Диссертация (1141513), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Вместе с тем, имеется оптимум при 0,7% K2SO4 , после чего прочностьснова падает.Рисунок 3.36 – Зависимость прочности от содержания K2SO4Снижение концентрации сульфатов в смеси активаторов ухудшаетпрочность материала (таблица 3.12)При увеличении количества Ca(OH)2 степень гидратации быстро падает(рисунок 3.37). При дозировке более 0,7% реакция гипсообразования протекает108очень медленно. Степень гидратации через 28 суток ниже 0,6. Известь влияет нарастворимость в системе CaSO4-H2O и ухудшает процессы новообразованийвяжущего после достижения предельной концентрации в воде затворения (~ 1,8г/л)Рисунок 3.37 – Зависимость степени гидратации от содержания Ca(OH)2При количествах менее 1% сульфат калия заметно ускоряет гидратациюангидрита (рисунок 3.38).
При содержании K2SO4 более 0,7% наступаетмаксимум степени гидратации смеси. При снижении дозировки степеньгидратации снова уменьшается.Рисунок 3.38 – Зависимость степени гидратации от содержания K2SO4109Повышение дозировки Ca(OH)2 ведет сначала к уменьшению деформацийи при содержании более 0,7% к сильному падению (рисунок 3.39). Это являетсяследствием замедленного процесса гидратации. Вследствие этого большая частьводы затворения может испаряться и начинается усадка ангидритовоговяжущего.Поэтому имеется тесная взаимосвязь между прочностью при сжатии истепенью гидратации смеси.Рисунок 3.39 – Зависимость линейных изменений от содержанияCa(OH)2Добавка сульфата калия влияетна линейные деформации вяжущего(рисунок 3.40).
Однако снижение расхода этого сульфата ведет к сильномуудлинению, которое через 70 суток достигает почти 14 мм/м.Снижение дозировки сульфатов в смеси ведет сначала к минимизацииудлинений, а в дальнейшем к прекращению удлинений, что может быть связанос испарением воды затворения вследствие медленной гидратации ангидрита.Изменение длины связано с прочностью и степенью гидратации.110Рисунок 3.40– Зависимость линейных изменений от содержания K2SO43.5 Влияние оптимальных комбинаций активаторов на свойстватермического и синтетического ангидритаНа заключительном этапе исследовали влияние выбранных композицийна свойства термического и синтетического ангидрита. План экспериментапредставлен в таблице 3.13.Таблица 3.13 – План экспериментаZnSO4·H2O100-40,02,00,3----83100-40,02,00,30,3---84100-40,02,00,31,0---85100-40,02,00,33,0---KAl(SO4)2·12H2O82Na2SO4ВодаCa(OH)2Синтетический ангидритK2SO4Термический ангидритCuSO4Номер составаСодержание [%]111Продолжение таблицы 3.1386100-40,02,00,3---0,30087100-40,02,00,3---1,00088100-40,02,00,3---3,00089100-40,02,00,3-0,1500,2500,25090100-40,02,00,3-0,3250,5250,52591100-40,02,00,3-0,5000,8000,80092-10035,52,00,3----93-10035,52,00,30,3---94-10035,52,00,31,0---95-10035,52,00,33,0---96-10035,52,00,3---0,30097-10035,52,00,3---1,00098-10035,52,00,3---3,00099-10035,52,00,3-0,1500,2500,250100-10035,52,00,3-0,3250,5250,525101-10035,52,00,3-0,5000,8000,800На этом этапе определяли прочность при сжатии, степень гидратации,линейные деформации и время схватывания.Несмотря на то, что при твердении ангидрита протекает одни и те жехимические реакции, разные виды ангидрита отличаются по реакционнойспособностиРезультаты исследований обобщены в таблице 3.14.Таблица 3.14 − Эксплуатационные и строительные свойства термического исинтетического ангидритаНомерсостава82НачалоКонецсхватывания схватывания[мин][мин]328395Rсж,[МПа]через3д7д 28дСтепень гидратациичерез1д3д7д28д34,0 35,8 36,2 0,76 0,81 0,84 0,84Линейныеудлинения[мм/м]через28ч-0,43112Продолжение таблицы 3.148331037833,2 34,8 35,6 0,74 0,79 0,80 0,83-1,178421327831,4 33,0 33,3 0,76 0,80 0,80 0,83-1,338514318621,6 26,4 33,0 0,78 0,83 0,85 0,85-1,058615119045,4 51,4 52,0 0,79 0,84 0,87 0,890,0287304145,9 61,7 63,6 0,69 0,78 0,86 0,91-0,50888510447,2 50,5 51,6 0,86 0,87 0,88 0,89-0,0489--37,1 39,1 40,2 0,78 0,78 0,79 0,82-90--13,9 21,3 30,4 0,42 0,46 0.55 0,68-91--9262668648,3 54,0 55,1 0,62 0,76 0,80 0,82-1,329355861351,1 55,0 55,8 0,68 0,78 0,81 0,85-1,179444150640,9 55,1 58,5 0,73 0,82 0,85 0,87-1,339534439937,1 48,5 49,7 0,760,83 0,84 0,87-1,0596924102442,6 45,6 48,0 0,53 0,78 0,80 0,82-1,909770277246,2 61,8 64,2 0,54 0,78 0,82 0,83-2,5498258014,2 41,9 50,8 0,17 0,46 0,70 0,79-2,1299-**-**-**-**-**0,09-**-**-**-**100-**-**-**-**-**0,06-**-**-**-**101-**-**-**-**-**0,04-**-**-**-**-7,412,7 0,12-0,39 0,49-* -ангидритовая суспензия не затверделаВяжущие из природного ангидрита характеризуются самыми короткимисроками схватывания.
Синтетический ангидрит твердеет очень медленно.Термический ангидрит имеет средние показатели. На рисунке 3.41 отчетливопредставлены эти качественные различия.Na2SO4 и ZnSO4·H2O в определенных концентрациях сокращают срокитвердения как термического, так и синтетического ангидрита (таблица 3.14).Повышение дозировки сульфатов в смеси ведет к замедлению сроков твердениятермического ангидрита. Синтетический ангидрит не твердеет вообще.113Рисунок 3.41 – Зависимость сроков схватывания вяжущего от видаангидритаПрочности трех ангидритов после затвердевания при одних и тех жедобавках K2SO4 и Ca(OH)2 различаются существенно (рисунок 3.42).
Прочностьпри сжатии затвердевшего термического ангидрита вдвое, а синтетическоговтрое выше прочности природного ангидрита через 28 суток.Рисунок 3.42 − Сравнение прочности трех видов ангидритов при одинаковомзначении содержания K2SO4 и Ca(OH)2Влияние различных сульфатов на свойства смесей на базе различныхвидов ангидрита различно (рисунок 3.43 и 3.44)114Рисунок 3.43 – Зависимость прочности при сжатии синтетического ангидрита отсодержания ZnSO4·H2OПовышение расхода добавки сульфатов KAl(SO4)2 ·12H2O, CuSO4 иZnSO4·H2O приводит отчетливо к уменьшению прочности при сжатии (таблица3.14)Рисунок 3.44– Зависимость прочности при сжатии термического ангидрита отсодержания ZnSO4·H2OТермическийисинтетическийангидритысущественноболеереакционноспособны, чем природный, что подтверждается их степенью115гидратации при активизации K2SO4 и Ca(OH)2 (рисунок 3.45).
Вследствиебыстрого обезвоживания исходного материала при высоких температурахтермический и синтетический ангидриты имеют очень высокую пористостьзерен, что повышает реакционность вяжущего. Природный ангидрит наоборотимеет плотные зерна. При этом дефектность зерен поверхностная.Рисунок 3.45 − Степень гидратации в зависимости от вида ангидритаРисунок 3.46 – Зависимость степени гидратаци синтетического ангидрита отсодержания ZnSO4·H2O116Некоторые сульфаты влияют на степень гидратации смесей на базетермического и синтетического ангидритов только в небольших количествах(рисунок 3.46 и 3.47)Рисунок 3.47– Зависимость степени гидратации термического ангидрита отсодержания ZnSO4·H2OВ отличие от природного ангидрита синтетический и термический имеютуменьшение объема (рисунок 3.48).Рисунок 3.48 –Изменение линейного объема во времени в зависимости от видаангидрита117Удлинение сроков схватывания при твердении ангидрита приводит кусилению влияния испарения.
Вызванная этим усадка, напротив, влияет нарасширение. При этом может превалировать даже контракция. При особеннобольших замедлениях твердения синтетического ангидрита показывает оченьбольшое уменьшение объема.а)б)Рисунок 3.49 − Изменение линейных деформаций при увеличениидозировки сульфатов: а) термический ангидрит; б) синтетический ангидрит118Придальнейшемувеличениидозировкисульфатовлинейныедеформации изменяются (рисунок 3.49). Влияние активаторов на объемныеизменения разных ангидритов имеет сложный характер и не всегда ясен.3.6 Выводы к ГЛАВЕ 31.В результате исследований было в установлено, что- базовая смесь должна содержать 2% сульфата калия и 0,3% чистойгидроокиси кальция (при данном составе отмечена самая высокая прочность истепень гидратации);- увеличение добавки извести сокращает время схватывания;- высокая прочность (и соответственно более высокие темпы гидратации)достигаются в кислой среде (pH 4,5...7);-для создания кислой среды могут применяться смеси сульфатовKAl(SO4)2 ·12H2O, CuSO4 , Fe SO4·7H2O и ZnSO4·H2O;- в этих условиях (кислая среда) имеем наибольшее объемное расширение(0,5...6мм/м), а также более короткие сроки твердения;- установлено, что отдельные сульфаты (частично и в зависимости отдозировки) очень дифференцированно влияют на процессы деформации.2.Отдельныедобавкиоказываютразличноевлияниенаудобообрабатываемость и эксплуатационные свойства, комбинируя несколькодобавок достигают очень сложных эффектов.
Но всегда доминирующимостается влияние pH смеси.3. Почти при всех количествах добавки сульфатов в исследуемыхобластях концентраций существует косвенная пропорциональная зависимостьмежду пористостью и степенью гидратации и удлинением. Рост гипсовыхкристаллов(процессыгидратации)вызываютувеличениеобъемановообразований на первом этапе твердения, а позднее самоуплотнениеструктуры, что ведет к уменьшению пористости.4. Сульфатный активатор может оказывать влияние на подвижность(текучесть) ангидритового теста.
Добавка 0,3-3,0% (NH4)2SO4 и 1...3%119ZnSO4·H2O разжижает ангидритовое тесто и повышает пластичность смеси.KAl(SO4)2·12H2O сжижает седиментацию ангидритового вяжущего послезатворения.5. Повышение добавки CuSO4 и ZnSO4·H2O при средних концентрацияхприводит к замедлению сроков схватывания.6. Самое большое сокращение сроков схватывания достигается примаксимальномколичестведобавкиKAl(SO4)2·12H2Oиминимальномколичестве сульфата меди.7. Установлена линейная зависимость между степенью гидратации ипрочностью при небольших и средних концентрациях активизирующих солей.8.
Прочности трех ангидритов после затвердевания при одних и тех жедобавках K2SO4 и Ca(OH)2 различаются существенно. Прочность при сжатиизатвердевшего термического ангидрита вдвое, а синтетического втрое вышепрочности природного ангидрита через 28 суток. Повышение расхода добавкисульфатов KAl(SO4)2 ·12H2O, CuSO4 и ZnSO4·H2O приводит к уменьшениюпрочности при сжатии.9.Термический исинтетическийангидритысущественноболеереакционноспособны, чем природный, что подтверждается их степеньюгидратации при активизации K2SO4 и Ca(OH)2.
Вследствие быстрогообезвоживания исходного материала при высоких температурах термический исинтетический ангидриты имеют очень высокую пористость зерен, чтоповышает реакционность вяжущего. Природный ангидрит наоборот имеетплотные зерна.10. В отличие от природного ангидрита синтетический и термическийимеют уменьшение объема. Удлинение сроков схватывания при тверденииангидрита приводит к усилению влияния испарения. Вызванная этим усадка,напротив, влияет на расширение. При этом может превалировать дажеконтракция. При особенно больших замедлениях твердения синтетическогоангидрита показывает очень большое уменьшение объема.120ГЛАВА 4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
