Процессы твердения бетона на ранней стадии протекают интенсивней и с большей полнотой, когда его температура повышается, а не наоборот. Это отно­сится как к бетону с ускорителями, так и к бездобавочному. Объясняется это тем, что при более высокой начальной температуре процессы гидролиза минералов, входящих в состав цементного клинкера, протекают интенсивно - начинают об­разовываться коллоидные массы, но с понижением температуры эти процессы как бы искусственно тормозятся.

Кроме того, известь, выделяющаяся при гидратации цемента, имеет так на­зываемую аномальную растворимость - ее растворимость с уменьшением тем­пературы, наоборот, увеличивается. Поэтому она вновь переходит в раствор из начавших выкристализацию новообразований, частично их разрушая. Таким

Образом, нарушается целостная и упорядоченная структура начавшего образо­вываться цементного камня, и это приводит к некоторому снижению его проч­ности на общем фоне твердения.

При постепенном повышении температуры наблюдается обратная картина: процессы твердения протекают плавно, постепенно развиваясь, благодаря чему создается более равномерная, упорядоченная и плотная структура цементного камня. Этому способствует и то, что известь, сначала перешедшая в раствор в большом количестве, затем, с повышением температуры, начинает из него вы­кристаллизовываться и образовывать либо коллоиды и гели, либо кристалли­ческие сростки. Эти процессы способствуют уплотнению гелей и тем самым увеличению прочности цементного камня.

Исследованиями было установлено количество тепла, дополнительно вы­деляющегося в присутствии хлористого кальция при гидратации 4 основных минералов цементного клинкера (см. таблицу 6.7.1.6-1).

Анализ таблицы показывает, что добавка хлористого кальция несколько повы­шает количество тепла за первые 24 часа, выделяемые двухкальциевым силикатом (C2S) и четырехкальциевым алюмоферитом (C4AF), и уменьшает количество тепла, выделяемого трехкальциевым алюминатом (C3A). На тепловыделение трехкаль- циевого силиката (C3S) добавка хлористого кальция почти не оказывает влияния.

Возьмем уже упоминавшийся ранее цемент ПЦ-400 завода «Комсомо­лец» и на основании данных из этой таблицы произведем подсчеты выделяю­щегося тепла.

Минералогический состав этого цемента следующий:

C3S - 62,7 %

C^S - 16,4 %

^A - 3,4 %

C. AF - 16,2 %

Для бездобавочного цемента, выделение тепла составит: (62,7-0,8) + (16,4-0,19) + (3,4-1,62) + (16,2-0,01) = 50,16 + 3,12 + 5,51 + +0,16 = 58,94 кал

Добавка 1 % (ХК) позволяет с каждого грамма цемента дополнительно по­лучить 3,27 кал тепла

(62,7-0,78) + (16,4 • 0,26) + (3,4-1,47) + (16,2-0,25) = 48,91 + 4,26 + 4,99 + +4,05 = 62,21 кал

Если принять расход цемента в 480 кг/м3 (типовой для пенобетона), то прирост тепла от добавки в его состав всего 1 % хлористого кальция составит 1569 ккал. Много это или мало? Если перевести цифры в общепонятный фор­мат, то этого количества тепла, в его бензиновом эквиваленте, хватит среднему легковому автомобилю, чтобы проехать более 20 км.

Таким образом, хлористый кальций может быть применен как в работах при нормальных температурах (от +10° С до +25 °С) для ускорения процессов схватывания и твердения, так и в работах при пониженных температурах (ниже + 10 °С). И хотя в обоих случаях он дает значительную интенсификацию процес­сов схватывания и твердения, в последнем случае (при пониженных положитель­ных температурах) его сравнительная эффективность значительно выше.