PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

C-S-H i właściwości betonu

Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
EN
C-S-H and concrete properties
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
C-S-H jest najważniejsza fazą w betonie, która decyduje o jego właściwościach. C-S-H w zaczynie cementowym tworzy więźbę nanocząstek, a oddziaływania przyciągające pomiędzy nimi są wynikiem sił Van der Waalsa oraz wiązań jonowych, spowodowanych przez podwójne warstwy elektryczne. Zaczyn cementowy wykazuje mały zakres lepkosprężysty, w którym zachowuje się jak ciało stałe. Jest on ograniczony odkształceniem krytycznym yc, po przekroczeniu którego materiał ulega zniszczeniu. Powstawanie C-S-H rozpoczyna się od powolnej trakcji alitu z wodą, co odpowiada okresowi zarodkowania. W tym okresie należy zakończyć prace betonowania. Następnie zachodzi szybka hydratacja, która obejmuje 15% alitu i zbiega się z wiązaniem betonu i w końcu szybkość hydratacji maleje w sposób ciągły wiążąc się z twardnieniem betonu. Obok oddziaływań między cząstkami ważną właściwością żelu C-S-H jest jego porowatość. Żel C-S-H stanowi upakowanie nanocząstek i stąd związane z nim pory mają także takie wymiary. W przypadku niskiego w/c C-S-H praktycznie krystalizuje jedynie na powierzchni ziarm alitu w formach o najgęstszym upakowaniu i porowatość żelu maleje. Wpływa to na właściwości betonu zwiększając jego wytrzymałość.
EN
C-S-H is the most important phase of concrete which is governing the majority of its properties. C-S-H in hydrated cement paste forms a network of nanoparticles and the interaction between them is caused by the Van der Waals as well as by ionic forces, linked with ionic double layer. Cement paste has a short linear viscoelastic domain in which it behaves as a solid. In terms of deformation this linear viscoelastic domain is limited by the critical strain yc beyond which the structure is destroyed. The C-S-H formation starts with low evolution of alite which corresponds to the nucleation period. In this period concrete should be put in place. Then a strong acceleration of hydration is leading to hydration of 15% of alite and it is the setting of concrete and finally the rate of hydration continuously decreases upon the long period of time, during which concrete hardens. Besides the particles interactions the other important property of C-S-H is its porosity. C-S-H gel is a packing of nano particles and then the size of the pores is at the same scale. In the case of low w/c ratio C-S-H practically only precipitates onto the alite surfaces in the densest packing and the nano-porosity of the gel is also reduced. It also influences the properties of concrete increasing its strength.
Czasopismo
Rocznik
Strony
315--326
Opis fizyczny
Bibliogr. 40 poz., il.
Twórcy
autor
  • Universite de Bourgogne, Laboratoire de Recherches sur la Reactivite des Solides UMR CNRS Dijon, France
Bibliografia
  • 1. H. W. W. Taylor, Cement Chemistry, Academic Press, 475, London 1990.
  • 2. H. F. W. Taylor, Cement chemistry, Academic Press, 475, 1997.
  • 3. D. H. Everett, Basic principles of colloid science, Royal society of chemistry, 246, 1988.
  • 4. S. Gauffinet, et al., Observation directe de la croissance d'hydrosiiicate de calcium sur des surfaces d'alite et de silice par microscopie a force atomique. Comptes Rendus de I’Academie des Sciences - Series IIA- Earth and Planetary Science, 1998. 327(4): p. 231-236.
  • 5. S. Gauffinet, et al., AFM and SEM studies of C-S-H growth on C3S surface during its early hydration, in XXth International Conference on cement microscopy, Guadalajara, Mexico 1998.
  • 6. M. A. Schultz, L. J. Struble, Use of oscillatory shear to study flow behaviour of fresh cement paste, Cement Concrete Research, 23(2), p. 273-282(1993).
  • 7. L. Nachbaur, et al., Dynamic mode rheology of cement and tricalcium silicate pastes from mixing to setting, Cement and Concrete Research, 31(2), p. 183-192 (2001).
  • 8. C. F. Zukoski, L. J. Struble, Rheology of Cementitious systems, MRS bulletin, p. 39-42 (1993).
  • 9. A. Nonat, The structure and stoichiometry of C-S-H, Cement and Concrete Research, 34(9): p. 1521-1528 (2004).
  • 10. A. Nonat, The structure of C-S-H, Cement Wapno Beton, 2, p. 65-73 (2005).
  • 11. S. A. Hamid, The crystal structure of the 11 angström natural tobermorite Ca2.25[Si2O7.5(OH)1.5], 11H2O, Zeitschrift fur Kristallograhie, 154, p. 189(1981).
  • 12. X. Cong, R. J. Kirkpatrick, 29Si MAS NMR study of the structure of calcium silicate hydrate, Advanced Cement Based Materials, 3(3-4), p. 144-156 (1996).
  • 13. I. Klur, et al., C-S-H structure evolution with calcium content by multinuclear NMR, in Nuclear Magnetic Resonance Spectrsoscopy of Cement-Based Materials, A.-R.G. P. Colombet, H. Zanni, P. Sozzani. Editor Springer. p. 119-141, Berlin 1998.
  • 14 E. Lippmaa, et al., A high resolution 29Si NMR study of the hydration of tricalciumsilicate. Cement and Concerte Research, 12(5), p. 597-602 (1982).
  • 15. W. Wieker, et al., Solid-state high-resolution 29Si NMR spectroscopy of synthetic 14 A, 11A and 9 A tobermorites, Cement and Concerte Research, 12(3), p. 333-339 (1982).
  • 16 A. Nonat, A.C.C., D. Damidot, A new model describing the variation of C-S-H Ca/Si ratio with lime concentration in solution, Cement Wapno Beton, 5, p. 184-191 (2001).
  • 17. G. Renaudin, et al., Structural characterization of C-S-H and C-A-S-H samples-Part I: Long-range order investigated by Rietveld analyses, Journal of Solid State Chemistry, 182(12), p. 3312-3319 (2009).
  • 18. T. C. Powers, Physical properties of cement paste, „Proceedings of the fourth international symposium on the chemistry of cement, session V, paper V-1; 577-613 (1960)”, 1960.
  • 19. D L. Kantro, S. Brunauer, C. H. Weise, Development of surface in the hydration of calcium silicates, Adances in chemistry series, p. 199-219, 1961.
  • 20. H. Viallis-Terrisse, A. Nonat, J.-C. Petit, Zeta-Potential Study of Calcium Silicate Hydrates Interacting with Alkaline Cations, Journal of Colloid and Interface Science, 244(1), p. 58-65 (2001).
  • 21. C. Labbez, et al., Surface Charge Density and Electrokinetic Potential of Highly Charged Minerals: Experiments and Monte Carlo Simulations on Calcium Silicate Hydrate, J. Phys. Chem. B, 110(18), p. 9219-9230 (2006).
  • 22. A. Delville, R. J.-M. Pellenq, Electrostatic Attraction and/or Repulsion Between Charged Colloids: A (NVT) Monte-Carlo Study, Molecular Simulation, 24(1), p. 1-24 (2000).
  • 23. B. Jonsson, et al., Onset of Cohesion in Cement Paste, Langmuir 20(16), p. 6702-6709 (2004).
  • 24. H. Le Chatelier, Recherches exp rimentales sur la constitution des mortiers hydrauliques, Dunod diteurs, 1904.
  • 25. S. Garrault-Gauffinet, A. Nonat, Experimental investigation of calcium silicate hydrate (C-S-H) nucleation, Journal of Crystal Growth, 200(3-4), p. 565-574 (1999).
  • 26. S. Garrault, A. Nonat, Hydrated layer formation on tricalcium and dicalcium silicate surfaces: Experimental study and numerical simulations, Langmuir, 17(26), p. 8131-8138 (2001).
  • 27. P. D. Tennis, H. M. Jennings, A model for two types of calcium silicate hydrate in the microstructure of Portland cement pastes, Cement and Concrete Research, 30(6), p. 855-863 (2000).
  • 28. H. M. Jennings, Refinements to colloid model of C-S-H in cement: CM-II, Cement and Concrete Research, 38(3), p. 275-289 (2008).
  • 29. G. Constantinides, F.-J. Ulm, The effect of two types of CSH on the elasticity of cement-based materials: results from nanoindentation and micromechanical modeling, Cement and Concrete Research, 2450 (2003).
  • 30. S. F. Garrault, E. Lesniewska, A. Nonat, Study of C-S-H growth on C3S surface during its early hydration, Materials and Structures (Bagneux, France), 38(278), p. 435-442 (2005).
  • 31. L. Guldbrand, et al., Electrical double layer forces. A Monte Carlo study, J.Chem.Phys. 80(5) 2221-2228 (1984).
  • 32. J. Israelachvili, Intermolecular & Surface Forces, 2nd Edition, San Diego: Academic Press, Harcourt Brace & Company, 1992.
  • 33. S. P. Jiang. J. C. Mutin, A. Nonat, Studies on mechanism and physico-chemical parameters at the origin of the cement setting, I. The fundamental processes involved during the cement setting. Cement and Concrete Research, 25(4), p. 779-789 (1995).
  • 34. S. P. Jiang, J. C. Mutin, A. Nonat, Studies on mechanism and physico-chemical parameters at the origin of the cement setting, II. Physico-chemical parameters determining the coagulation process, Cement and Concrete Research, 26(3), p. 491-500 (1996).
  • 35. C. Plassard, et al., Nanoscale Experimental Investigation of Particle Interactions at the Origin of the Cohesion of Cement. Langmuir, 21(16), p. 7263-7270 (2005).
  • 36. A. Nonat, Du gâchage à I'etat durci, ce sont les mêmes liaisons qui sont à I'oeuvre, Revue française de génie civil, 2(7), p. 759-765 (1998).
  • 37. I. Pochard, et al., The effect of polycations on early cement paste. Cement and Concrete Research, 40(10), p. 1488-1494 (2010).
  • 38. A. Itul, A. N., R. Flatt, F. Svegl The effects of silanes on the hydration of cement Annales de Chimie - Science- des Matériaux, 3(sup. 11), p. 283-290 (2008).
  • 39. M. Zajac, etal., Effect of temperature on the development of CSH during early hydration of C3S, Proceedings of the 12th International Congress on the Chemistry of Cement, Edited by J.J. Beaudoin, J. M. Makar and L. Raki, 8, 13, Montreal July 2007.
  • 40. M. Zajac, S. G., A. Nonat, Effect of the hydration temperature on mechanical resistance of Portland cement mortar and paste, Cement Wapno Beton, 2, p. 68-75 (2007).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BTB2-0067-0064
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.