Диссертация (1141513), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Это характеризует и линейный член уравнения b1(соответствует KAl(SO4)2·12H2O), который является самым большим: 10,5 дляначала и 11,0 для конца схватывания (таблица 3.10).Повышение добавки CuSO4 и ZnSO4·H2O при средних концентрацияхприводит к замедлению сроков схватывания (рисунок 3.22).
В этой зависимостиимеется экстремум.Таблица 3.10 − Коэффициенты математической зависимости между свойствами ангидритового вяжущего и концентрациейсульфатов в активной смесиСвойстваb0Сроки схватывания [мин]Начало72,12Конец84,38Rсж [МПа]3д33,6567д37,79128д39,873Степень гидратации1д0,63673д0,76597д0,847528д0,8647Удлинение [ мм/м]48ч1,37570ч1,485Коэффициенты регрессииb11b22b1b2b3b33b12b13b23-10,50-11,000,102,10-2,60-0,20-5,99-8,67-5,99-4,17-5,49-6,674,384,251,382,502,882,001,2371,5941,921-0,3700,7440,8980,7131,5211,547-1,262-2,514-3,848-0,957-0,1140,1570,7780,5210,4720,2150,3380,363-0,205-0,183-0,275-2,008-1,870-2,4350,02890,04030,03730,03900,02120,02860,03070,03930,00580,01540,03300,0376-0,00920,00020,0059-0,00950,0024-0,0031-0,0128-0,00460,0037-0,0026-0,0081-0,00440,0028-0,00470,00350,0016-0,0043-0,0012-0,0049-0,0085-0,0088-0,0106-0,0173-0,01290,3650,4420,3300,4330,0960,123-0,099-0,0560,2970,386-0,121-0,1480,0370,0880,0400,056-0,041-0,024-1,603-2,157-1,7981,3480,078-0,0970,1790,8941,6910,02050,01800,0267-0,02220,00040,01450,0058-0,0228-0,00390,044-0,0120,0070,1610,0550,0420,1040,0870,038Пористость [%]28д30,038Истинная плотность [г/мм3]28д1,6455Средний радиус пор [μm]28д1,188Самое большое сокращение сроков схватывания достигается примаксимальномколичестведобавкиKAl(SO4)2·12H2Oиминимальномколичестве сульфата меди.Путем взаимного влияния сульфатов можно положительно влиять и надругие, например, прочностные свойства.
Все три компонента активизирующейсистемы могут в определенных сочетаниях концентраций влиять позитивно напрочность при сжатии (рисунок 3.24).Решающее влияние на прочность, а также на сроки схватыванияангидритовых вяжущих имеет KAl(SO4)2·12H2O. Однако, следует учесть, чтоповышение дозировки этого сульфата имеет предел, после которого повышениепрочности не наблюдается. Этот предел находится в области 0,33...0,41%.Повышение количества сульфата сверх этого передела ведет к снижениюпрочности.CuSO4 и ZnSO4·H2O влияют на прочность только в небольших и среднихконцентрацияхиопределяетсяналичиемдругихсульфатоввсмеси.Дальнейшее повышение дозировки этих сульфатов (вместе или раздельно)ведет к снижению прочности (рисунок 3.24).а)89б)в)Рисунок 3.22 – Зависимость сроков схватывания от содержанияKAl(SO4)2·12H2O и CuSO4: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) при ZnSO4·H2O 0,525;в) при ZnSO4·H2O 0,25090а)б)91в)Рисунок 3.23 – Зависимость сроков схватывания от содержанияKAl(SO4)2·12H2O и CuSO4: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) при ZnSO4·H2O 0,525;в) при ZnSO4·H2O 0,250а)92б)в)Рисунок 3.24 – Зависимость прочности на сжатие от содержанияKAl(SO4)2·12H2O и CuSO4: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) при ZnSO4·H2O 0,525;в) при ZnSO4·H2O 0,25093Путем применения различных сульфатов можно существенно влиять настепень гидратации.
При повышении количества добавки сульфатов висследованной области концентраций степень гидратации увеличивается(рисунок 3.25 а). Максимальная степень гидратации (0,94 через 28 сут.)наблюдается при самой высокой концентрации для всех трех сульфатов(рисунок 3.25 в) . При этом более 50...70% ангидрита переходит в гипс в первые24 часа твердения.В дальнейшем между прочностью при сжатии и степенью гидратацииустанавливается зависимость близкая к линейной (рисунок 3.26.).Между сроками схватывания и степенью гидратации нет определеннойвзаимосвязи (рисунок 3.27.). Можно только отметить, что самой низкой степенигидратации соответствуют самые большие сроки схватывания.а)94б)в)Рисунок 3.25 – Зависимость степени гидратации от содержанияKAl(SO4)2·12H2O и CuSO4: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) при ZnSO4·H2O 0,525; в)при ZnSO4·H2O 0,25095Рисунок 3.26 – Зависимость между прочностью при сжатии и степеньюгидратацииРисунок 3.27 − Зависимость между сроками схватывания и степеньюгидратацииКак видно на рисунка 3.28 наибольшее влияние на удлинениеангидритового вяжущего оказывает KAl(SO4)2 и CuSO4.
Это подтверждаетсятакже линейными членами уравнения b1 и b2 , которые соответствуют этимсульфатам (таблица 3.10).96Максимальные удлинения более 2,78 мм/м через 70 часов достигаютсяпри самых высоких концентрациях для всех трех сульфатов.Приэтомимеетсялинейнаязависимостьмеждулинейнымидеформациями и степенью гидратации ангидрита (рисунок 3.29).Между удлинением и сроками схватывания не установлено никакойзакономерности(рисунок3.30).Однакоочевидно,деформации свидетельствуют самым удлиненным срокам.а)чтосамыенизкие97б)в)Рисунок 3.28 – Зависимость линейного удлинения ангидритового вяжущего отсодержания KAl(SO4)2 и CuSO4: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) при ZnSO4·H2O0,525; в) при ZnSO4·H2O 0,25098Рисунок 3.29 − Зависимость между линейными деформациями и степеньюгидратации ангидритаРисунок 3.30 – Зависимость между линейным удлинением и срокамисхватыванияВажными величинами, которые могут объяснить различие свойствангидритовых вяжущих, являются пористость и плотность.Повышение количества добавки сульфатов в смеси активаторов ведет куменьшению пористости проб (рисунок 3.31).
Этот эффект имеет место вобласти максимальных концентраций добавки.99Более существенные превращения вещества в процессе гидратацииснижает пористость. При этом в большинстве случаев при среднихконцентрациях сульфатов отмечается низкая пористость и высокая прочность.Почти при всех количествах добавки сульфатов в исследуемых областяхконцентраций существует косвенная пропорциональная зависимость междупористостью и степенью гидратации и удлинением. Рост гипсовых кристаллов(процессы гидратации) вызывают увеличение объема новообразований напервом этапе твердения, а позднее самоуплотнение структуры, что ведет куменьшению пористости.Плотность и радиус пор твердеющего ангидрита видно на рисунке 3.32.Плотность материала находится в пределах 1,58...1,70 г/мм3 и косвеннопозволяет судить о пористости и удельном весе (косвенно о степенигидратации).
Чем выше эта величина, тем больше обычно бывает прочность присжатии. Но эта зависимость имеет место в нашем случае не всегда.Из распределения величины можно сделать некоторые выводы. Так пробасо средними концентрациями сульфатов показали меньшие средние радиусыпор(1,15...1,20 μm).а)100б)в)Рисунок 3.31 – Зависимость пористости от количества добавки сульфатов всмеси активаторов: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) при ZnSO4·H2O 0,525; в) приZnSO4·H2O 0,250101а)б)102в)Рисунок 3.32 – Зависимость плотности и радиуса пор твердеющего ангидритаот количества добавки в смеси активаторов: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) приZnSO4·H2O 0,525; в) при ZnSO4·H2O 0,250а)103б)в)Рисунок 3.33 – Зависимость плотности и радиуса пор твердеющего ангидритаот количества добавки в смеси активаторов: а) при ZnSO4·H2O 0,800; б) приZnSO4·H2O 0,525; в) при ZnSO4·H2O 0,2501043.4 Исследования влияния концентраций K2SO4 и Ca(OH)2 при постоянномсодержании дополнительных сульфатовТребуемый расплыв теста составляет 100 мм, причем ангидритовое тестоостается еще достаточно текучим.
Водовяжущее отношение составляет: дляприродного ангидрита– 0,38; для термического ангидрита – 0,4 и длясинтетического ангидрита– 0,355. При этом влияние сульфатов не должносказываться на удобообрабатываемости смеси.Вначале исследовали эффективность комплексной добавки в зависимостиот соотношения К2SO4 и Са(ОН)2.Рисунок 3.34 – Зависимость расплыва ангидритового теста от содержания воды(активатор: 0,3% Са(ОН)2 +2% К2SO4)В промежуточных испытаниях влияния различных концентраций K2SO4 иCa(OH)2 (при постоянном содержании других сульфатных компонентов вкомпозиционных активаторах) концентрация K2SO4 и Ca(OH)2 варьировались всмесях с постоянным (средним) содержанием KAl(SO4)2·12H2O, CuSO4 иZnSO4·H2O. Кроме того, исследовали свойства ангидритовых вяжущих при105меньших дозировках сульфатных компонентов и фиксированном количествеK2SO4 и Ca(OH)2.
План эксперимента приведен в таблица 3.11Таблица 3.11 – План экспериментаНомерсоставаСодержание [%]ПриродныйангидритВодаK2SO4Ca(OH)2KAl(SO4)2·12H2OCuSO4ZnSO4·H2O73100381,00,30,3250,5250,52574100380,70,30,3250,5250,5257510038-0,30,3250,5250,52576100382,01,00,3250,5250,52577100382,00,70,3250,5250,52578100382,00,50,3250,5250,52579100382,00,20,3250,5250,52580100382,00,30,2000,3000,30081100382,00,30,1000,2000,200По этому плану определены: прочность при сжатии, степень гидратации,линейные деформации и величина pH.Для улучшения эксплуатационных и строительно-технических свойствангидритового вяжущего были проведены исследования концентраций K2SO4 иCa(OH)2.
Результаты исследований обобщены в таблице 3.12.Таблица 3.12 − Эксплуатационные и строительно-технические свойстваангидритового вяжущегоНомерсоставаpHНачалосхватывания[мин]Конецсхватывания[мин]734,06979Rсж,[МПа]черезСтепень гидратациичерез3д7д28д 1д3д7д28д37,0 40,1 41,2 0,62 0,74 0,80 0,83Линейныеудлинения[мм/м]через28ч1,39106Продолжение таблицы 3.12744,08911143,1 47,1 48,8 0,62 0,79 0,88 0,911,91754,0779419,7 22,4 23,9 0,36 0,63 0,7007111,727612,0>400>4003,610,3 0,16 0,25 0,37 0,41-2,87777,012417816,0 18,9 19,4 0,41 0,49 0,52 0,560,13785,08710530,2 34,0 35,9 0,62 0,74 0,78 0,801,00794,0596735,7 38,9 39,8 0,66 0,79 0,87 0,891.57808,0808928,2 32,2 33,4 0,59 0,68 0,72 0,730,668110,06006804,8-1,197,19,213,4 0,20 0,29 0,40 0,45Как следует ожидать (таблица 3.12), повышение содержания Ca(OH)2 всмеси ведет к увеличению величины pH (до pH=12 при 1% Ca(OH)2).
Изменениеколичества добавки сульфатов KAl(SO4)2 ·12H2O, CuSO4 и ZnSO4·H2O) в смесиактиваторов ведет к повышению pH ангидритового теста.Как следует из таблицы 3.12, повышение концентрации Ca(OH)2 в смесизамедляет сроки схватывания ангидритового вяжущего. Состав с 1% Ca(OH)2достигает начала схватывания только через 400 минут.При снижении концентрации сульфатов в смеси степень гидратацииангидрита падает (таблица 3.12)УменьшениеколичестваK2SO4снижаетсрокисхватываниянезначительно.При уменьшении дозировки сульфатов в смеси сроки схватывания сильнозамедляются, что можно было наблюдать при повторных испытанияхангидритового теста в щелочной среде.При концентрации Ca(OH)2 более 0,5% прочность сильно падает(рисунок 3.35)107Рисунок 3.35 – Зависимость прочности от содержания Ca(OH)2Снижение количества K2SO4 улучшает прочностные показатели (рисунок3.36).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
