WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Смысл применения дисперсий гидрозолей коллоидного (нано) размера для повышения эффективности свойств ТЦК, в соответствии с работами ученых кафедры «Инженерная химия и естествознание» ПГУПС, развитых ими для тяжелых (Л.Б. Сватовская, В.Я.Соловьева, И.В. Степанова) и легких бетонов (А.М. Сычева, И.П.Филатов ), состоит в том, что коллоидные частицы могут блокировать микро и мезо- поры, имеющие такие же размеры, как и коллоидные дисперсии – до 100 нм, что может способствовать повышению плотности структуры ТЦК со всеми соответствующими эксплуатационными последствиями – ростом прочности на сжатие и на растяжение при изгибе, трещиностойкости, водонепроницаемости, морозостойкости, кроме того частицы коллоидного размера способны сдвигать кислотно – основное равновесие в твердеющей системе в сторону образования гидросиликатов с учетом мицеллярного строения частицы и за счет высокой удельной поверхности способны обеспечить ТЦК при нанесении на основание высокую клеящую способность. Представления об использовании электролитов для их проникающего действия в бетонную основу состоит в учете их химического взаимодействия с составляющей бетона-основания; смысл учета контактной зоны при взаимодействии наносимого покрытия и поверхности бетонного основания состоит в учитывании возможности донорно-акцепторного взаимодействия между ними и увеличения таким образом адгезии.

В исследованиях данной работы использовался эффективный состав для гидроизоляционной ТЦК, включающий традиционные компоненты, которые во всех случаях были одинаковые, такие как, например, цемент, песок, фр. (0~0,63 мм), доломитизированный известняк, микрокремнезем, СПС – 3. Данный состав назван базовым или контрольным. Использовались цементы Северо-Западного региона России: ПЦ400Д20 ОАО «Пикалевский цементный завод», ПЦ400Д20 ОАО «Сланцевский цементный завод», ПЦ500Д0 ОАО «Сланцевский цементный завод», напрягающий цемент НЦ-10 по ТУ 5743-072-46854090-98, а также кремнезоль, который был разработан и изготовлен на кафедре «Инженерная химия и естествознание» ПГУПС.

Проведенные исследования показали, что при использовании добавки золя ортокремниевой кислоты цементная композиция, исследованная по ГОСТ 5802-86, отличается пониженной пористостью независимо от используемого цемента, о чем можно судить по уменьшению водопоглощения, до значения 2.85 – 2.5 % при 0.3 мас.% кремнезоля от массы цемента (рисунок 2) и уменьшается на 18-23 относительных % по сравнению с базовым составом.

Рисунок 2. Взаимосвязь водопоглощения раствора ТЦК (по ГОСТ 12730.3-78) и количества кремнезоля

1-ПЦ400Д20 (Пикалевский);

2-ПЦ400Д20 (Сланцевский);

3- ПЦ500 Д0 (Сланцевский);

4- НЦ-10

Об уплотнении структуры в присутствии кремнезоля свидетельствуют и данные по исследованию пористости структуры, проводимые при помощи автоматического анализатора изображений «ВидеоТест», которые показали, что в активированном образце присутствуют поры в основном небольшого размера 0,03– 0,12 мм; количество более крупных пор, размером (0,09 – 0,21) мм уменьшилось. Распределение пор по размерам представлено на рис.3

Рисунок 3. Распределение пор по размерам

Физико-химическими методами исследования обнаружено, что в присутствии кремнезоля повышается степень гидратации цемента и появляются низкоосновные гидросиликатные фазы, данные дифференциально – термического исследования (таблица 1) также подтверждают усиление гидратационных процессов в присутствии кремнезоля, поскольку общее количество химически связанной воды увеличивается на 26% по отношению к базовому составу ТЦК и образование низкоосновного гидросиликата Ca по наличию экзотермического эффекта в области температур 837С.

Таблица 1

Результаты дифференциально-термического анализа цементного камня, активированного кремнезолем

Добавка

Эффекты на дериватограмме,С

Потери при эффектах, %

I

II

III

IV

V

VI

I

II

III

IV

V

VI

ТЦК базовый

(-)135

(-)182

-

(-)515

(-)795

8

2

-

7

6

23/100

ТЦК базовый с кремнезолем

(-)129

(-)178

(-)370

(-)510

(-)793

(+)837

11

5

3

3

7

29/126

(-) - эндотермический эффект; (+) – экзотермический эффект

Повышение гидратационной активности цемента в присутствии кремнезоля подтверждается и данными ИК-спектроскопических исследований. На ИК-спектрах (рисунок 4) на кривой 2 увеличиваются полосы поглощения в области (1680; 3150 – 3600) см -1, соответствующие деформационным и валентным колебаниям молекул воды.

Интенсивность полосы поглощения

Рисунок 4. ИК-спектры образцов ТЦК

1-базовый состав ТЦК;2- базовый состав ТЦК, активированный кремнезолем

Данные калориметрических исследований так же подтверждают, что в присутствии кремнезоля происходит усиление степени гидратации цемента - общее количество тепла, выделяющееся к 72 часам химического взаимодействия на 17 % выше относительно базового состава.

Таким образом, физико-химические исследования подтвердили, что в присутствии кремнезоля SiО2 nН2О увеличивается плотность материала и усиливается степень гидратации цемента с образованием повышенного количества гидратных соединений, в том числе и низкоосновных гидросиликатов кальция.

Поскольку, одной из наиболее важных характеристик ТЦК является трещиностойкость, косвенной оценкой которой может быть отношение прочности на растяжение при изгибе к прочности на сжатие, были проведены исследования и получены результаты по изменению всех видов прочности и трещиностойкости строительных растворов для ТЦК в соответствии с ГОСТ 5802-86 при использовании различных цементов северо-западного региона (рисунок 5).

а)

б)

Рисунок 5. Взаимосвязь прочности на растяжение при изгибе (а) и трещиностойкости (б) ТЦК (возраст 28 суток) от количества кремнезоля

1 – ПЦ400Д20 (Пикалевский); 2 – ПЦ400Д20 (Сланцевский);

3 – ПЦ500Д0 (Сланцевский); 4 – НЦ-10

Исследования показали, что для всех видов цемента при рациональном количестве добавки кремнезоля 0,3 мас.% от массы цемента происходит повышение прочности на сжатие и при этом наблюдается повышение прочности на растяжение при изгибе в зависимости, представленной на рисунке 5(а). Рисунок 5(б) показывает, что процент повышения трещиностойкости ТЦК, в присутствии кремнезоля более высокий (19-22)% при использовании цементов пониженной трещиностойкости Сланцевского ПЦ500Д0 и ПЦ400Д20 и более низкий ( 11-16)% при использовании цементов повышенной трещиностойкости, НЦ-10 и Пикалевского ПЦ400Д20.

Кроме выше приведенных исследований представляло интерес изучения изменения прочности на сжатие композиционного материала во времени (таблица 2).

При использовании Сланцевского ПЦ400Д20 и НЦ-10 получены зависимости по изменению прочности на сжатие ТЦК во времени аналогичные представленным в таблице 2.

Сравнительный анализ полученных данных показывает, что прочность на сжатие ТЦК, активированной кремнезолем, повышается на протяжении всего анализируемого периода и в возрасте 210 суток, на (22-27)% превышает прочность на сжатие базового состава ТЦК.

Далее была исследована морозостойкость и водонепроницаемость ТЦК. Морозостойкость ТЦК определялась по ГОСТ 5802-86, а водонепроницаемость определяли по ГОСТ 12730.5-84. Полученные результаты представлены в таблице 3.

Таблица 2

Кинетика изменения прочности на сжатие ТЦК

№ п/п

Цемент, наименование,

завод изготовитель

Кренезоль, масс. %

от массы цемента

В/Ц

Прочность на сжатие, МПа

Возраст, сутки

3

7

28

56

90

120

150

180

210

1

ПЦ400Д20

ОАО «Пикалевский цементный завод»

0,48

10,5

38,0

18,7

68,0

27,5

100

29,4

107,0

30,4

110,5

31,7

115,2

32,2

117,2

33,4

121,5

33,5

121,9

0,3

0,47

14,8

54,0

25,0

91,0

36,3

132,0

36,8

134,0

37,3

135,7

37,7

137,0

38,1

138,7

38,4

139,5

39,3

143,0

2

ПЦ500Д0

ОАО «Сланцевский цементный завод»

0,49

9,3

34,0

17,7

65,0

27,3

100

28,0

102,6

28,6

104,9

29,2

107,1

29,5

108,2

29,8

109,3

29,8

109,3

0,3

0,48

12,6

46,0

22,9

84,0

35,8

131,0

36,3

133,0

36,8

135,0

37,4

137,0

37,9

139,0

38,5

141,0

38,8

142,0

(-)Подвижность растворной смеси ТЦК по глубине погружения конуса = 9 см

Таблица 3

Морозостойкость и водонепроницаемость ТЦК

Состав покрытия

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»