Диссертация (1141542), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Составы растворов и результатыиспытаний прочности образцов на сжатие приведены в таблице 4.8 и показаны нарисунке 4.7.Таблица 4.8 – Составы растворов и прочность образцов на сжатиеСоставырастворовЦементгВодамлКонтрольный2000700Зола1600700Зола + МКУ1500700Зола + ВМК1500700ЗолауносагПрочность, кгс/см2МКУгВМКг1 сут3 сут7 сут28 сут--------- ----------------97155331397--------------59119250364100(5%)--------90158341409--------100(5%)104179341442400(20%)400(20%)400(20%)500Прочность на сжатие, кгс/см2450400350300контрольный250зола200зола + МКУ150зола + ВМК10050013728Возраст образцов, суткиРисунок 4.7 – Гистограмма прочности образцов73На рисунке 4.7 показано, что прочность образцов с применением смесиминеральных добавок, состоящей из 20% низкокальциевой золы-уноса и 5%высокоактивного метакаолина в возрасте 1, 3, 7 и 28 суток на 25% вышепрочности контрольных образцов, образцов с моноприменением золы-уноса иобразцов добавлением 20% низкокальциевой золы-уноса и 5% микрокремнезёма.Так как, результаты испытания прочности образцов с применением смесиминеральныхдобавок,состоящиеизнизкокальциевойзолы-уносасмикрокремнезёмом и метакаолином показали более высокие прочности поотношению с образцами моноприменения золы-уноса, были продолженыисследования влияния названных смесей минеральных добавок на снижениереакционной способности заполнителей.Определениестепенирегулированияреакционнойспособностизаполнителей смесями минеральных добавок было выполнено ускореннымметодом измерения деформаций растворных образцов согласно ГОСТ8269.0-97.Были изготовлены цементно-песчаные образцы 3-х составов растворов, в двух изкоторых часть цемента заменен комплексами «зола-микрокремнезём» и «золаметакаолин».
Составы и результаты измерения деформаций растворных образцовприведены в таблице 4.9 и показаны на рисунке 4.8:Таблица 4.9 – Составы растворных образцов и их показатели их деформацийМатериалыЦемент, гПесок, гВода, млЗола-уноса, гМикрокремнезём, гМетакаолин, гДлительностьиспытания,сутки13711142835Контрольный440990207-------------------------Зола + МКУ33099020788 (20%)22 (5%)---------Зола + ВМК33099020788 (20%)---------22 (5%)Деформации, %0.0440.1230.1750.2090.2870.3110.3840.0190.0360.0410.0530.0610.0690.0760.0290.0320.0380.0430.0510.0590.066740,450,4Деформации, %0,350,30,250,20,150,10,0500510152025303540Длительность исспытаний, суткиконтрольныйЗола + МКУЗола + ВМКРисунок 4.8 - Результаты измерения деформаций растворных образцовАнализ результатов испытаний показали, что деформации образцоврастворовсприменениемкомплекса«зола-микрокремнезём»и«зола-метакаолин» развивались в пределах допустимого значения 0,1%, что нельзясказать про деформации контрольных образцов.
На основании анализаполученных результатов можно сделать вывод о том, что испытуемые смесиминеральных добавок снижают реакционную способность заполнителей бетона.Нами было проведено исследование влияния комплекса «зола-микрокремнезём» и«зола-метакаолин» на сульфатостойкость бетона.Влияние испытуемых смесей минеральных добавок на сульфатостойкостьбетона была проведена ускоренным методом согласно ASTMC1012. Былиизготовлены образцы из 3-х цементно-песчаных растворов, в двух из которыхчастьцементазамененкомплексами«зола-микрокремнезём»и«зола-метакаолин». Составы растворных образцов и их показатели их деформацийприведены в таблице 4.10 и показаны на рисунке 4.9.Полученные результаты испытаний показали, что деформации образцов сприменением комплекса «зола-метакаолин» развиваются в пределах нормы, а75деформации контрольных образцов и образцов с применением комплекса «золамикрокремнезём» превышают пределы допустимого значения 0.1%.
Основываясьна данных результатах можно сделать вывод, что комплекс «зола-метакаолин»повышает коррозионную стойкость бетона в сульфатосодержащих средах.Таблица 4.10 - Составы растворных образцов и их показатели их деформацийМатериалыЦемент, гПесок, гВода, млЗола-уноса, гМикрокремнезём, гМетакаолин, гДлительностьиспытания,сутки71421285691105Контрольный5001375230-------------------------Зола + МКУ3751375230100 (20%)25 (5%)---------Зола + ВМК3751375230100(20%)---------25(5%)Деформации, %0.0580.1320.1650.2190.2710.3240.3520.0370.0440.0540.0690.0810.1170.1330.0270.0310.0360.0360.0360.0370.0400,4Деформации, %0,350,30,250,20,150,10,0500714212835424956637077849198105Длительность испытания, суткиконтрольныйзола + МКУзола + ВМКРисунок 4.9 - Результаты измерения деформаций растворных образцов76На основании анализа полученных результатов исследований смесейминеральных добавок, необходимо отметить, что комплекс состоящий изнизкокальциевойзолы-уносаивысокоактивногометаколинанаравнеспоказателями высокой прочности, обеспечивает одновременное снижениереакционной способности заполнителей и повышение сульфатостойкости бетона.Исследованиемеханизмавлияниясмесинизкокальциевойзолы-уносаивысокоактивного метакаолина на образования продуктов гидротации оценивали спомощью рентгенофазового анализа.4.2.3 Исследование влияния смеси низкокальциевой золы-уноса ивысокоактивного метакаолина на степень гидротации цементаНа основании анализа полученных результатов исследований смесейактивных минеральных добавок выявлено, что комплекс состоящий изнизкокальциевой (кислой) золы-уноса и высокоактивного метакаолина, наравне свысокими показателями прочности, ещё и отличается одновременным, снижаемреакционную способности заполнителей и повышением сульфатостойкостибетона.
Нами было исследовано влияние смеси низкокальциевой золы уноса ивысокоактивного метакаолина на образование продуктов гидратации с помощьюрентгенофазового анализа (таблица 4.11, рисунок 4.10).Таблица 4.11 – Количественный анализ цементного камняМИНЕРАЛЫСОДЕРЖАНИЕ, %3 сут7 сут28 сутПортландит Са(ОН) 2241811Кальцит СаСО37913Гидросиликат кальция СаОSiO2H2O8101477Рисунок 4.10 – рентгенограмма образцов цементного камня с добавлениемнизкокальциевой золы-уноса (20%) и высокоактивного метакаолина (5%)Был выполнен рентгенофазовый анализ цементного камня с добавлениемнизкокальциевой золы-уноса (20%) и высокоактивного метакаолина (5%).Содержание основных минералов фазового состава образцов приведены втаблице 4.11.
На рисунке 4.10 показано влияние активных минеральных добавокна гидратацию цемента в возрасте 3, 7, 28 суток. Результаты показали, что пикгидроксида кальция Са(ОН)2 (портландита) уменьшается со временем наборапрочности, когда в тоже время пики карбоната кальция СаСО 3 (кальцита) иобразований гидросиликатов кальция СаОSiO2H2O (CSH) увеличиваются. Этов основном происходит благодаря продолжительной гидратации в фазовомсоставе клинкера из-за протекания пуццолановых реакций золы-уноса иметакаолинаспортландитом,образующиедополнительныеколичестваобразований гидросиликатов кальция (CSH).
Скорость пуццоланическойреакции активных минеральных добавок повышается со временем наборапрочности, поэтому поглощение гидрооксида кальция происходит интенсивнеечем его образование. Отсюда, вытекает, что высокоактивный метакаолин78компенсирует низкую гидравлическую активность низкокальциевой (кислой)золы уноса за счёт более дисперсных микрочастиц SiO2, которые выступают какв роли микронаполнителя при гидротации клинкерных минералов, такактивируют пуццоланическую реакцию. Соответственно, высокоактивныйметакаолин обладает более высокой гидравлической активностью по сравнениюс золой-уноса, в химическом составе которого меньше аморфного кремнезёма ибольше содержаний кварца и муллита, являющиеся кристаллической фазой.
Этикристаллическиефазы,какправило,имеютнизкуюгидравлическую(пуццолановую) активность, что и объясняет уменьшения пика гидроксидакальция и повышения пиков карбоната кальция и гидросиликатных образованийна рентгенограммах.Полученные результаты позволяют сделать вывод о положительномвлиянии смеси минеральных добавок на снижение реакционной способностизаполнителей со щелочами цемента и повышения сульфатостойкости бетона.Однако, для густоармированных конструкций гидротехнических сооруженийимеет смысл рассмотреть возможность улучшения реологических свойствбетонной смеси с помощью применения гиперпластификаторов на основеэфиров поликарбоксилатов.4.3Исследование поликарбоксилатных гиперпластификаторов дляулучшения реологических свойств бетонной смеси и повышениякоррозионной стойкости бетона4.3.1 Выбор поликарбоксилатных гиперпластификаторов по ихсовместимости с типом цементаИзвестно [30, 31, 45, 59, 65, 66], что коррозионная стойкость бетона идолговечность железобетонных конструкций зависит от реологических свойств(удобоукладываемость, сохраняемость, однородность, количество вовлечённого79воздуха) приготовленной бетонной смеси и физико-технических характеристикбетона (прочность, водонепроницаемость, истираемость, морозостойкость).
Какправило, инфраструктура гидротехнических сооружений состоит из множествагустоармированных железобетонных конструкций, куда невозможно вручнуюподавать, укладывать и уплотнять бетонную смесь. В связи с этим, в такихгустоармированных железобетонных конструкциях имеет смысл подаватьсамоуплотняющиесябетонныесмесисприменениемсоответствующихсовременных химических добавок.С целью получения высокоэффективной бетонной смеси с реологическимисвойствами самоуплотнения и самовыравнивания с дальнейшим получениемвысоких физико-технических характеристик и повышенной коррозионнойстойкостьюбетонанамигиперпластификаторовдлябылрассмотренприготовлениярядбетонныхполикарбоксилатныхсмесей.Посколькусовременные гиперпластификаторы на основе эфиров поликарбоксилатов неоднозначны и не всегда совместимы с компонентами бетонной смеси, необходимоопределить возможность их использования с сульфатостойким цементом.Испытаниепоопределениюсовместимостирассмотренныхполикарбоксилатных гиперпластификаторов с цементом было выполнено всоответствии с ГОСТ 10181-2014 методом «мини конуса».
Была исследованасовместимостьтрёхвидовполикарбоксилатныхгиперпластификаторовссульфатостойким портландцементом ССПЦ М400 Д0 / СС СЕМI 32,5H (C3A<3,5%),соответствующийГОСТ22266-2013[96].Дляопределениясовместимости каждого вида поликарбоксилатного гиперпластификатора каждыйраз затворяли смесь 1000г цемента в 350мл воды, добавляли гиперпластификатор,начиная от 0.1% до 0.9% от массы цемента, и перемешивали её в течении 1минуты. Затем с помощью мини-конуса определяли расплыв конуса всантиметрах и рассчитывали площадь расплыва.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
