РОЗДІЛ 2
ВИХІДНІ МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Сировинні матеріали
При розробці та дослідженнях композиційних в'яжучих були використані портландцемент ПЦ І 500 Кам'янець-Подільського, Балаклейського та Здолбунівського заводів згідно ДСТУ Б В 2.7-46-96, глиноземистий цемент марки М 400 фірм "Lafarge" (Франція), "Gorkal" (Польща), "Istra" (Хорватія) ГОСТ 969-91 та Харківського дослідного заводу ВГЦ 500 та ГЦ 400 за ТУ У Б В.0030937.10-97, а також гіпсове в'яжуче, представлене будівельним гіпсом марки Г-5 Б II згідно ДСТУ Б В.2.7-82-99 Артемівського заводу "Стромгіпс", хімічний склад яких наведений в табл. 2.1.
Активні мінеральні добавки були представлені золою-виносом Ладиженської ДРЕС за ГОСТ 25818-91 та золошлаковою сумішшю Трипільської ДРЕС за ГОСТ 25592-91, що відрізнялися за хімічним складом та дисперсністю (табл. 2.1), а також гранульованим шлаком Маріупольського металургійного комбінату ім. Ілліча за ГОСТ 3476-74, попередньо помеленого до питомої поверхні 300 м2/кг (залишок на ситі № 008 не більше 10 %). В якості природного наповнювача використовували фракціонований кварцовий річковий пісок дніпровського басейну за ДСТУ Б В.2.7-32-95 та крейду природну збагачену марки МТД-2 за ГОСТ 12085-88.
Як компоненти комплексної органічної добавки (КОД) використовували сухі редиспергуючі порошки сополімерів вінілацетату, модифіковані ефіри целюлози, суперпластифікатор С - 3 та казеїн кислотний 110 Mech. Для регулювання процесів тужавлення використовували уповільнювачі: лимонну кислоту, її натрієві сілі а також глюконат натрію.
Таблиця 2.1
Хімічний склад вихідних матеріалів
НайменуванняВміст оксидів, мас. %в.п.п., %SiO2TiO2Al2O3Fe2O3FeOMgOCaONa2OK2OSO3Глиноземистий цемент: Fondu4,371,8639,3615,730,2837,90----Gorkal2,21-41,1215,21-38,54----Istra3,051,8140,8517,410,638,11--0,020,4ВГЦ 5007,83-56,094,68-30,19----ГЦ 4008,05-36,688,54--46,73----Портландцемент:
Кам'янець-Подільський 20,70-6,374,42-1,8364,440,500,310,780,12Балаклейський22,31-4,724,28-0,9267,220,420,290,23Здолбунівський 23,40-5,174,12-0,8864,130,410,330,550,20Зола-винос Ладиженської ДРЕС З150,271,2023,559,600,700,945,301,560,471,05Золошлакова суміш Трипільської ДРЕС З248,200,8919,654,503,151,362,181,042,780,116,22Доменний гранульований шлак Маріупольського заводу ім. Ілліча М138,90-6,80-0,354,6047,00--1,80-Гіпс будівельний Г5 0,54-0,070,05-0,1338,60,0554,4
Портландцемент. Представлені портландцементи є типовими нормальними середньоалюмінатними цементами, найбільш характерними для сучасної вітчизняної цементної промисловості [86]. З огляду на те, що об'єктом досліджень є складна багатокомпонентна система композиційного в'яжучого, був обраний портландцемент типу ПЦ I, що не містить активних мінеральних добавок. Використання цементу ПЦ ІІ А/Ш стало неможливим у зв'язку з непостійним вмістом шлаку у досліджуваних зразках: при випробуванні більш ніж 500 проб такого портландцементу встановлено, що вміст активних мінеральних добавок змінюється від 11 до 20 %, що є несумісним з вирішенням поставлених задач. Мінералогічний склад використовуваних цементів наведений в табл. 2.2, а їхні фізико-механічні властивості - в табл. 2.3.
Вибір низько- і середньоалюмінатних цементів виправданий і з точки зору економії пластифікатора, якого при високоалюмінатному цементі (С3А > 7%) необхідно майже в 2 рази більше для отримання литої розчинової суміші [6]. При виборі цементу для досліджень врахована також рекомендація [76] про ефективність у полімерцементах системах портландцементів із нормальною густотою не вище 27 %.
Таблиця 2.2
Мінералогічний склад портландцементів
Умовне позначення Завод-виробникМарка цементуМінералогічний с-д клінкеру, %Вміст SO3, %С3SC2SC3AC4AFКП ПЦ І 500Кам'янець-Подільський50057,8216,137,3813,440,31БАЛ ПЦ І 500Балаклейський50064,1514,225,5212,100,27ЗД ПЦ І 500Здолбунівський50062,816,36,114,81,5
Таблиця 2.3
Фізико-механічні властивості цементів
Умовне позначенняПитома поверхня, м2/кгНормальна густина, %Термін тужавлення, год-хвМіцність, МПа на 28 добупочатоккінецьзгинстискКП ПЦ І 50034025,71-403-106,052,3БАЛ ПЦ І 50033025,11-302-405,854,1ЗД ПЦ І 50036026,81-303-306,153,4Fondu 4032027,41-502-407,062,2Gorkal 4034026,81-402-506,855,1Istra 4032527,51-403-106,751,5ВГЦ 50036526,52-103-506,367,1ГЦ 40038027,42-454-553,728,1
Глиноземистий (алюмінатний) цемент. Відібрані глиноземисті цементи є імпортованими промислово виготовленими цементами, окрім проб Харківського дослідного заводу, які широко застосовуються як в спеціальному будівництві [57], так і при виготовленні сухих будівельних сумішей [8, 43].
Таблиця 2.4
Мінералогічний склад алюмінатних цементів
Умовне позначенняВиробник, країнаМарка цементуМінералогічний склад клінкеру, %СAC4AFC12A7C2ASC2SFondu 40Lafarge, Франція40060,1925,873,452,337,25Gorkal 40Gorkal, Польща40058,1225,354,782,457,12Istra 40Istra, Хорватия40059,7425,143,202,587,33ВГЦ 50Харківський дослідний цементний завод, Україна50057,518,27,118,518,12ГЦ 4040055,4221,786,628,687,50 Гіпс будівельний. Як компонент для отримання безусадочного композиційного в'яжучого використовувався гіпс будівельний Г5 Б-II з наступними характеристиками: водопотреба - 63 %, початок тужавлення - 12 хв., кінець тужавлення - 25 хв., міцність на стиск через 2 год. - 6,3 МПа.
Наповнювачі. В якості наповнювачів при виготовленні розчинів для підлог використовували природний річковий фракціонований пісок, крейду технічну дисперсійну, золу-винос та мелену золошлакову суміш. Зерновий склад пісків наведений в таблиці 2.5 і свідчить про їх відповідність використанню згідно ГОСТ 10268-80 та ДСТУ Б В.2.7-32-95.
Таблиця 2.5
Харак