Диссертация (1141519), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Векслера[87] рассматриваются особенности производства и применения дисперсных минеральных добавок в цементных композитах. Указывается, что речь при этом идетне столько об активных минеральных добавках, традиционно используемых впроизводстве цемента, но в большей степени о материалах, считающихся инертными, измельченных до определенного состояния, в результате чего приобретающих высокую активность (микрокальцит). Введение добавок микронаполнителей при помоле цемента положительно влияет на гидратацию клинкерных минералов, что способствует более полному использованию вяжущих свойств цемента.Поэтому, одним из способов изменения физико-химических характеристик порошка является применение именно тонкодисперсных минеральных добавок, таккак появляется возможность повышения экономичности цементных композиций врастворах и бетонах, за счет использования таких добавок на основе местныхприродных и функционально структурированных материалов и бетонов с заданными свойствами [88, 89, 90].
Минеральные добавки, используемые в цементныхкомпозициях, можно условно разделить на активные (пуццолановые) и инертные[91]. Но при этом отмечается, что модель разрушения твердых тел, реализуемаяшаровыми мельницами, не позволяет создать измельчительный агрегат, отвечающий установленным требованиям дисперсности [92].Принципы формирования физико-механических, химических и технологических свойств бетонов через использование управляющей добавки-порошка приведены в работах Г.Н.
Пшеничного приводящего описание процесса твердениякомпозита, отмечающего важность электро-поверхностного слоя в процессе набора прочности геля с описанием структуры двойного электрического слоя[93,94,95]. В.В. Плотников [96] рассматривает активированные наноструктуры27для синтеза цементных композиционных материалов с применением роторноимпульсного аппарата с набором насадок и описывает трехгранную структурусвойств нанодисперсного кристаллического модификатора:1) развитой дефектнойэнергетически ненасыщенной поверхностью; 2) способного к росту в среде твердеющего цемента; 3) кристаллохимическое сродство с основными продуктамигидратации [96]. И.Ш.
Каримов изучает механизмы усадочных деформаций иползучести бетонов и факторы, влияющие на них, и приводит описание способовусиленияконтактнойзоны(«контактныйслой»–«промежуточныйслой»–«переходный слой») и причин образования микротрещин и дефектов в контактном слое [97]. Большой вклад в оценку эксплуатационных показателей карбонатных бетонов сделан В.Г.
Хозиным в работах [98] и [99]. В работе [98] авторомрассматривается получение цементов (прежнее название – вяжущих) низкой водопотребности путем совместного помола портландцементного клинкера, минеральной добавки и суперпластификатора СП-1. В экспериментах используется лабораторная вибрационно-шаровая мельница, на которой тонкость помола известнякового компонента достигает 5000-7000 см2/г. Преимущества карбонатного сырья, как отмечается, состоит в более высокой размолоспособности, меньшей водопотребности в силу меньшей поверхностной активности по отношению к зернамклинкера и в сравнении с активностью тонкомолотых кварцевых песков, и в более интенсивном раннем твердении, при котором средняя активность раствора внормальных условиях твердения в возрасте 1 суток достигает 25-35 Мпа, что вдва раза выше активности бездобавочного цементного вяжущего.
Отмечается[100] заметное повышение прочности за счет увеличения дисперсности карбонатных включений, правильных соотношений с цементной составляющей и активизацией твердения добавлением суперпластификатора СП-1. Прочность при сжатии карбонатных цементов на 5-10 МПа выше, чем цементов на кварцевом песке.Тот же факт отмечает в своей статье и В.А.
Пьячев [101], объясняя снижениеэнергоемкости бетона за счет увеличения тонкости помола цемента. В работахЮ.В. Пухаренко, В.В. Плотникова и А.В. Бусела [102,103,104] рассматриваются28условия для создания высокопрочных бетонов способами наноманипуляции с использованием ротационного активизатора, описываются механизмы ускорениягидратации 4-х основных составляющих клинкера. При этом работа известнякового микронаполнителя анализируется с учетом двух моментов: роста прочностис постоянным расходом цемента и замещением части цемента более дешевым минеральным карбонатным порошком (с удельной поверхностью 4000 см2/г). Показано, что для карбонатных (псевдоинертных) порошков более характерен ростпрочности за счет уплотнения структуры (раздвижки зерен и снижения пустотности) – чисто физических факторов в независимости от гидравлическойактивности наполнителя.В работе [105] отмечается, что введение таких минеральных добавок оказывает существенное влияние также на поровую структуру цементного камня.При этом по данным ртутной порометрии значительно уменьшается средний диаметр пор, возрастает их характеристическая длина и уменьшается извилистость.Вводимые добавки являются подложками, на которых происходит образование ирост игольчатых кристаллогидратов.
Вследствие таких изменений структуры значительно повышаются трещиностойкость и (с марки F100 до F300) морозостойкость мелкозернистого бетона.1.4. Заключение, рабочая гипотеза, обоснование направлений исследования, цели и задачи исследованияКак указывалось ранее, целью диссертационной работы является разработкаэффективного, долговечного и трещиностойкого мелкозернистого карбонатногобетона, с улучшенными эксплуатационными характеристиками на основе отходовдробления карбонатных пород.Как показало предварительное изучение данного вопроса этого можно достичь:29- через управление процессом структурообразования цементного камня сдобавлением тонкодисперсного известняка в качестве наполнителя как части вяжущего, так и отдельного компонента;- оптимизацией гранулометрического состава заполнителя;- введением оптимального количества модифицирующих добавок;- разработкой рациональной технологической схемы производства мелкозернистого карбонатного бетона.Наряду с морозостойкостью, трещиностойкость является неотъемлемой характеристикой долговечности и эффективности МЗКБ.
Возросшие требования кэксплуатационным свойствам, износостойкости и стойкости против коррозииопределяют задачу поиска решений по повышению трещиностойкости мелкозернистых бетонов. Поэтому в рамках диссертационной работы определение характеристик трещиностойкости МЗКБ является одной из главных задач исследования.На основании анализа научно-технических и методологических предпосылок была сформулирована рабочая гипотеза исследований.Совместное использование тонкодисперсного известнякового наполнителяи суперпластификатора аккумулирует воду, интенсифицируя процесс гидратации,способствуя формированию более однородной и прочной структуры контактногослоя между заполнителем и связующим МЗКБ, способной сопротивляться образованию и развитию трещин, что ведет к повышению трещиностойкости и снижению деформаций ползучести МЗКБ и повышает его эффективность.В связи с этим, важным представляется исследование бетонов с минеральными добавками в виде известнякового микронаполнителя с изучением влиянияразнообразных факторов на физико-механические свойства с целью прогноза эксплуатационных и надежностных показателей.
Такое исследование позволит датьнадлежащую оценку эффективностимикронаполнителем (МЗКБ).мелкозернистых бетонов с карбонатным30Глава 2. Применяемые материалы и методы исследования2.1. Применяемые материалы2.1.1. ПортландцементВ исследовании в качестве вяжущего применялся портландцемент ЦЕМ I42,5 Н (RЦ28=53,9 МПа) ОАО «Себряковцемент» по ГОСТ 31108-2003:Таблица 2.1 – Основные физико-механические показатели цемента ЦЕМ I42.5 Н№п/п1234Наименование показателяПредел прочности на сжатие (28 суток)Нормальная густотаСроки схватыванияНачало, не ранееКонец, не позднееУдельная поверхностьЕдиницаизмеренияМПа%Час.Час.м2/кгЦЕМ I 42.5 Н53,9282:454:203602.1.2.
ИзвестнякВ работе использовался известняк из отходов дробления Мончаловскогоместорождения, г. Ржев, Тверской области, с истинной плотностью 2,7 г/см3, инасыпной плотностью - 1380 кг/м3.Химический состав используемого карбонатного сырья: карбонат кальция спримесями карбоната магния, оксида железа, кварцевого песка или силикатов,окиси алюминия.На рисунке 2.1 приведена дифрактограмма известняка.Рисунок 2.1 – Дифрактограмма известняка31Согласно графику среднее содержание кальцита в пробах известняка составляет 90,25 %. На рисунке 2.2 приведена термограмма известняка.Рисунок 2.2– Термограмма пробы известняка Мончаловского месторождения г. Ржева.Показатель ППП по термограмме составляет 5 %.Минеральный состав используемого известняка согласно данным термогравиметрического и рентгенофазового анализа:Таблица 2.2 - Минеральный состав известняка, используемого в работеКомпонентCaСО3MgOMgCO3Содержание, %90,250.343.34КомпонентFe2O3SiO2ПППСодержание, %0.370.75Гранулометрический состав продукта отсева дробления известняка, который применялся в качестве мелкого заполнителя карбонатного бетона, а послепомола – в качестве тонкодисперсного наполнителя, приведен в таблице 2.3.Таблица 2.3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
