РАЗДЕЛ 2
Применяемые МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Применяемые для исследований материалы
На свойства бетона водного твердения влияет целый ряд технологических факторов, в том числе выбор материалов.
Для выяснения влияния различных факторов на процессы структурообразования в цементных суспензиях использовались наиболее характерные по минералогическому составу и содержанию активных минеральных добавок производственные клинкеры региона.
Исследования проводились на трех видах цемента: на портландцементе Балаклеевского цементного завода, на сульфатостойком портландцементе Амвросиевского цементного завода, портландцементе Криворожского цементного завода, удовлетворяющих требованиям ГОСТ 10178.
Химический и минералогический составы, а также основные характеристики цементов приведены в таблицах 2.1...2.3.
Таблица 2.1
Химический состав цементов
Завод -производительВид и марка цементаSiOАl2OFe2OCaOАмвросиевскийССПЦ 40024,524,635,2760,35БалаклеевскийПЦ 40022,345,264,5866,23КриворожскийПЦ 40022,864,422,8258,52
Таблица 2.2
Минералогический состав цементов
Завод -производительВид и марка цементаCSCSСАCAFАмвросиевскийССПЦ 40049,6226,915,4315,78БалаклеевскийПЦ 40057,8620,846,4313,77КриворожскийПЦ 40048,3222,838,318,14Таблица 2.3
Характеристики цементов
ЦементНГ, %Сроки схватывания, минПрочность при изгибе, МПаПрочность при сжатии, МПаначалоконец7 сут28 сут7 сут28 сутАмвросиевский26,71052604,36,629,742,7Балаклеевский25,61322804,66,928,843,1Криворожский27,11373904,77,129,342,8
В качестве заполнителей применялись местные материалы, используемые на заводах Приднепровского региона, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 8736, 10263 (таблица 2.4).
Таблица 2.4
Характеристика заполнителей
ЗаполнительРазмер зерен, ммМодуль крупностиНасыпная плотность,
кг/м3Плотность в куске,
кг/м3Пустотность, %Песок-2,1...2,41,55...1,62,6...2,740...41Щебень5...40-1,54...1,612,6...2,7542...43
Для проведения части экспериментов исходный щебень рассеивали на фракции: 5...10, 10...20 и 20...40 мм.
Для принятых высокоподвижных бетонных смесей необходимо применение комплексных добавок, обладающих полифункциональными свойствами. Важнейшими из них являются:
высокий пластифицирующий эффект;
надежная стабилизирующая способность.
Первый пункт обеспечивает увеличение подвижности смеси, второй -придает свойства нерасслаиваемости.
В качестве полифункциональных добавок приняты суперпластификатор С-3 (Россия) + микронаполнитель, смесь пластификатора ПФМ-БС, модифицирование которого произведено д.т.н. М.Ш.Файнером (Украина) и микронаполнителя, а также смесь комплексной добавки ПКМ с микронаполнителем.
В качестве микронаполнителей композиций в исследованиях использовались: андезитовая мука, молотый кварцевый песок и пыль газоочистки производства ферросилиция - ПГПФ (Стахановский завод ферросплавов).
Химический состав и основные свойства минеральных микронаполнителей приведены в таблицах 2.5 и 2.6.
Таблица 2.5
Химический состав наполнителей
Вид наполнителяХимический состав, %SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3другие соединенияАндезитовая мука63,815,112,60,91,40,18остальноеМолотый кварцевый песок91,945,340,570,030,80,17остальноеПГПФ89,20,170,040,10,2-остальное
Таблица 2.6
Основные свойства минеральных наполнителей
НаполнительВлажность,%Плотность истинная, г/см3Насыпная плотность, г/см3Удельная поверхность, см2/гЦветАндезитовая мука 0,162,691,03436серыйМолотый кварцевый песок0,152,641,073407серыйПГПФ0,112,230,8319489светло-серый
Стоимость ПГПФ как отхода производства ниже стоимости молотого кварцевого песка примерно в 10 раз.
Модифицированный пластификатор ПФМ-БС является побочным продуктом производства Лужанского гидролизного завода. Основные характеристики пластификатора ПФМ-БС приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7
Характеристика модифицированного пластификатора ПФМ-БС
КомпонентСодержание, %Сухое вещество37,6Зола сернокислая48,4Азот общий2,6Бетаин3,9Глицерин0,42Карбоновые кислоты1,31Нафталин формальдегидный олигомер4,41Плотность рабочего раствора 10% концентрации1,05 г/см3
Суперпластификатор С-3 - продукт получаемый при многостадийном синтезе. Основу суперпластификатора С-3 составляют натриевые соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. Экологически безвреден, относится к 3 классу опасности. Выпускается в виде порошка светло-коричневого цвета, полностью растворимого в воде, не изменяет своих свойств в сухом виде при температуре от +85oС до - 40oС с последующим полным оттаиванием, пожаро- и взрывобезопасен.
Основные технические характеристики суперпластификатора С-3 приведены в таблице 2.8 (ТУ 5870-002-58042865-03).
Таблица 2.8
Технические характеристики суперпластификатора С-3
Наименование параметраПоказатель (норма)Внешний видПорошок светло-коричневого цветаМассовая доля активного вещества в пересчете на сухой продукт, % не менее69Массовая доля воды, % не более10Массовая доля золы в пересчете на сухой продукт, % не более38Показатель активности водородных ионов (PH) водного раствора с массовой долей вещества 2,5%7-9
Разработанный полимер-карбомидный модификатор (ПКМ) является побочным продуктом производства карбомидо-формальдегидных смол, которые достаточно широко выпускаются химическими заводами Украины. Предварительные исследования показали, что ПКМ обладает пластифицирующими свойствами.
Основные характеристики пластификатора ПКМ приведены в табл. 2.9.
Таблица 2.9
Основные характеристики пластификатора ПКМ
ПоказательВеличинаПлотность, г/см31,263Массовая доля,%: Сухого остатка, не менее66,6 Свободного формальдегида, не более0,15Вязкость, мПа?с49Концентрация водородных ионов, рН7,7Время желатинизации при 100 0С, с50Внешний видоднородная суспензия белого цвета без механических вклю
- Київ+380960830922