(решение задач блока КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ, как и других блоков, позволит отобрать ТРЕХ человек на очный тур, набравших при решении задач ЭТОГО блока наибольшее количество баллов. Дополнительно по результатам очного тура эти претенденты будут бороться за специальную номинацию «Конструкционные и строительные наноматериалы». На очный тур будет отобрано также еще 5 человек, набравших наибольшее абсолютное количество баллов, поэтому после решения задач по своей специальности есть полный смысл решать задачи из других блоков.)
В свое время известный французский философ Рене Декарт писал: «Между машинами, сделанными руками мастеров, и различными телами, созданными одной природой, я нашел только ту разницу, что действия механизмов зависят исключительно от устройства различных трубок, пружин и иного рода инструментов, которые всегда настолько велики, что легко могут быть видимы, тогда как, напротив, трубки и пружины, вызывающие действия природных вещей, обычно бывают столь малы, что ускользают от наших чувств». Строительный материал на основе портландцемента - тоже достаточно сложная, в каком-то смысле, «живая» и эволюционирующая система с большим количеством «минералов» различной степени гидратации, да и еще с аморфной гелеобразной фазой.
1. Перечислите основные клинкерные минералы, составляющие портландцемент (2 балла). Какой минерал отвечает за набор прочности в цементном камне в первые трое суток, как изменение степени дисперсности этой фазы может сказаться на механических характеристиках (2 балла)? Избыточное содержание какого клинкерного минерала в наибольшей степени снижает прочность цементного камня?(2 балла)
Сложность в исследовании эволюции строительных материалов на основе портландцемента заключается не только в идентификации всех фаз, присутствующих в системе, но и в управлении процессом гидратации, хотя даже механизм гидратации вяжущих материалов еще до конца не изучен. Например, если заменить атом водорода в воде на дейтерий, прочность цементного камня резко снижается.
2. Приведите формальную схему гидратации основных клинкерных минералов (1 балл). Предположите, по какому механизму может протекать процесс гидратации; почему замена атома водорода в воде на дейтерий приводит к снижению прочности цементного камня (3 балла)?