WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |

C4AF

Коркинский

58

19

7

15

Катав-Ивановский

60

13

11

16

Невьянский

62

14

8

15

В качестве мелкого заполнителя применялся песок кварцевый и отсев дробления щебня по ГОСТ 8736, а в качестве крупного заполнителя - щебень гранодиоритовый фракции 5…20 мм по ГОСТ 8267.

В качестве пластифицирующих добавок использовались: суперпластификатор (С-3 ТУ 5745-004-43184789-05), пластификатор ЛСТ (ТУ 13-0281036-029-94), гиперпластификаторы FS-40, Glenium 323 mix (EN 934-2: T 3.1/3.2

), органоминеральная добавка МБ10-01 (ТУ 5743-073-46854090-98).

Свойства вяжущих были определены в соответствии с требованиями ГОСТ 310.1: удельная поверхность - методом низкотемпературной адсорбции азота. Свойства мелкозернистого и тяжелого бетонов были установлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12730, ГОСТ 5802, ГОСТ 10180, ГОСТ 10181.1. Водонепроницаемость мелкозернистого и тяжелого бетонов была определена по расчетно-экспериментальному методу А.С. Королева.

Эксперименты проводились с применением методов математического планирования и статической обработки данных с получением адекватных математических моделей.

Достоверность результатов работы подтверждается использованием действующих государственных стандартов и поверенного оборудования при испытании материалов, методов математического планирования исследований и обработки экспериментальных данных, современной вычислительной техники и программного обеспечения; количеством контрольных замеров, обеспечивающих доверительную вероятность 0,95 при погрешности не более 10%. Адекватность математических моделей оценивалась критерием Фишера.

Оценка влияния полифункциональных добавок на процесс протекания гидратации цемента осуществлялась рентгенофазовым и дериватографическим методом анализа.

В третьей главе (формирование структуры и свойств цементного камня с добавкой механохимически активированного вяжущего низкой водопотребности) рассматривается влияние времени домола общестроительного портландцемента с суперпластификатором С-3, добавки механохимически активированного ВНВ на прочность цементного камня, а также влияние различных видов цементов на физико-механические свойства цементного камня вяжущего.

Исследование включало 2 стадии:

а) исследование зависимости свойств вяжущего низкой водопотребности от количества вводимого пластификатора и времени помола;

б) исследование свойств портландцемента с добавкой вяжущего низкой водопотребности различного состава.

На первом этапе исследования рассматривается влияние времени домола портландцемента ПЦ 400 Д20 Коркинского цементного завода и дозировки суперпластификатора С-3 на свойства получаемого вяжущего и цементного камня. Домол цемента производился в лабораторной вибромельнице в течение 10, 30 и 50 с. Удельная поверхность домолотого цемента с добавкой пластификатора С-3 (1,0 %) (ВНВ) для времени домола 10, 30, 50 с возрастала с 2600…2800 до 3300, 4150, 4600 см2/г соответственно.

Исследование влияния времени домола и дозировки суперпластификатора С-3 на водопотребность полученных вяжущих показало следующее: наибольший эффект (снижение водопотребности) наблюдается при введении С-3 в количестве 0,75% для не домолотых цементов, а для домолотых цементов - в количестве 1,5 %.

Исследуемые вяжущие по срокам схватывания удовлетворяли требованиям ГОСТ 10178, причем с увеличением времени домола сроки схватывания уменьшаются, а при введении суперпластификатора С-3 увеличиваются, особенно при дозировках свыше 2,5 %. Результаты исследований по определению равномерности изменения объема ВНВ показали отсутствие каких-либо дефектов, т.е. вяжущие отвечают требованиям ГОСТ 10178.

Для оценки гидравлической активности вяжущих производилось определение прочности при сжатии цементного камня в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток, на образцах-кубах с ребром 20 мм изготовленных из цементного теста нормальной густоты. Данные образцы в течение 1 суток твердели на воздухе при температуре 20 ± 2 оС и относительной влажности 98 %, а последующие 27 суток - в воде.

Исследования прочностных показателей цементного камня вяжущего в 1-е сутки твердения показали нарастающий характер прироста активности с увеличением времени домола. Влияние времени домола на прочность цементного камня в 1 сутки позволяет сделать заключение о том, что домол вяжущих с равным количеством суперпластификатора С-3 в течение 10 с приводит к увеличению прочности цементного камня в среднем на 10…20 %. Последующее увеличение времени домола до 30 и 50 с приводит к увеличению прочности в среднем до 30 % по отношению к недомолотым вяжущим. Увеличение длительности помола свыше 50 с способствует значительному повышению температуры (свыше 80 оС) и налипанию вяжущего на мелющие тела. Поэтому эффективным для получения быстротвердеющих цементных композиций является короткий домол.

Оптимальные дозировки суперпластификатора С-3 для обеспечения максимального повышения прочности в 1 сутки в значительной мере зависят от времени домола. Так, для базового цемента оптимум дозировки суперпластификатора составляет 0,75 %, а в случае домола 1,0…1,5 %. При больших дозировках наблюдается снижение прочностных показателей вследствие проявления блокирующего действия суперпластификатора на процесс гидратации в ранние сроки твердения. Данные результаты подтверждают эффективность направленной равномерной адсорбции пластификатора на всей поверхности частицы цемента, в отличие от избирательной адсорбции на минералы (C3А и С3S) с большим электрическим потенциалом базового цемента при введении добавки с водой затворения.

На 2 этапе работы определялись свойства вяжущего на основе портландцемента с добавкой ВНВ. ВНВ изготовлялись домолом ПЦ 400 Д20 Коркинского цементного завода с суперпластификатором С-3, дозировка которого составляла 1,0, 1,5, 5,0 и 10,0 %. В качестве базового цемента использовался ПЦ 400 Д 20 Коркинского цементного завода.

Результаты по определению нормальной густоты композиционного вяжущего представлены на рис. 2.

Рис. 2. Влияние содержания ВНВ в составе композиционного вяжущего

на нормальную густоту цементного теста

Характер изменения кривых водопотребности при введении ВНВ, представленных на рис. 2, позволяет разделить представленный график на два участка:

1 содержание ВНВ в составе вяжущего до 20,0 %, при котором обеспечивается интенсивное снижение водопотребности вяжущего;

2 – содержание ВНВ в составе вяжущего свыше 20,0 %, при этом водопотребность вяжущего снижается практически прямо пропорционально количеству вводимого ВНВ.

Сроки схватывания композиционного вяжущего определенные на нормальной густоте цементного теста соответствуют требованиям ГОСТ 310.3. Введение ВНВ до 40,0 % от массы вяжущего, с дозировкой С-3 1,0 и 1,5 %, сокращает начало схватывания на 10…15 мин. При содержании ВНВ до 10,0 % с дозировкой С-3 5,0 и 10,0 % также наблюдается ускорение схватывания. При процентных содержаниях добавки ВНВ с дозировкой С-3 свыше 5,0 % наблюдается увеличение сроков схватывания вследствие блокирующего действия добавки. Введение ВНВ во всех дозировках не приводит к неравномерности изменения объема цементного теста в процессе твердения.

Графики зависимости прочности цементного камня (рис.3) от дозировки ВНВ можно также разделить на 2 области:

первая – область прироста прочности при содержании ВНВ в вяжущем до 10…20 %;

вторая – область прироста прочности при содержании ВНВ более 50…60 %. Прирост прочности при низком содержании ВНВ объясняется формированием микроматрицы из камня ВНВ.

Наибольший относительный прирост прочности цементного камня наблюдается при введении добавки ВНВ от 10 до 20 %. Это проявляется при содержании в составе ВНВ суперпластификатора С-3 от 1 % до 10,0 % без проявления блокирующего эффекта. Данный факт свидетельствует об эффективности применения ВНВ именно в качестве модифицирующей добавки.

а) б)

в) г)

Рис. 3. Влияние содержания ВНВ на прочность цементного камня изготовленного из теста нормальной густоты в возрасте

а) 1 сут; б) 3 сут; в) 7 сут; г) 28 сут

Введение добавки ВНВ, также способствует увеличению плотности цементного камня. При введении ВНВ в количестве до 20 % плотность цементного камня увеличивается с 2190 кг/м3 до 2240 кг/м3 при введении ВНВ с содержанием С-3 1,0 % и до 2260 кг/м3 при содержании С-3 5,0 %.

Следовательно, увеличение прочности цементного камня в ранние сроки твердения (1 сутки) при введении ВНВ в состав вяжущего обеспечивается следующими факторами:

обеспечением стесненных условий за счет заполнения межзерновых пустот базового цемента частицами ВНВ – уплотнением структуры;

водоредуцирующим действием суперпластификатора С-3;

обеспечением высокой концентрации раствора гидратными новообразованиями высокоактивного вяжущего до первичного образования кристаллической структуры.

Для изучения влияния минералогического состава портландцемента на свойства получаемой добавки были исследованы ВНВ, на основе цементов Коркинского, Катав-Ивановского и Невьянского заводов, путем домола в вибромельнице с дозировкой суперпластификатора С-3 в количестве 1,0 %. Выбранная дозировка суперпластификатора позволяет обеспечить получение высокой прочности цементного камня ВНВ, как в ранние, так и в более поздние сроки твердения

По полученным данным прочности при сжатии цементного камня с добавками ВНВ в возрасте 1, 3 и 28 сут, можно сделать следующие выводы:

максимальный прирост прочности цементного камня 93 % (35,8 МПа) в 1 сутки твердения по отношению к контрольному бездобавочному составу (18,55 МПа) обеспечивается при введении в состав вяжущего добавки ВНВ (в количестве до 20,0 %), изготовленной на основе цемента ПЦ 500 Д0 Катав-Ивановского цементного завода. Интенсивная кинетика твердения цементного камня вяжущего с добавкой ВНВ, изготовленной при использовании ПЦ 500 Д0 Катав-Ивановского цементного завода, объясняется большим наличием центров кристаллизации, в качестве которых выступают продукты гидратации трехкальциевого алюмината;

цементный камень с добавкой ВНВ, изготовленной на основе ПЦ 500 Д 0 Невьянского цементного завода, обеспечивает наибольший прирост прочности в возрасте 3 суток по отношению к контрольному составу (42,8 МПа) на 43 % (61,2 МПа). Значительный прирост прочности в ранние сроки твердения при введение добавок ВНВ изготовленных на основе цементов ПЦ 500 Д0 Невьянского и Катав –ивановского заводов объясняется более высоким содержанием высокоактивных минералов (алита и трехкальциевого алюмината);

наименьший прирост прочности в ранние сроки твердения наблюдается при введении добавки ВНВ, изготовленной на основе ПЦ 400 Д20 Коркинского цементного завода. 25,3 МПа (34 %) в первые сутки и 51,2 МПа (20 %) ;

в 28 суток прочностные характеристики цементного камня изготовленного с использованием добавки ВНВ на основе цементов ПЦ 500 Д0, так же отличаются более высокими показателями (свыше 80 МПа) по отношению к составам с добавкой ВНВ на основе ПЦ 400 Д20 (не более 68 МПа).

Таким образом, введение добавок ВНВ, изготовленных на основе портландцементов с большей гидравлической активностью, обусловленной минералогическим составом клинкера, позволяет достигать более высоких приростов прочности во все сроки твердения.

Плотность цементного камня с увеличением содержания добавки ВНВ в составе вяжущего по отношению к контрольному составу повышается во всех случаях.

Рентгенофазовый анализ цементного камня, изготовленного из вяжущего на основе цемента (ПЦ 400 Д20 Коркинского цементного завода) и вяжущих с содержанием добавки ВНВ (с дозировкой суперпластификатора С-3 1,0 %) на основе ПЦ 400 Д20 Коркинского и ПЦ 500 Д0 Невьянского цементного завода в возрасте 1 сут показал, что степень гидратации с введением добавки ВНВ в первые сутки выше по отношению к контрольному. Данный факт подтверждается снижением интенсивности пиков негидратированных С3S и С2S.

Результаты определения количества свободного гидрооксида кальция (дериватографический анализ) показали, что в цементном камне на основе стопроцентного ВНВ количество свободной извести снижается во все сроки твердения. Однако в цементном камне с добавкой ВНВ количество свободного гидроксида кальция в ранние сроки твердения увеличивается.

Микроструктура цементного камня композиционного вяжущего [с содержанием ВНВ (С-3 6,0 %) 10 % ] (рис. 4) представлена плотными аморфизированными кристаллогидратами, на поверхности которых выкристаллизовалась гидроокись кальция в слабозакристаллизованной форме (рис. 4в) в отличие от микроструктуры цементного камня, изготовленного на общестроительном портландцементе без добавок (рис. 4а).

Таким образом, введение ВНВ в состав композиционного вяжущего, способствует образованию в ранние сроки повышенного количества слабозакристаллизованных гидратных образований с высокой адсорбционной способностью по отношению к ионам Ca2+, приводящей к повышению степени гидратации основного портландцемента в составе вяжущего.

а) б) в)

Рис. 4. Микроструктура цементного камня

а – портландцемента ПЦ 400 Д20; б – вяжущего низкой водопотребности с содержанием С-3 1,0 %; в – композиционного вяжущего с добавкой ВНВ С-3 10,0 %

В четвертой главе (влияние добавки вяжущего низкой водопотребности на свойства мелкозернистого бетона) рассматривается влияние добавки ВНВ на свойства мелкозернистого бетона. В данном исследовании содержание ВНВ в составе вяжущего ограничивалось 25 % на основе ранее выявленного диапазона эффективного содержания добавки. Содержание суперпластификатора С-3 в составе ВНВ составляло 1, 2, 4, 8 %. Добавка ВНВ изготовлялась на основе ПЦ 400 Д20 Коркинского цементного завода, путем домола в вибромельнице в течение 50 с. В качестве исходного вяжущего использовался ПЦ 400 Д20 Коркинского цементного завода.

Pages:     | 1 || 3 | 4 |






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