При твердении цементно-бетонных изделий песок и щебень или гравий остаются лишь в качестве заполнителя. Твердеет только находящийся в бетоне цемент. Структура цементного камня в основном предопределена образующимся при обжиге клинкера минералами. Поэтому строительно-технические свойства (прочность, морозостойкость и т. д.) цементного камня и бетона существенно зависят от качественных показателей цемента и его содержания в бетонной смеси.

Совершенно иное положение у монолитов, образующихся из из-вестково-песчаных смесей при твердении в автоклаве. Здесь в образовании монолита участвует не только известь, но и песок {Рис. 95). Зерна щебня (крупные) и песка (мелкие) после


твердения бетона не изменяют своей первоначальной формы. В силикальците зерна песка уменьшаются в объеме и изменяют первоначальную форму. Как качество цемента зависит от тщательного размельчения и смешения сырьевых материалов, обжига клинкера, тонкости помола цемента, так и качество силикальцитных изделий определяется активизацией и степенью смешения сырьевых материалов. Формование и запаривание известково-песчаных изделий имеют то же значение, что и бетонных.

У цементов и бетонов, твердеющих при обычной температуре, наблюдается так называемая конгломератная структура. Как известно. при определении характера внутреннего строения таких материалов рассматриваются [241,242]:

1) макробсюшгая структура (нимшгобслин. цементные раоворы);

2) микробсгошгая cipyiciypa (цементный камень);

3) структура вяжущего (цементный клей).

У макробетонной структуры (см. Рис. 95) связывающими силами вяжущего и минерального заполнителя являются главным образом поверхностные — адгезионные и когезионные силы. У структуры вяжущего силы сцепления зависят от внутреннего расположения атомов и ионов вещества. Как известно, внутренние силы действуют между ионами и создают притяжение кристаллов, характеризуемое энергией кристаллической решетки, выделяемой при образовании грамм-молекулярного количества кристаллов из свободных газообразных ионов.

В микробетонной структуре имеется непрерывный переход кристаллического вещества в структуру новообразования, и здесь действуют как поверхностные, так и внутренние молекулярные силы.

Зерна песка автоклавных известково-песчаных изделий являются заполнителем и компонентом новообразования. Структура таких материалов аналогична структуре микробетонов, и для изучения ее внутреннего строения следует рассмотреть:

1) микробетонную структуру (силикальцитные изделия):

2) структуру вяжущего (новообразования).

У бетонных монолитов после их разрушения наблюдаются следующие явления:

а) если количество цементного раствора в бетоне равно количеству
пустот в щебне бетона и сам раствор имеет значительную прочность, то
при разрушении образцов-кубов трещины проходят по щебню, в котором возникают высокие местные напряжения. Такой же характер разрушения наблюдается и при испытании образцов-кубов, изготовленных
из раствора, если прочность зерен песка незначительна;

б) если количество цементного раствора в бетоне с избытком превышает объем пустот в щебне и прочность самого раствора

значительно ниже прочности щебня, то при разрушении образцакуба трещины проходят только по раствору, минуя щебень; в) часто при дроблении бетона гравий отделяется от раствора. Зерна песка также отделяются от цементного камня при дроблении затвердевшей цемент-но-песчаной смеси. При этом гнездо, в котором находилось зерно песка или гравия, имеет вид блестящего стекла. Такое разрушение возникает, когда тангенциальные силы превышают силы, действующие между вяжущим и зернами песка и гравия.

Отсюда следует, что прочность монолитов, имеющих макробетон-ную структуру (кроме прочности вяжущего и заполнителя) зависит также от плотности монолита и однородности его структуры, величины адгезионных сил, действующих между вяжущим и поверхностью заполнителя. Поэтому прочность монолита с макробетонной структурой составляет часто долю прочности самого вяжущего (цементный камень). Прочность же обычного бетона редко превышает 75% прочности на сжатие (марки) цемента, применяемого на его изготовление. По исследованиям Киреенко [241]. марка цемента составляет, в свою очередь, всего 40 — 50% прочности кубов из цемента и воды и твердеющих на воздухе в течение 28 суток. У монолитов с макробетонной структурой другие основные строительно-техни» ческие показатели (водопроницаемость, морозостойкость и т. п.), как правило, ниже, чем у монолитов с микробетонной структурой- как например, у цементного камня и силикальцита.


Микробетонная структура характеризуется следующим образом: «... реакция между цементом и водой начинается с поверхности зерен цемента и постепенно проникает вглубь. Даже при продолжительном процессе твердения до 30% зерен цемента остаются во влажном окружении не затронутыми гидратацией» [242.243]. На Рис 96 приведена предпо­лагаемая схема контакта двух зерен цемента, данная Мощанским [242]. Имеется в виду, что зерно на левой стороне схемы представляет собой алит в виде трехкальциевого силиката, зерно по правой стороне состоит из трехкальциевого алюмината и двухкальциевого силиката-белита. Зерна находятся на расстоянии 10 — 20 м друг от друга. Во время и после процессов соединения цемента с водой в структуре одновременно имеются кристаллогидраты различной степени гидратации. Н. А. Мощанский пишет далее: «Степень (хюднения падает по напраачению от центра меж-зерновой полости к центру зерен, так .же как степень аэрации и количество отщепленной извести. Относительное количество твердой фазы в том же направлении возрастает от некоторой величины до единиг/ы в негидратирсхшнных участках. Наиболее слабым, наименее плотным и наименее стойким является средний участок межзернмюй полости. Именно этот участок способен пропускать газы и фильтрующие

жидкости, именно здесь в подавляющем большинстве случаев происходят разрывы и образование усадочных и деформационных трещин; отсюда происходит вынос растворяющихся компонентов и в особенности гидрата окиси кальция; сюда в первую очередь внедряются агрессивные агенты окружающей среды. Естественно, что чем меньше такие межзерновые полости, т. е. чем плотнее уложены зерна цемента и чем меньше относительное водосодержание смеси, тем более плотными и более прочными получаются зоны контактов, а следо­вательно, цементный камень и бетон в целом».

Многие авторы считают, что при автоклавном твердении известко-во-песчаных изделий небольшая часть SiC>2 песка под действием пара и гидрата окиси кальция переходит в раствор и, соединяясь с окисью кальция, образует гидросиликаты кальция, которые спаивают зерна песка в монолит. Они производили в лабораторных условиях длительное запаривание силикатного кирпича при высоком давлении пара и содержании извести в смеси и доказали возникновение гидросиликатов кальция. В большинстве опытов гидросиликаты кальция находили путем химических анализов, определяющих количество связанной СаО,

растворимой SiC>2 и связанной воды, но не было данных о кристаллической структуре гидросиликатов. Микробетонная структура из-вестково-песчаных изделий и до настоящего времени исследована мало. Волженский, например, предполагает, что образование структуры известково-песчаных изделий при запаривании происходит следующим образом: «... Взаимодействие ионов Са с гидратированными молекулами кремнекислоты должно приводить к образованию малорастворимых силикатов кальция, выпадающих первоначально в виде коллоидальных осадков Последние в большей своей массе должны возникнуть на поверхности песчинок в виде окаймлений по контуру. С течением процесса запаривания песчинки должны «набухать», расти в своем объеме за счет образования на границе соприкосновения песчинки и раствора все новых и новых слоев силикатов кальция При этом должно происходить соединение каемок отдельных песчинок в одну общую своеобразную сетку, связывающую в одно целое все пес­чинки одну через другую».

Наличие водной среды и высокой температуры представляет благоприятное условие для постепенного перехода коллоидальных осадков гидросиликатов в мелкокристаллические образования, размер которых, в первую очередь, должен зависеть от растворимости соответствующих веществ в воде и длительности термической обработки. Надо полагать, что к концу запаривания силикаты кальция в зависимости от возраста будут иметь различную структуру: образовавшиеся в начале запаривания успеют в какой-то степени перекристаллизоваться, получившиеся же в последней стадии запаривания должны еще находиться в виде коллоидов [32].

Henglein [244] исследовал область макромолекулярной органической химии и выдвинул гипотезу, по которой гидратизированные поверхности песка плотно соединяются между собой мостиками из многовалентных катионов (в известково-песчаных изделиях — Са-ионы). Еще в 1908 г. примерно то же выразил Burchartz [245], полагавший, что известь и песок в силикатном кирпиче не образуют соединений определенного химического состава. Имеются серьезные основания предполагать, что SiCb участвует в процессе образования структуры не в виде водного раствора [67].

В твердых веществах при обычных температурах движение элементов решетки (молекулы, атомы, ионы твердых тел) ограничивается колебаниями до состояния равновесия. С повышением температуры амплитуда колебаний все более увеличивается и энергия элементов возрастает настолько, что они способны преодолевать электрические силы в решетках, т. е. обмениваться местами. Возбуждение постепенно распространяется (в решетках) все далее, представляя собой так называемую внутреннюю самодиффузию. Такие явления могут начинаться в твердых веществах уже при сравнительно низких температурах, если их частицы ок ружены полярными веществами


или если некоторые из компонентов или продукты реакции порождают полиморфные образования [246].

При запаривании известково-песчаных смесей частицы вещества перемещаются. Это зависит от свойств поверхности сырьевых материалов, дисперсности и гомогенности смесей, взаимного соотношения компонентов, плотности и структуры сырца и температуры. Имеется основание полагать, что в первую очередь происходит проникновение частиц извести в структуру зерен песка через имеющиеся на их поверхности дефекты. В связи с этим из решетки освобождается часть молекул SiC>2 и диффундирует к частицам извести. Такое диффундирование песка и извести происходит медленно и в очень ограниченном объеме уже при обычных температурах, более интенсивное — при высоких температурах запаривания. Оно приводит к образованию качественных силикальцитных структур. Backman [1491 считает, что песок по своему физико-химическому характеру — поверхностно-отрицательное вещество, тогда как известь, наоборот, — поверностно-положительное. Поэтому на поверхности зерен песка имеется избыток отрицательных ионов, а на поверхности частиц извести — положительных. Эти противоположно заряженные поверхности уже при обычной температуре и в сухих смесях взаимно притягиваются. Между тонкими частицами силы притяжения больше. Начало интенсивной диффузии зависит от состояния молекул Si02, находящихся на поверхности зерен песка. Более 50 лет назад Kosmann [175] заметил, что результаты процесса запаривания зависят от формы зерен (круглые или угловатые), от того, каким воз­действиям они подвергались в природных условиях, и. наконец, от того, производился помол песка или нет.

Taylor [195] приводит данные о том, что под действием больших местных давлений в материале образуются напряжения, величина которых равна величине молекулярных сил. в результате в структуре возникают дефекты. Образованию прочной структуры способствует механическая активизация песка и гомогенизация извести и песка в дезинтеграторе. На монолитизацию незначительно влияет энергетическое состояние молекул поверхности частиц извести, и большое значение имеет наличие воды. Как известно, молекулы последней обладают значительной полярностью, что оказывает решающее влияние на процесс диффузии. Можно даже полагать, что отделение молекул S1O2, находящихся на поверхности зерен песка, при температурах запаривания возможно только благодаря полярности молекул воды. Очевидно, только свободная вода является той средой, в которой происходит диффузия.

Более интенсивное перемещение молекул Si02 и Са (ОН)2, начинающееся при известном потенциале термической энергии, продолжается в течение автоклавного процесса, возрастая с повышением температуры. При благоприятных условиях процесс

может распространяться на расстояние до 200 м. Нет сомнений, что с участвующими в процессе образования структуры монолита молекулами SiC>2 и Са(ОН)2 устойчиво связываются и молекулы воды. Поэтому в скелете, состоящем из зерен песка, по всей вероятности, возникает новообразование, которое в процессе твердения постепенно уплотняется, заполняя большую часть пор.

Взвешивания образцов в автоклаве во время запаривания, произведенные при определении термического эффекта, показали, что степень заполнения водой пор прессованных образцов превышает 90% и зависит от конденсации пара в период увеличения его давления (см. гл. IV, п. 6). Наличие в прессованных образцах избыточного количества жидкой воды во время запаривания подтверждается и наблюдениями автоклавных процессов в окошко освещенного автоклава {Рис. 97). При запаривании изделий в известный момент на поверхности сырца появляются крупные капли воды, не исчезающие в течение почти всего времени запаривания. Появление капель зависит от влажности сырца: при высокой влажности капли появляются с начала повышения давления пара, при малой могут не появиться даже в течение всего процесса запаривания. Два нижних образца на Рис 97 имели небольшую влажность, верхний имел оптимальный процент влажности, определенный на основании показателей удобообрабатываемости смеси. На верхнем образце заметны капли воды, тогда как поверхность нижних образцов сухая. Очевидно, что вместе с конденсацией пара происходит вытеснение воздуха, находящегося в порах изделий, а при выпуске пара из автоклава — интенсивное испарение воды из пор изделий. После снятия крышки автоклава поры вновь частично заполняются воздухом.

На Рис 98 представлена общая схема вероятной микробетонной структуры известково-песчаных изделий. Внутренняя часть крупных зерен остается при запаривании неизменной (область А). Если расстояние между зернами песка и извести больше 200 м, то часть извести в процессе образования структуры не принимает участия, оставаясь в монолите в свободном виде (область F). У силикальцитных изделий из дезинтегрированных смесей это явление не имеет места, здесь вся известь хорошо перемешивается с песком и при запаривании полностью участвует в образовании структуры изделия. В промежутках между областями А и F располагаются области новообразований (В, С, D, Е) различной структуры и плотности.

Нет никаких оснований полагать, что эти области вяжущего отличаются резко одна от другой по химическому составу или структуре. Вероятен равномерный и постепенный переход от кристаллической структуры Si02 к свободной извести Са(ОН)2. Отношение Si02:CaO в области В больше, чем в области С, в области С больше, чем в области Д и т.д., в области F оно равно нулю (чистая свободная известь). Отношение связанных молекул воды

к молекулам СаО + S1O2, по-видимому, является максимальным в промежуточных областях D и Е. Можно полагать, что здесь и в области свободной извести F находятся также свободная вода и воздушные поры. По структуре наименее прочна область F. Большое число таких областей в изделии неблагоприятно сказывается на его строительно-технических свойствах. Новообразования областей D и Е. расположенных близко к области F, имеют больше извести, в них могут встречаться даже частицы свободной извести. Эти области, по всей вероятности, относительно богаты порами и имеют непрочную структуру. Самыми прочными являются области В и С, которые до процесса твердения были заполнены молекулами SiC»2. Можно считать, что здесь, в основном, сохранилась структура, близкая к прочной структуре зерен песка, и проникшие сюда молекулы извести и воды находятся в тесной молекулярной связи с молекулами SiC^.

Зерна песка и гравия не участвуют в образовании макробетонной структуры, сохраняя в монолите свою прежнюю поверхность. При образовании же микробетонной структуры у силикальцитных изделий переход от кристаллической Si02 одного зерна к другому происходит через структуру новообразований, а в ней нет сохранившихся поверхностей зерен песка. Такое же положение имеет место при переходе от одного негидратированного ядра зерна цемента к другому в структуре цементного камня.

В процессе образования силикальцитного монолита разрушение кристаллической решетки зерен песка происходит не путем выделения равномерных слоев с поверхностей частиц песка. Как при гидратации цемента часть молекул воды проникает далеко вглубь негидратиро-ванных зерен цемента, так и некоторые молекулы SiCb проникают вглубь между частицами извести, а молекулы последней, в свою очередь, — внутрь зерен песка. На Рис 98 эти частицы извести показаны в виде белых пятнышек на темных поверхностях, представляющих не изменившиеся во время процесса зерна песка.

Сравнение схем макро- и микробетонных структур и микробетонной структуры известково-песчаных изделий объясняет, почему монолиты с микробетонной структурой, как, например, силикальцит, обладают некоторыми лучшими строительно-техническими показателями, чем монолиты с макробетонной конгломератной структурой (обычные бетоны и даже силикальцитбетоны). Результаты опытов показывают. что при образовании структуры известково-песчаных изделий важную роль играют размер и характер активного слоя поверхности зерен песка. Обычные природные пески имеют удельную поверхность от 100 до 400 см 1г. Если из смеси таких песков и 6 — 8% извести изготавливать силикатный кирпич, то поверхность зерен покроется слоем извести толщиной в среднем 1 — 4 ц. Как видно из табл. 51, в дезинтеграторе, пальцы которого движутся со скоростью 50

м/сек вероятная глубина активизации зерен составляет 6,4 м и при скорости 100 м/сек— 12 м. Учитывая это. можно полагать, что активность поверхностей зерен песка характеризует начало и объем процессов образования структуры.

Частицы извести при запаривании проникают в поверхностные дефекты зерен песка; в результате частицы вещества, менее прочно связанные с решеткой SiC>2, отталкиваются от поверхности в направлении новых положений равновесия молекулярных сил. Таким путем в зависимости от тонкости помола и активизации песка, количества извести в смеси, от плотности сырца, температуры и продолжительности запаривания, происходит более или менее прочное срастание частиц извести и зерен песка в монолит. Этот процесс в основном протекает по аналогичным процессу спекания закономерностям. Приводим цитату проф. Юнга [76]: «Чтобы реакции в твердом состоянии могли возникнуть и протекать, температура нагрева смеси твердых веществ должна быть повышена настолько, чтобы атомы и атомные группы в кристаллах приобрели подвижность, достаточную для «обмена местами». .. Необходимо отметить, что иногда аморфные вещества обнаруживают гораздо большую реакционную способность чем их кристаллическая модификация». Хотя к настоящему времени нам не удалось более точно выяснить физико-химический характер процессов монолитизации, все же становятся понятными те явления, замеченные в производстве извест-ково-песчаных изделий, которые не находили раньше объяснения в теориях возникновения коллоидного гидросиликата кальция в результате химической реакции между водными растворами SiC>2 и Са(ОН)2.

В тех областях вещества SiC>2, в которые проникают при запаривании частицы извести, вещество SiC>2 изменяется, и тем больше, чем сильнее оно смешивается с частицами извести. Это выражается коли­чеством так называемой растворимой SiC>2 во время монолитизации. а также тем, что результаты определения растворимой SiC>2 совершенно различны.

При определении растворимой SiC>2 при сравнительных опытах встречались затруднения в получении точных результатов химических анализов. Опыты показали, что применяемое при анализе цемента определение растворимой SiC>2 методом выщелачивания содой (даже 5-кратное) дает почти вдвое заниженные результаты.

Различными способами определялось содержание растворимой SiCb в известково-песчаном образце. Последний изготовлялся из смеси с удельной поверхностью песка 1200 см}г, активностью 21% СаО и объемным весом 1,8 г/см3. Размельченные пробы кипятились в 2N растворе соляной кислоты и затем в течение 5 мин. в 3%-ном растворе едкого натра. Результаты приведены в табл.59.

При длительном кипячении пробы в соляной кислоте количество растворимой SiC>2 резко уменьшается. Это показывает,


что часть ее под действием кислоты полимеризуется. При щелочной обработке она вновь переходит в растворимое состояние. Производились изменения концентрации кислоты. При этом были получены следующие результаты (табл. 60).

Полимеризация SiC>2 происходит и при кипячении в крепкой соляной кислоте. Пробы кипятились также в течение 5 мин. в 2N НС1 и затем по 5 мин. в NaOH различных концентраций. Результаты приве­дены в табл. 61.

Приведенные результаты показывают, что растворимая SiC>2 в структуре силикапьцитных изделий связана с кристаллической Si02 неодинаково. Применяемая методика определения растворимой SiC>2 в силикальците рассматривается в гл. XI.

При определении свободной извести в известково-песчапом образце способом, состоящим в титровании суспензии (анализируемая смесь + вода или смесь + 10%-ный раствор сахара) соляной кислотой в присутствии фенолфталеина, вследствие гидролиза новообразования получаются завышенные результаты.

Более точен метод Em ley [247]. Анализируемая смесь кипятится в безводной смеси глицерина и алкоголя и титруется раствором бензойной кислоты в абсолютном алкоголе с фенолфталеином.

В табл. 62 рассматриваются результаты титрования известково-песчаных образцов в водном растворе IN раствором HCI в присутствии фенолфталеина. Смесь для образцов приготовляли разными способами. но с одинаковым содержанием извести. Смесь I — из песка и извести, совместно обработанных в дезинтеграторе


с числом оборотов корзин 1450 об/мин; смесь II — из дезинтегрированного песка, вручную перемешанного с гашеной известью: смесь III — из природного песка карьера завода «Кварц» и гашеной извести, перемешанных вручную.

На 10 г размельченного силикатного камня наливали 250 см3 воды и 2 капли индикатора. Титрование IN раствором HCI производили через каждые 15 мин. до полного исчезновения розового цвета. В начале титрования при взбалтывании цвет восстанавливался быстро, в дальнейшем — замедленно. При титровании в течение пяти дней окраска раствора в розовый цвет хотя и медленно, но продолжалась. Можно полагать, что при дальнейшем титровании, при достаточном количестве воды, все содержащееся в образце новообразование может полностью распасться.

Из табл. 62 видно различие между известково-песчаными изделиями из дезинтегрированного и природного песков. Между значительной частью извести и кремнекислотой образовались такие соединения, которые при значении рН. находящемся в области перехода окраски индикатора, гидролизуются очень медленно. Часть же извести связана иначе, и гидролиз протекает сравнительно быстро, так как при титровании в первые 30 мин. расходуется больше соляной кислоты, чем необходимо для нейтрализации свободной извести (по Emley).

Опыты показали, что, пользуясь при титровании вместо раствора фенолфталеина тимолфталеином, переход окраски которого находится в более щелочной области (область перехода окраски // при рН = 8,2 — 10; //при рН = 9,4 — 10,6), получают больший процент отреагировавшей извести. При пятидневном титровании с индикатором ff процент реагировавшей извести в образцах составлял 84. с //— 91. при титровании же по методу Emley — 97. При титровании индикатором метилоранжем (область перехода окраски рН (3,1 — 4,4) в течение 2 час. титруется 90% от всей связанной извести и в течение 8 час. — вся связанная известь. Отсюда видно, что скорость гидролиза образовавшихся новообразований зависит от значения рН раствора.

В табл. 63 приведены результаты опытов по определению содержания в запаренных образцах свободной извести (по Emley). Обозначение смесей то же, что и в табл. 62.

Для дополнительного исследования гидролиза силикальцита титрования в водных растворах производили по следующему методу. Брали взвешенное количество (от 1 до 4 г) размельченного известково-песчаного образца в виде порошка и заливали его 200 Ы воды или 10%-ным раствором сахара. Смесь отстаивали и периодически взбалтывали. Затем суспензию фильтровали, из фильтрата брали пипеткой точное количество раствора и титровали 0.IN раствором НСП Индикатором служил фенолфталеин.

При определении менялось количественное соотношение известко-во-песчаного порошка и растворителя (вода, раствор сахара) и длительность отстаивания суспензии перед фильтрованием. Результаты исследований приведены в табл. 64. Содержание свободной извести (СаО по Emley) в известково-песчаном порошке принималось: в опыте № 1 — 0,44%, в опыте № 2 — 0.81 % и в опыте №3-0.3%.

Из данных табл. 64 можно сделать следующие выводы: а) количество извести, перех<х>ищее из известково-песчаного портика в водный раствор, -зависит от соотношении портика и воды. Если это соотношение заранее предопределено, то количество растворившейся извести почти равно количеству свободной извести, определяемому методом Emley. В проведенных опытах это условие было соблюдено, так как растворимость извести (СаО)

в воде при комнатной температуре составляет 0,12%, а а растворе сахара примерно в десять раз больше:

б) с уменьшением отношения между иэвестково-песчаным порошком и водой возрастает количество извести, перешедшей в раствор;

в) чем больше времени известково-песчаный порошок находится в воде, тем
медленнее увеличивается количество извести, перешедшей в раствор: пребывание известково-песчаного порошка в воде в течение нескольких чаем не оказывает заметно­
го влияния на количество растворенной извести;

г) определение в иэвестково-песчаном порошке свободной извести так называемым сахарным методом, если его скидок отфильтровать до титрования кислотой,
дает аналогичные с методом Ет/еу результаты;

д) силыкальиитные изделия, изготовленные дезиитеераторным методам, по всей вероятности, менее подвержены разрушению от растворения свободной извести и
гидролиза новообразования, чем обычные силикатные изделия

Многие исследователи определяли глубину растворимости поверхности зерен песка. Волженский оценивает эту глубину при удельной поверхности песка 40 ом2/г, в среднем, 5 м. Бутт и Майер, исследуя процессы монолитизации в зависимости от диаметра зерен песка, нашли, что глубина разъедания зерен кварца нарастает до 2 — 3 м по мере повышения отношения % СаО к SiCb в исходной смеси, после чего увеличение глубины разъедания прекращается. Соответствующие вычисления произведены нами по формуле.



В зависимости от состава смесей и их дисперсности, количества активной извести в смеси результаты вычислений h равны 0,2 — 3 м. Эти значения h для областей А и В (см. Рис 98) не являются точными размерами глубины разъедания поверхностей зерен, так как в действительности растворимая SiCb не распределяется равномерным слоем на «новой поверхности», возникающей при запаривании на зернах песка. Однако это предположение является основой всех приведенных ранее вычислений. В действительности области зерен, куда проникают частицы извести, значительно глубже и не имеют ясно выраженных поверхностей.

Поэтому данные расчеты следует принять лишь как ориентировочные.

Некоторое представление о средней суммарной толщине других областей вяжущего (D, Е, F) можно получить на основе следующих соображений.

Предположим, что песок не имеет примесей и что гидратная известь содержит 70% активной СаО, а удельный вес песка 2,6 г/слг. Допустим, что объемный вес сухого вещества (вес сухого песка и сухой гидратной извести, деленный на объем изделия) составляет г, активность смеси — а % СаО. Такая смесь содержит (а : 0,7) % извести и (100 — а : 0,7) % песка. Предполагая, что скелет монолита состоит из песка и что при водотепловой обработке пространство между зернами песка заполняется областями вяжущего D, Е, F, суммарный относительный объем этих областей будет равен относительному объему пор песка-скелета монолита, т. е.

Отсюда видно, что максимальный объем более слабых областей не на много превышает объем прочных областей. Это предположение в известной мере подтверждается и следующим опытом. Два образца запаривали в течение 8 час. в промышленном автоклаве под давлением 9 — 10 апш. Куски образцов, оставшиеся после определения прочности на сжатие, размельчали в фарфоровой ступке, при этом старались не раздробить зерна песка. Полученный порошок тщательно перемешивали с 8%-ным количеством воды, и из этой смеси на гидравлическом прессе формовали образцы такого же объемного веса, которые запаривали в автоклаве при том же режиме, а затем испытывали на сжатие (табл. 65).

Постепенный переход зерен песка от кристаллической структуры в бесструктурное состояние можно ясно видеть на ребрах зерна песка, не изменившегося при запаривании {Рис. 99 и 100а).

Результаты опытов показывают, что связывание свободной извести и возникновение растворимой кремнекислоты при водотепловой обработке известково-песчаных смесей не являются единственными факторами, определяющими прочность монолита, как это считают некоторые авторы [188.189].