(495) 330 96 86

                           (495) 886 96 72

                           (916) 726 72 86  

 

 

 







Xимические добавки в сухие смеси на кварцсодержащем цементе

   К химическим добавкам в сухие строительные смеси большинство специалистов относит вещества, придающие этим материалам определенные эксплуатационные, технологические и технические свойства. Например:
  - сокращение транспортных расходов, поскольку в смесях нет воды;
  - создание экологически чистого производства с упрощенной системой контроля;
  - повышение производительности труда на стройке благодаря использованию смесителей оптимальной емкости;
  - длительное сохранение свойств смеси (при хранении) по сравнению с бездобавочными составами:
  - увеличение прочности на сжатие и растяжение;
  - повышение водонепроницаемости и морозостойкости;
  - улучшение сцепления с микронаполнителем, фиброй и арматурой;
  - получение смесей специального назначения.
  Перечень этих свойств может быть значительно дополнен за счет использования эффекта повышения поверхностного натяжения затворенных водой составов, способствующих: адегезии смесей к стеновым и потолочным поверхностям и, тем самым, обеспечению у них заданного класса шероховатости и гладкости; кальматированию пор как в структуре твердеющей смеси, так и гидрофобизации цветных пигментов на поверхности отделочных слоев в наружных стенах.
  В основополагающей монографии проф. В.Г. Батракова [1] действие химических добавок рассматривается, как “установление закономерностей в регулировании параметров цементных систем на стадии взаимодействия цемента с водой”.
  Другие исследователи Ш.Т. Бабаев, Н.Ф. Башлыков и др. [2] показали, что путем интенсивной механохимической обработки портландцемента или его смеси с кварцсодержащими микронаполнителями в присутствии порошкообразного суперпластификатора возможно получение специальных вяжущих низкой водопотребности. При этом в результате механодеструкции увеличивается число активных центров в единице объема клинкера с возможным образованием органоминеральных комплексов между молекулами пластификатора и клинкерных минералов, а также на аморфизированной поверхности зерен минерального микронаполнителя.
  В этом случае пластификатор следует рассматривать уже как специальный компонент в вещественном составе вяжущего, подвергаемый своей активации, диспергированию и вследствие этого – участвующий в более глубоких физико-химических процессах совместно с частицами клинкера и микронаполнителя еще при помоле компонентов до затворения вяжущего водой.
  Таким образом назначение добавок изменяется достаточно широко.
  Учитывая вышеизложенное, авторы исследовали влияние пластификаторов как химических добавок, вводимых с водой затворения в бетонные и растворные смеси с целью использования поверхностного эффекта от активации, полученного при помоле портландцементов с кварцсодержащими микронаполнителями – песком и золой уноса. При выборе добавок предполагалось, что они могут влиять как анионно-активные вещества, способствующие образованию на поверхности раздела фаз пленок с отрицательным зарядом, или как катионно-активные – с возникновением положительного заряда [3]. Последние оседают на свежеизмельченных аморфизированных зернах кварца, который в щелочной или нейтральной среде заряжен положительно.
  К катионно-активным веществам относятся лигносульфонаты кальция, поэтому в качестве пластифицирующих добавок были выбраны: улучшенный вид лигносульфонатов ЛСТМ-2 и суперпластификатор С-3. Исследования проводились на бетоне с использованием вяжущих, полученных помолом портландцемента Подольского завода с 50% содержанием кварцевого или зольного наполнителей. Удельная поверхность золы находилась в пределах 4000 – 5000 см2/г. В качестве заполнителей применяли кварцевый песок Сычевского карьера с Мк=2,7 и гранитный щебень фр. 5 – 20 мм. Оптимальное количество добавок определяли при заданном значении удобоукладываемости бетонной смеси и фиксированном значении ц/в, таком же, как в принятом номинальном составе бетона.
  Опыты показали, что прочность бетона на ПЦ-50 (с кварцевым песком) во все сроки твердения после пропаривания и стандартных условий не отличалась от состава без добавок. Оптимальные количества добавок оказались (в % от массы цемента + наполнитель): для ЛСТМ-2 – 0,15% при сокращении расхода вяжущего на 25 – 30 кг/м3 и С-3 – 0,6% с уменьшением расхода вяжущего на 100 – 110 кг/м3.
  В бетонах на ПЦ-50 (с золой-уноса) прочность оставалась у всех составов, подвергнутых пропариванию, близкой к бетону без добавок во все сроки твердения. Оптимальные количества соответствовали: для ЛСТМ-2 – 0,2% и С-3 – 0,6%. Однако после нормального твердения прочность у всех составов с добавками оказалась значительно меньше эталона без добавки.
  Полученные результаты по одинаковому оптимальному количеству добавок свидетельствуют об одинаковой активации поверхности и, по-видимому, о равномерной толщине пленок на поверхности клинкера и кварцевой составляющей, поскольку при помоле значения удельной поверхности их близки. А при использовании золы, из-за высоких значений ее удельной поверхности и вследствие предпочтительного адсорбирования на ней добавок, наблюдался рост прочности только при пропаривании в основном за счет клинкерной составляющей, количество которой явно мало по сравнению с эталоном без добавки. Зольная часть осталась при нормальной температуре заблокированной адсорбционно пленками добавок и практически не проявляла вяжущих свойств.
  С целью уточнения возможности влияния предпочтительного адсорбирования добавок пластификатора на различных составляющих бетонной смеси проводились опыты по изменению порядка введения компонентов в процессе перемешивания. Для этого в смеситель заливали сначала воду с добавкой С-3, а затем, последовательно, остальные составляющие. В качестве вяжущего использовали ПЦ-50 с кварцевым микронаполнителем. Оптимальным вариантом оказалось введение последним в воду молотого вяжущего. Прочность в этом случае превышала на 50 кгс/см2 прочность состава, где все составляющие смеси перемешивались в смесителе одновременно. По-видимому первоначальная адсорбция части суперпластификатора на поверхности заполнителей оказалась полезной для твердения цемента, молотого с кварцевым песком.
  В современном строительстве при возведении жилых и культурно-бытовых зданий применяется много строительных растворов марок 25 – 100, приготовляемых на портландцементе, шлакопортландцементе марок 400 с добавлением порошкообразного наполнителя (золы, глины, известняка и т.п.).
  По существу это многокомпонентные системы с различными значениями удельной поверхности зерен и их можно рассматривать как смеси на вяжущем с кварцевым наполнителем. Усиление в них общего (синергетического) эффекта изменения поверхностной энергии от частиц различного размера, а также повышение химической активности аморфизированного кварцевого компонента представляется возможным от введения химической добавки комплексного действия. Близкими по механизму действия к рассмотренным выше добавкам являются вещества, содержащие карбоксильные группы типа Н-С-ОН или С=О-С-О-ОН с хорошим “присадочным” эффектом к зернам портландцемента, а также щелочи для воздействия на аморфизированный кварц. Нам представляется предпочтительной для этого добавка подмыльного щелока (ПМЩ), применявшаяся в обычных строительных растворах [4]. В состав подмыльного щелока (в % от массы) входят: жирные омыленные кислоты 0,5 – 2,0; хлористый натрий 7 – 15; едкий натрий 0,1 – 0,4; вода 85 – 90%. При введении в строительную смесь жирные кислоты в основном адсорбируются зернами цемента, хлористый натрий благодаря обменной реакции с известью портландцемента переходит в хлористый кальций и в дальнейшем в гидратные новообразования, а дополнительный натрий и гидрат окиси натрия увеличивают растворение аморфного кварца.
  Учитывая это, выполнялись опыты со строительными растворами, где в качестве вяжущего использовали портландцемент завода “Гигант” с активностью 430 кгс/см2 и кварцсодержащие вяжущие состава (цемент + песок) 70 + 30 , 50 + 50, 34 + 66% с активностью, соответственно, 369, 238 и 180 кгс/см2. Заполнителем служил высушенный и просеянный через сито с отверстиями 5 мм песок Тучковского карьера с Мк=1,04 при содержании глины и пыли 1%. Подвижность смесей соответствовала величине погружения (8 – 9 см) стандартного конуса. Подмыльный щелок добавлялся из расчета 0,1 – 0,5 г жирных кислот на 1 кг цемента и вся смесь перемешивалась 3 мин. Растворная смесь укладывалась в металлические формы без дна с размером гнезда 7,07 х 7,07 х 7,07 см, установленные на глиняном кирпиче, покрытом смоченной неплотной бумагой и выдерживалась в течение суток в воздушных условиях. Затем образцы распалубливались и хранились в нормальных условиях.
  Результаты исследований, приведенные в таблице, показали, что смеси на молотом цементе с кварцевым наполнителем имеют повышенную пластичность и водоудерживающую способность по сравнению со смесями на портландцементе М400. Прочность состава вяжущего (70 + 30%) соответствовала проектной

Табл. 1. Составы и свойства строительных растворов на основе молотого портландцемента с кварцевым наполнителем


  Объяснить полученный характер роста прочности возможно взаимодействием щелочей с аморфной поверхностью молотого песка, а также в некоторой степени и мелкого заполнителя, крупность которого невелика и он активно оказывает истирающее действие на частицы смешанного цемента, активируя и свою поверхность.
  В заключение следует отметить, что химические добавки в сухие смеси на кварцсодержащем цементе необходимо подбирать с учетом их общего воздействия на каждую составляющую сложного вяжущего, а также на мелкодисперсную часть заполнителей.
  
  Библиографический список:
  1. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Технопроект. – М., 1998.
  2. Бабаев Ш.Т., Башлыков Н.Ф., Сердюк В.Н. Основные принципы получения высокоэффективных вяжущих низкой водопотребности//Промышленность строительных материалов. Сер. 3. Промышленность сборного железобетона//ВНИИЭСМ. – Вып. 1, 1991.
  3. Миленц Р. Использование поверхностно-активных веществ в бетоне. – М., Стройиздат, 1973.
  4. Попов Л.Н. Применение подмыленного щелока в качестве пластификатора строительных растворов. – М., 1988.

Б.А. УСОВ, канд. техн. наук, проф. МГОУ;
Н.Л. ПОПОВ, инженер МГСУ
По материалам журнала "Строительные материалы. Где их можно приобрести".



< Предыдущая   Следующая >
 
Для установки в коттедж стационарный генератор с системой автоматики включения | ммм Чита

На сайте

Сейчас 22 гостей онлайн


Из какого поисковика Вы пришли?

Google - 35.7%
Яндекс - 45.2%
Рамблер - 4.8%
Не помню - 14.3%

Голосов: 42
The voting for this poll has ended on: 02 Фев 2012 - 00:00
ИнфинСтоун I Новосёлам I Xимические добавки в сухие смеси на кварцсодержащем цементе
Copyright © 2012. InfinStone.ru.