Взаимодействие портландцемента с водой приводит к образованию новых веществ, которые и обуславливают схватывание и твердение цементного теста, растворной или бетонной смеси. Состав новообразований зависит как от хими­ческого и минералогического состава цементов, так и от ряда внешних факторов. В первую очередь - от соотношения участвующих в реакции веществ и условий ее протекания (температура, влажность, давление).

Со стороны инициатора начала реакции один представитель - вода. А вот другую сторону представляет целый комплекс химических соединений, в обоб­щенном виде называемый клинкерной частью цемента. Его примерный состав следующий (%): (см. таблицу 3.2.3.6-1).

Даже простое перечисление самых значимых составляющих цемента не яв­ляется побудительным мотивом к более глубокому проникновению в суть явле­ний, которые начинаются при их соединении с водой. Тем более что у меня само­го имеется стойкая убежденность, что несколько сот страниц зубодробительно­го описания, как все ЭТО реагирует с водой и между собой, хоть кто-то толком знает и понимает. Во всяком случае, теоретических моделей, описывающих суть происходящего, несколько. Они последовательно развиваются во времени и яв­ляются предметом непрестанных дискуссий в среде академической бетоновед - ческой профессуры. Исходя из принципа разумной достаточности, ограничусь в описании этих процессов всего парой абзацев.

В начальный период формирования структуры цементного камня цемент­ное тесто представляет собой концентрированную суспензию (пасту). Она состо­ит из цементных зерен, окруженных водой затворения. Чем больше начальное водо-цементное соотношение, тем, при равных условиях, толще водные прослой­ки, окружающие цементные зерна. Вода затворения в цементном тесте образует систему взаимосвязанных капиллярных пор, беспорядочно распределенных по всему объему цементного камня.

В результате гидратации цемента образуются новые соединения - гидрат - ные новообразования. Их объем примерно в 2,2 раза больше абсолютного объема негидратировавшего цемента. Участвуя в химической реакции, вода расходуется на гидратацию цемента, а высвободившееся место заполняют образующиеся ги - дратные новообразования - идет встречный процесс. Начиная с определенных соотношений (В/Ц > 0,22-0,28), цемента уже не хватает на полное химическое связывание воды - она остается в толще цементного камня и формирует его ми­кропористость.

При дальнейшем увеличении водо-цементного соотношения (В/Ц > 0,65) оставшиеся микропоры и капилляры уже настолько протяженны и разветвлены, что становятся сообщающимися между собой. Цементный камень с таким строе­нием порового пространства характеризуется не только низкой прочностью (см. Рис. 3.2.3.6-1), но также высокой водопроницаемостью и плохой морозостойкостью.

Подытожим:

В обобщенном варианте можно принять как ориентир, что каждый лишний процент воды сверх обеспечивающей водопотребность цемента, снижает прочность на 1-3%, а такой эксплуатационный показатель, как морозостойкость - на 5-15%.