Наука о бетоне. Физико-химическое бетоноведение. Перевод с английского..

Известные канадские ученые освещают проблемы управления свойствами цементных материалов на основе современных достижении химии и технологии бетонов. Приведены сведения о новейших методах исследования микроструктуры цементного камня. Рассмотрены вопросы утилизации попутных продуктов и отходов многотоннажных производств для получении вяжущих веществ и бетонов на их основе, а также важнейшие аспекты взаимодействия бетонов с окружающей средой. Для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских и проектных организаций «… Предисловие к русскому изданию. Книга «Наука о бетоне» во многом необычна Прежде всего тематику ее почти невозможно вписать в рамки какого либо одного, пусть даже самого емкого определения. Сами авторы формулируют главную идею, которой они прониклись при написании этой книги, как желание перекинуть мост между химией (и физико-химией) цемента и технологией бетона. Можно согласиться с тем, что такая задача очень важна ведь цемент — основная и в то же время наиболее изменчивая и сложная по свойствам и выполняемым ею функциям составляющая бетонной смеси; соответственно многие проблемы, возникающие в технологии монолитного и сборного бетона и железобетона, можно было бы решить более удачно, если бы строители и специалисты по бетону владели всей совокупностью современных представлений о процессах, протекающих при гидратационном твердении минеральных вяжущих веществ. С другой стороны, несомненно, что и инженерно-техническим работникам цементной промышленности необходимо ясное понимание основополагающих принципов применения цемента в бетоне и тех его характеристик, которые в наибольшей мере ответственны за получение высококачественных долговечных изделий и конструкций Нам представляется, однако, что главную задачу книги нельзя свести лишь к наведению мостов между химией цемента и технологией бетона. Содержание книги «Наука о бетоне» ближе всего соответствует определению «Основы физико-химического бетоноведення». Это означает, что теоретическим фундаментом книги служит новая пограничная область научных знаний — физико-химическая механика, а её прикладное, материаловедческое значение определяется термином «бетоноведение». Как известно, одно из важнейших направлений физико-химической механики, сформулированных её основоположником акад. П. А. Ребиндером, - нахождение взаимосвязей между физико-химическими характеристиками концентрированных дисперсных систем, к которым в полной мере относятся цементные пасты, с их структурно механическими свойствами Следовательно физико-химическое бетоноведение представляет собой логическое развитие дисциплины «технология бетона», подведение под нее строгой научной базы. Однако книга «Наука о бетоне» — не учебник, хотя ее польза для студентов строительных вузов, стремящихся к углубленному изучению ряда аспектов технологии бетона, несомненна. На наш взгляд, едва ли не главное достоинство этой книги — подход ее авторов к решению практически всех кардинальных задач Если во многих книгах по технологии бетона во главу угла ставится вопрос, как получить, тот или иной технический эффект, как обеспечить максимальную экономию трудо- и энергозатрат и т.д., то В.С.Рамачандран, Р. Ф. Фельдман, Д.Д Бодуэн, не забывая об этой стороне дела, все же на первый план выдвигают вопрос: почему? Такая постановка задачи естественна для физико-химического бетоноведения, которое, мы убеждены в этом, не только удачно дополняет чисто технологический подход, но и усиливает его. давая в руки специалистов по технологии бетона ясное понимание процессов, лежащих в основе используемых ими операций; это делает их действия более целенаправленными. Нельзя не отметить еще одну особенность, которая, несомненно, бросится в глаза тем, кто подробно ознакомится с содержанием всех её глав: эта книга — подлинный гимн эксперименту, причем не просто опытной проверке фактов, а тщательно продуманной системе тонких экспериментальных исследований с применением всего арсенала современных физических, физико-химических и химических методов, опирающихся на прецезионную аппаратуру и безукоризненную технику. Причем дело не только в том, что каждый сколько-нибудь серьезный вывод проверяется с помощью нескольких независимых методов исследования, а и в том, что и сам вывод вытекает из детального критического анализа всех имеющихся опытных данных. Не случайно авторы наряду с основным названием книги предложили и второе, разъясняющее «Трактат о современных исследованиях» При этом они не боятся поднять дискуссионные вопросы и признаться в том, что некоторые из них не находят еще удовлетворительного объяснения. В то же время они не решаются обсуждать проблемы (например, связанные с механизмом гидратации минеральных вяжущих веществ), которыми они непосредственно не занимались. Подобный критический подход без навязывания читателю какой-то одной концепции. с подробнейшим обсуждением всех следствий, вытекающих из полученных экспериментальных данных, и с построением как математических, так и физических моделей, подвергаемых затем повторной скрупулезной проверке и анализу, делает эту книгу, несомненно, особенно нужной прежде всего молодым специалистахм - строителям и технологам широкого профиля, раскрывая перед ними весь ход физико-химического мышления от определения задач до их экспериментальной проверки и обсуждения, в то же время авторы знакомят читателя с методологией современных экспериментальных исследований. Особенность книги состоит и в том, что авторы достаточно подробно излагают в ней не только разные аспекты использования цемента, но и вопросы, не имеющие прямого отношения к цементным материалам. Так, в книге анализируются перспективы самостоятельного применения фосфатного вяжущего и серного бетона, твердение которых протекает по иным механизмам, чем цементных материалов. Вместе с тем в книге практически совсем не представлены данные о механизме гидратации при твердении минеральных вяжущих веществ, безусловно, весьма актуальные для той области знаний, которая призвана объединить химию цемента с технологией бетона. Кроме того, много внимания авторы книги уделяют использованию всевозможных отходов и попутных продуктов, причем наряду с традиционными техногенными веществами (например шлаками и золами, сульфатом кальция и некоторыми другими, широко используемыми в цементной промышленности) анализируются и перспективы применения таких материалов, как бой стекла и кирпича, отслуживший свой век старый бетон, остатки от сжигания бытового мусора и т. д., утилизация которых хотя и имеет существенное экологическое значение, не представляет особого интереса дли специалистов по цементу. Книга «Наука о бетоне» состоит из десяти глав, причем по замыслу авторов каждая из них может изучаться самостоятельно. В подобной идее имеются и свои достоинства, и недостатки. К последним относится неизбежность некоторых повторений, поскольку при всей специфике каждой главы их объединяет общность проблематики. Естественно, что авторы в неодинаковой мере владеют всеми вопросами, поднятыми в книге. Так, по нашему мнению, в наибольшей степени им удалось изложить тематику, посвященную микроструктурным аспектам и формированию прочности искусственного камня из цемента и других вяжущих, вопросам ползучести и усадки капиллярно пористых тел, дисперсному армированию и пропитанным системам (у нас их чаще называют бетонополимерами) и отдельным аспектам долговечности бетона. Вместе с тем проблемы применения добавок, коррозии бетона и железобетона и некоторые другие освещены сравнительно менее подробно и обстоятельно. Вызывает сожаление недостаточное знакомство авторов книги с советской научной литературой по этим вопросам. Для тех читателей, которые интересуются получением более глубоких сведении по анализируемым в книге проблемам, мы рекомендуем в дополнение к уже цитированной авторами советской научной литературе ознакомиться, в первую очередь, со следующими монографиями ученых СССР: - по гл. 1 — 3 — с трудами П А. Ребиндера, Е Д Щукина и их сотрудников, 3. Н. Цилосани и А. Е. Шейкнна; - по гл. 4 и 5 — В. Г. Батракова, Ф Л Глекель, Д. В. Лагойды. С. А. Миронова, Т И. Розенберг, А. В. Саталкина, В. А. Солнцевой и О. С Поповой; - по гл. 6 и 7 — Ю. М. Баженова, И. К. Касимова, В. И. Соломатова, Д. А. Угинчуса и Г. А. Улитиной; - по гл. 8 и 9 — П. И Боженова, Г. Д. Диброва, И. В. Кравченко, Г. К. Красильникова, Л В. Никитиной и Н. Н. Скоблинской, 3 М Ларионовой. Ю. Г. Мещерякова. А. А. Пащенко, С. М. и Г. С. Рояков, А. М. Сергеева; - по гл. 10 — С Н. Алексеева, В И. Бабушкина, Г П. Вербецкого, Г. И. Горчакова с сотрудниками, Е. А. Гузеева, Ф.М. Иванова, О.В. Кунцевича, В.М. Москвина, А.М. Подвального, А.Ф. Полака, А.Е. Шейкина, С.В. Шестоперова и других авторов. В монографиях этих ученых приводится обстоятельная библтография, охватывающая практически все публикации советских и зарубежных авторов по соответствующим проблемам поэтому большая часть сонографий перечисленных ученых приведена в дополнительных списках литературы в соответствующих главах. Однако вряд ли следует упрекать авторов за то, что в книге не содержится исчерпывающий литературный обзор по всем аспектам поднятых в ней проблем: ведь такая задача, в сущности, ими не ставилась. Более того, мы считаем, что ими проведена колоссальная работа, которая под силу лишь наиболее квалифицированным и эрудированным ученым. Вот только некоторые цифры: при написании этой книги авторы дают ссылки на 793 источника! При этом книга не может претендовать на полное освещение всей проблематики по физико=химическому бетоноведению. Поэтому не случаен состав авторского коллектива: к тому, что уже сказано о нем во введении, написанном К.Б. Крауфордом, можно добавить следующее. В. С. Рамачандран хорошо известен в СССР благодаря своей весьма удачной во всех отношениях монографии «Применение дифференциального термического анализа в химии цементов» переведенной на русский, и книге «Хлористый кальций в бетоне», а также многочисленным публикациям по добавкам к цементным материалам и по другим проблемам физико-химии бетона. Р.Ф.Фельдману принесли широкую известность во всем мире его прецезионные исследования поровой структуры цементного камня (авторы называют его пастой), ползучести и усадки цементных материалов. Д. Д. Бодуэн специализируется преимущественно в области пропитанных систем, серного бетона и по некоторым другим проблемам, требующим тонких экспериментальных исследовании. Все три автора — постоянные участники Международных конгрессов по химии цемента и различных симпозиумов по широкому спектру вопросов, составляющих основы современной экспериментально-теоретической науки, названной нами физико-химическим бетоноведением. Мы выражаем полную уверенность в том, что эта книга будет с интересом встречена советской научной и инженерно-технической общественностью и принесет несомненную пользу всем, кто творчески работает в области применения вяжущих и технологии бетона. Редактор перевода, доктор химических наук, профессор Ратинов В.Б. …» Книга приводится в открытом доступе впервые.