Tímarit Verkfræðingafélags Íslands - 01.06.1949, Qupperneq 13

TlMARIT V.P.I. 1949
39
Sements sam'oönd Fyrstu stig hydrationar
Efni I harönaðri
steinsteypu
3CaOSiO_
(29-15 %>
2Ca0Si024H20+Ca(OH)2
(+3Ca0Si02)
P
-2Ca0Si02 -
(15 - 429Í)
3Ca0Al20^
(7- 18
2Ca0Si02+(2Ca0Si02iH20+Ca(0H)2)
3Ca0Al203xH20
Í2Ca0Si02xH20
< sío2xh2o
3Ca02Si02xH20
Ca(OH)2
3CaOAl2036H20
(4CaOAl203xH20)
4Ca0Al20^Fe20^—►SCaOAlgO^xH^O+CaOFe^O^xH^O
(2 -lo*) f j
CaSO 2H20 ----3Ca0Al203(l-3)CaS04(12-31.5)H20
( %)
hydreruö sulpho-
aluminöt.
fljótt, en með því að bæta gipsi við sementið er kom-
ið í veg fyrir það. Gipsið verður þess valdandi, að
hydreruð sulfo-aluminöt myndast og halda hydration
aluminatanna niðri, sennilega með því, að þau falla
út á yfirborði aluminat-kristallanna.
2Ca0Si024H20 er hið raunverulega sementslím.
Það fellur út sem amorft hlaup úr yfirmettuðu upp-
lausninni, sem myndast þegar nægu sementi er bland-
að í vatn til þess að mynda efju.2) Upplausn se-
mentssambandanna er tafin með því, að kalkrík
himna af aluminötum umlykur nærri strax sements-
kornin. Trikalsiumsilikat, sem aðallega myndar þetta
hydrat, myndar einnig kalsíumhydroxid, sem kristal-
iserast í massanum. Önnur hydreruð sambönd, svo
sem tvísölt af kalsiumaluminati o. fl., hafa minni
áhrif á byggingu steypunnar, og mun því ekki rætt
frekar um þau hér.
Ekki er enn ljóst, hvernig útfellingin á 2CaOSi02
4HaO fer fram. Sambandið virðist vera amorft, en
getur þó innihaldið örfína kristalla. Hugsanlegt er,
að útfellingin geti farið fram á a. m. k. þrennan hátt:i).
í fyrsta lagi má hugsa sér, að útfellingin fari fram
við yfirborð sementskornanna, að vatn smjúgi hydrat-
himnuna og að ný hydratmyndun að innan ryðji fyrstu
hydratmyndununum á undan sér. I öðru lagi má
hugsa sér, að silikatupplausnin smjúgi í gegnum
hydrötin, sem áður hafa fallið út, og að útfellingin
byggist þannig upp utan frá. I þriðja lagi getur það
verið, að þessi kolloidal yfirmettaða upplausn myndi
hlaup og að hydrationin fari síðan fram innan þessa
hlaups. Sennilegt er, að allar þessar útfellingar eigi
sér stað, ýmist samtímis eða á mismunandi hörku-
stigum og eftir öðrum aðstæðum. Árangurinn af öll-
um þessum tegundum af útfellingum hlýtur þó alltaf
að verða sá sami. Massinn heldur áfram að þykkna
kringum sementskornin, þangað til annaðhvort, að
öllu sementskorninu er breytt í sementshydröt eða
að frekari hydration sementskornsins verði ómögu-
leg vegna þéttleika massans, sem lykur utan um það.
Jafnframt þessari hydration og í áframhaldi af
henni fer svo fram geo-kemisk umkristaliserun i
steypunni, og eru henni víst engin tímatakmörk sett.
Mynd sú, sem hér hefur verið brugðið upp af þeim
efnabreytingum, er eiga sér stað við uppbyggingu á
,,struktur“ hydreraðs portlandssements, fer ekki í
bága við þær höfuðkenningar, sem settar hafa ver-
ið fram um hörðnun á sementi. Bæði kenning Le
Chateier um það, að styrkleiki sementsins sé kom-
inn fram við myndun á samtvinnuðu kristalneti, og
eins kenning Michaélis um það, að styrkleikinn sé
kominn fram fyrir „innere Ausbáugung“ í kolloidal
hlaupi, virðast vera réttar, því að hvort tveggja kem-
ur fyrir við storknun og hörðnun sementsins. Til eru
líka sement, sem ekki virðast mynda neitt hlaup, en
ná samt háum styrkleika, og önnur efni, sem ekki
mynda neina kristalla, en ná þó háum styrkleika.
Þótt hér hafi verið rætt um efnabreytingar í sem-
entsefju og sementi, þá gildir það vissulega einnig,
þótt saman við þessa efju sé bætt óvirkum steinefn-
um, þ. e. a. s. þessar sömu efnabreytingar eiga sér
stað í steinsteypu.
Áhrif of mikils vatns á styrkleika steypunnar eru
því fyrst og fremst þau, að hydreruðu efnin, er se-
mentið myndar, nægja ekki til þess að þétta allt
hlaupið, sem myndast við storknun ef junnar. Hlaup-
ið verður því gljúpt og steypan veik. Vatnið, sem ekki
bindst sementinu, verður eftir sem fylling í hlaupinu
og innilykst af því.
I hæfilega blautri steinsteypu má gera ráð fyrir,
að um helmingur blöndunarvatnsins bindist sem-
entinu, en afgangurinn verður eftir sem fylling í
hlaupinu. Það vatn, sem ekki bindst sementinu, má