Твердеющие вяжущие вещества минерального происхождения ведут себя подобно слабым электролитам, что подтверждается экспериментально при наблюдении за кинетикой изменения рН и рСа [1,2], электропроводности и удельного сопротивления [3–5] суспензий гипсовых и цементных вяжущих.

Поскольку растворимость полугидрата  сульфата кальция в водной сре-де относительно невысока (6–8 г/л), он также обладает свойствами сла-бых электролитов.  Причем такой электролит существенно отличается от классических электролитов тем, что со временем превращается в твердое тело, т.е. является твердеющим электролитом.

В гипсовом тесте параллельно и независимо от процесса электролити-ческой диссоциации сульфата кальция протекают процессы гидролиза, растворения, гидратации и кристаллизации. Концентрация основных ионов (SO42–, Ca2+, H+, OH–, HSO4–, CaOH+) и молекул (CaSO4, CaSO4•2H2O, H2O) в гипсовом тесте непосредственно связана с процес-сом твердения и изменяется во времени.

Во всех этих процессах важную роль играет состояние поверхности твердой фазы вяжущего, определяющее природу и концентрацию ки-слотных центров. Кислотные центры поверхности гипса разрушают кластеры воды;  приводят к нарушению равновесия систем:  ион дефек-та – вода, растворенный ион – вода.  По мере увеличения количества активных молекул равновесие все более смещается в сторону разрушения образовавшихся ранее структур с переходом поверхностных ионов в раствор. Вблизи каркасных ионов происходит расщепление воды с выделением в раствор ионов H+  и  OH– . Причем для успешной гидратации жидкая фаза должна обладать более высокой группой симметрии, чем кристаллическое соединение. Изучая кинетику изменения величины рН твердеющих гипсовых систем, можно контролировать сам процесс гидратации и твердения гипса.

Исследования Будникова П.П., Булгакова Э.Х., Маштакова А.Ф., Капа-чаускаса И. И др. ученых подтверждают взаимосвязь электрохимиче-ских процессов с процессами гидратации и твердения вяжущих систем. Электрохимические методы – это новые оперативные способы кон-троля над технологическими процессами производства строительных материалов. Развитие, усовершенствование и появление новых физико-химических методов исследования дают возможность более глубоко и всесторонне познать механизм  твердения гипсовых вяжущих.

Таким образом, дисперсная среда, образованная гипсовым вяжущим может служить источником получения необходимой информации о процессах твердения и структурообразования искусственного каменно-го материала.

Целью работы было: определение взаимосвязи между изменением вели-чины рН и рСа во время твердения гипсового теста и сроками схваты-вания, содержанием гидратной воды, тониной помола, генезисом ис-ходного гипсового сырья и другими показателями гипсовых вяжущих.

В качестве исходного сырья использовали строительный гипс Курского АООТ “Керамик” марки Г-4 Б II  ГОСТ 125-79 и строительный гипс Г-3 НПО “Интеграл” г. Казань.

Нами предложен потенциометрический метод контроля процессов гид-ратации и твердения вяжущих веществ, основанный на исследовании кинетики изменения рН и рСа твердеющих систем. Измерения выпол-нены в суспензиях с содержанием твердой фазы 7–10 мас.%, с примене-нием стеклянного электрода, так как он характеризует изменение ак-тивности водородных ионов и почти не меняет потенциала при измене-нии концентрации других ионов, и мембранного кальцийселективного электрода ЭМ-Са-01. Сроки схватывания определялись также по стан-дартной методике с помощью прибора Вика согласно ГОСТ 23789–79 .