Основные химические процессы при взаимодействии с водой цементного порошка (портландцемента) и последующем твердении раствора (как совершенно справедливо было указано в ряде ответов): гидролиз силикатов (Ca3SiO5 и Ca2SiO4) кальция с формированием частично закристаллизованных гидросиликатов кальция переменного состава (“C-S-H гель”) и близкого к насыщению водного раствора Ca(OH)2 в жидкой фазе. Сложность протекающих процессов вызвана многофазностью и полидисперсностью системы. Требовалось рассмотреть возможное влияние добавок на протекание различных стадий именно этого процесса и/или микро(нано)структуру образующего при введении добавок композита.
Вопросы 1-3 давали в сумме 6 баллов на 3 рассматриваемых добавки, т.е. по 2 балла на добавку (предлагалось указать, какое она окажет влияние на материал и обосновать ответ).
А) углеродные нанотрубки. Ожидалось (и это было указано в ряде ответов), рассмотрение их как центров кристаллизации гидросиликатов, причем (из-за анизотропии трубок), также задающих направление дальнейшего роста игольчатых гидросиликатных частиц, также (и это тоже упоминалось в некоторых ответах) возможно действие углеродных нанотрубок как ПАВ с пластифицирующим раствор эффектом. Наиболее частый ответ «армирование» НЕ ЗАСЧИТЫВАЛСЯ, если в его обоснование было указано только «они (нанотрубки) же такие прочные…» - поскольку эффективность армирования в равной степени зависит от прочности армирующего материала и от сцепления его с армируемой матрицей (с последним фактором у углеродных нанотрубок есть изрядные проблемы). Этот же ответ ЗАСЧИТЫВАЛСЯ при рассмотрении в обосновании этого обстоятельства.
Б) микро(нано-)кремнезем. Частицы SiO2 с развитой активной поверхностью активно реагируют с сильнощелочным раствором, ускоряя формирование гидросиликатов и, таким образом, схватывание и набор прочности материалом («пуццолановый эффект»), кроме того, происходит и заполнение пор.
В) асбестовое волокно. Классический и высокоэффективный армирующий материал (именно в силу сказано ранее про эффективность армирования). Может также выступать и в роли центров кристаллизации.
Вопрос 4. Предложение, не выглядящие полным бредом с т.з. химии и физики, оценивались в 2 балла при наличии обоснования, в 1 балл – при его отсутствии.
