Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги тошкент архитектура қурилиш институти


Mechanical strength of cement gel



Download 4,65 Mb.
Pdf ko'rish
bet59/106
Sana06.04.2022
Hajmi4,65 Mb.
#531862
1   ...   55   56   57   58   59   60   61   62   ...   106
Bog'liq
пардозлаш-бакалавр-УМК

Mechanical strength of cement gel 
There are two classical theories of hardening or 


145 
development of strength of cement. That put forward 
by H. Le Chatelier in 1882 states that the 
products of hydration of cement have a lower solubility 
than the original compounds, so that the 
hydrates precipitate from a supersaturated solution. 
The precipitate is in the form of interlaced 
elongated crystals with high cohesive and adhesive 
properties. 
The colloidal theory propounded by W. 
Michaëlis in 1893 states that the crystalline aluminate, 
sulfoaluminate and hydroxide of calcium 
give the initial strength. The lime-saturated water 
then attacks the silicates and forms a hydrated 
calcium silicate which, being almost insoluble, 
forms a gelatinous mass. This mass hardens 
gradually due to the loss of water either by external 
drying or by hydration of the inner unhydrated 
core of the cement grains: in this manner 
cohesion is obtained. 
In the light of modern knowledge it appears 
that both theories contain elements of truth and 
are in fact by no means irreconcilable. In particular, 
colloid chemists have found that many, if not 
most, colloids consist of crystalline particles but 
these, being extremely small, have a large surface 
area which gives them what appear to be different 
properties from the usual solids. Thus colloidal 
behaviour is essentially a function of the size of 
the surface area rather than of the non-regularity 
of internal structure of the particles involved.
1.42 
In the case of Portland cement, it has been 
found that, when mixed with a large quantity 
of water, cement produces within a few hours a 
solution supersaturated with Ca(OH)2 and containing 
concentrations of calcium silicate hydrate 
in a metastable condition.
1.2 
This hydrate rapidly 
precipitates in agreement with Le Chatelier’s hypothesis; 
the subsequent hardening may be due to 
the withdrawal of water from the hydrated material 
as postulated by Michaëlis. Following the 
dormant period, precipitation of calcium silicate 
hydrate and Ca(OH)2 continues. 
Further experimental work has shown that the 
calcium silicate hydrates are in fact in the form of 


146 
extremely small (measured in nanometres) interlocking 
crystals
1.20 
which, because of their size, 
could equally well be described as gel. When cement 
is mixed with a small quantity of water, the 
degree of crystallization is probably even poorer, 
the crystals being ill-formed. Thus the Le 
Chatelier–Michaëlis controversy is largely reduced 
to a matter of terminology as we are dealing 
with a gel consisting of crystals. Moreover, 
the solubility of silica increases very substantially 
at a pH above 10, so that it is possible for the 
Michaëlis mechanism to operate initially and for 
that of Le Chatelier later on. A more detailed 
discussion of the two mechanisms is offered by 
Baron and Santeray.
1.94 
The term ‘cement gel’ is considered, for convenience, 
albeit not correctly, to include the crystalline 
calcium hydroxide. Gel is thus taken to 
mean the cohesive mass of hydrated cement in its 
densest paste, i.e. inclusive of gel pores, the characteristic 
porosity being about 28 per cent. 
The actual source of strength of the gel is not 
fully understood but it probably arises from two 
kinds of cohesive bonds.
1.27 
The first type is the 
physical attraction between solid surfaces, separated 
only by the small (less than 3 nm) gel pores; 
this attraction is usually referred to as van der 
Waals’ forces. 
The source of the second type of cohesion is 
the chemical bonds. Because cement gel is of the 
limited swelling type (i.e. the particles cannot be 
dispersed by addition of water) it seems that the 
gel particles are cross-linked by chemical forces. 
These are much stronger than van der Waals’ 
forces but the chemical bonds cover only a small 
fraction of the boundary of the gel particles. On 
the other hand, a surface area as high as that of 
cement gel is not a necessary condition for high 
strength development, as high-pressure steamcured 
cement paste, which has a low surface area, 
exhibits extremely good hydraulic properties.
1.14 
We cannot thus estimate the relative importance 
of the physical and chemical bonds but there 
is no doubt that both contribute to the very considerable 


147 
strength of the hardened cement paste. 
It has to be admitted that the understanding of 
the cohesive nature of the hydrated cement paste 
and its adhesion to aggregate is still imperfect. As 
Nonat and Mutin
1.92 
put it, the microstructure has 
not been related in a general way to mechanical 
properties. 

Download 4,65 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   ...   55   56   57   58   59   60   61   62   ...   106




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish