую некоторые отличия натурального камня от бетона.

3) Ступени – бетонные и ступени из натурального камня

Ступени и ступени из натурального камня по сравнению с изнашивающимися бетонными ступенями

A) Внешний вид

Бетонные ступени непривлекательны. Они функциональны, но некрасивы. Ступени или ступени из натурального камня красивы и функциональны.

B) Бетон портится, трескается и со временем крошится

Мы все видели, как сильно трескается бетон, а наши холодные зимы увеличивают вероятность образования трещин. Мы все видели разбитые бетонные ступени, тротуары и стены. Бетон со временем портится. Ступеням из натурального камня уже миллионы лет. Они выдержали испытание временем.

C) Цвета

Бетон может быть окрашен, но диапазон цветов ограничен. Ступени из натурального камня бывают самых разных цветов, но, что не менее важно, они могут иметь уникальные цветовые акценты, волны и градиенты.

D) Размер, форма и текстура

Ступени из натурального камня бывают самых разных форм, размеров и текстур. Бетонные шаги имеют тенденцию быть однородными и повторяющимися, нет естественных вариаций.

4) Бетонные патио и дорожки по сравнению с натуральным камнем

A) Внешний вид

Бетонные дорожки, тротуары и террасы редко бывают привлекательными, даже при использовании штампованного бетона. Вы сразу понимаете, что это конкретно. Бетонная брусчатка предлагает только скучные повторяющиеся узоры. Дорожка из натурального камня и камень для патио создают красивые законченные проекты с широким спектром рисунков, цветов и текстур, а камень долговечен.

B) Бетон портится, трескается и со временем крошится

Мы все видели, как сильно трескается бетон, а наши холодные зимы увеличивают вероятность образования трещин. Мы все видели разбитые бетонные дворики или дорожки. Еще одна распространенная проблема с бетоном — неровные швы, из-за которых можно легко споткнуться. Натуральный камень для дорожек и патио обеспечивает прочную поверхность, выдерживающую испытание временем.

C) Цвета

Бетон может быть окрашен, но количество поддонов ограничено. Натуральный камень для дорожек и патио представлен в широком диапазоне цветов, но, что не менее важно, в натуральном камне есть красивые крапинки, волны и градиенты, которые вы никогда не найдете в бетоне или брусчатке.