Rané stádioum tuhnutí cementové pasty

Abstract

Cílem práce bylo vypracování popisu raného stadia hydratace cementové pasty na mikroskopické (resp. mezoskopické) úrovni. Disertace obsahuje teoretický popis procesu tuhnutí cementové pasty, který je podpořen experimentálním měřením úzce souvisícím s nukleačními procesy probíhajícími v daném systému. V práci je formulován fyzikální popis hydratačních procesů pomocí teorie fázových přechodů I. druhu (solidifikace) a nukleační teorie. Použitý model je aplikován na relativně jednoduchý systém (portlandit + voda). Byly určeny základní charakteristiky nukleačního procesu: rozměry kritického zárodku portlanditu, nukleační bariéra, poměrná nukleační rychlost v závislosti na stupni přesycení roztoku molekulami portlanditu a na teplotě. V rámci modifikované titrační metody byla určena časová závislost koncentrace vápenatých iontů v hydratující cementové pastě pro různé hodnoty vodních součinitelů. K doplnění komplexnosti celé práce byly naměřeny i změny elektrické vodivosti hydratující cementové pasty v čase.

The aim of this work was to compile a description of the early stage of cement paste hydration to a microscopic (or mesoscopic) level. This thesis includes a theoretical description of the setting process of cement paste, which is supported by experimental measuments closely related to nucleation processes underway in this system. In this work I have formulated a physical description of the hydration processes with the aid of the theory of type I phase transitions (solidification) and nucleation theory. The used model is applied to a relatively simple system (portlandite + water). The basic charactersitics of the nucleation process were identified: the size of critical clusters of portlandite, the critical free energy and the relative nucelation rate depending on the level of supersaturated portlandite molecule solution and temperature. Within the modified titration method the time dependence of the concentration of calciums ions in hydrating cement paste for various values of w/c ratios was established. To complete the whole process the changes in the electrical conductivity of hydrating cement paste in time were measured.