Rubber-way.ru

Рубер Вэй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

16. Глинозёмистый цемент. Состав, свойства и области применения

16. Глинозёмистый цемент. Состав, свойства и области применения.

Глинозёмистый цемент – быстротвердеющее и высокопрочное ГВВ, получаемое путем тонкого измельчения клинкера, содержащего преимущественно низкоосновные алюминаты Са. Однокальциевый алюминат CaOAl2O3 определяет быстрое твердение и другие свойства ГЦ. В небольших количествах в нем также содержатся другие алюминаты Са(CaO2Al2O3) и алюмосиликат Са-геленит 2CaOAl2O3 SiO2. ГЦ обладает высокой прочностью, если он твердеет при умеренной t (не выше 25), поэтому ГЦ нельзя применять для бетонирования массивных конструкций из-за разогрева бетона, а также подвергать тепловлажностной обработке. Если же t бетона превысит 25 , то прочность уменьшится в 2-3 раза. ГЦ очень быстро твердеет. По сравнению с обычным П, у ГЦ при таком же сроке схватывания (30мин-12ч) – тепловыделение примерно в 1,5 раза больше. ГЦ обладает высокой коррозионной стойкостью в сульфатных, морских и углекислых водах.

ГЦ применяют в специальных сооружениях, при спешных ремонтных и монтажных работах, для изготовления жаростойких бетонов и растворов. Он также входит в состав многих расширяющихся цементов.

17. Расширяющиеся и безусадочные цементы.

Безусадочные, расширяющиеся и напрягающие цементы применяют во избежание усадочных трещин для плотной и непроницаемой заделки швов между элементами сборных конструкций, а также для придания конструкции повышенной трещиностойкости (напрягающий). Расширяющийся цемент обладает контролируемым расширением, которое, проявляясь в стесненных условиях, вызывает самоуплотнение цементного камня. Растворы и бетоны на расширяющемся цементе практически непроницаемы для воды и нефтепродуктов (керосин, бензин и др.). Эти цементы относятся к числу смешанных, иногда многокомпонентных вяжущих.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент – быстросхватывающееся и быстротвердеющее ГВВ, получаемое путем тщательного смешивания глиноземистого цемента (≈70%), гипса (≈20%) и молотого высокоосновного гидроалюмината Са (≈10%).

Гипсоглиноземистый расширяющийся цемент – быстротвердеющее ГВВ, получаемое совместным или раздельным (с последующим тщательным смешиванием) тонким измельчением высокоглиноземистых клинкеров или шлака и природного двуводного гипса (до 30%). Он расширяется при твердении в воде и проявляет безусадочные свойства при твердении на воздухе. Применяется для омоноличивания стыков сборных конструкций, гидроизоляционных штукатурок, плотных бетонов в ж/б судостроении и при возведении емкостей для хранения нефтепродуктов.

Расширяющийся П – ГВВ, получающееся совместным тонким помолом П-ого клинкера (58-63%), глиноземистого шлака или клинкера (5-7%), гипса (7-10%), доменного гранулированного шлака или других активных минеральных добавок (23-28%). Он отличается быстрым твердениям в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня.

Напрягающий цемент – быстротвердеющий ГВВ, состоящий из 65-75% П, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса. В процессе расширения в определённых условиях твердения этот цемента создает в арматуре, независимое от ее расположения в ж/б конструкции, предварит напряжения. НЦ применяют для газонепроницаемых конструкций, хранилищ бензина, подводных и подземных напорных сооружениях, спортивных объектов.

Вяжущие материалы: цемент, известь, глина

Одним из главных компонентов некоторых отделочных материалов являются так называемые вяжущие, которые в целом делятся на две большие группы: водные и неводные. Первая группа, в свою очередь, делится на минеральные и органические.

К минеральным относятся цемент, известь и жидкое стекло.

К органическим относятся разнообразные клеящие вещества растительного, животного и синтетического происхождения.

Он придает бетону высокую прочность. Благодаря ему бетон быстро схватывается и меньше находится в опалубке. Как правило, цемент делают из таких веществ, как глинозем или силикат кальция, которые тщательно измельчают, обжигают до спекания.

В результате обжигания получают цементный клинкер, который хорошо перемалывают. От тонкости помола и состава сырья зависит качество цемента.

Цемент служит для приготовления строительных растворов, бетонных смесей, для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Подразделяют цементы по составу, прочности при твердении, скорости твердения и т. п.

Цемент имеет способность хорошо схватываться не только на воздухе, но и в воде, поэтому хранить его надо в сухом месте.

В строительстве чаще всего применяются портландцемент (силикатный цемент), шлакопортландцемент (портландцемент с добавлением в него шлака) и глиноземистый цемент, который получают из глинозема и извести, сплавленных при температуре 1400 °C.

Получившуюся таким образом массу дробят на куски, которые, в свою очередь, измельчают в порошок на трубных мельницах. Марочную прочность (глиноземистый цемент выпускают марок 400, 500, 600) цемент набирает через 3 дня.

Портландцемент представляет собой порошок серо-зеленого цвета. Получают его путем обжигания глины и мела при температуре 1500 °C. После этого цементный клинкер (именно так называется полученная масса) размалывают на специальных мельницах, одновременно добавляя в него различные активные и неактивные (инертные) добавки: шлаки, гипс, кварцевый песок.

Читайте так же:
Расход цемента для полусухой стяжки пола

Если цемент растворить водой, то спустя непродолжительное время он застывает, превращаясь в твердое вещество наподобие камня. Портландцемент выпускают марок 400, 500, 600 и 700.

По сравнению с такими вяжущими, как глина и известь, цемент схватывается гораздо быстрее.

Схватывание наступает уже спустя 35–40 мин, а окончательное схватывание – не позднее 12 ч в зависимости от марки цемента. Можно ускорить процесс твердения, если добавить в цемент теплой воды.

И наоборот, применение холодной воды отодвигает на некоторое время схватывание разведенного цемента.

Марка цемента зависит от тонкости помола. В том случае, если марка цемента неизвестна или появились какие-то сомнения, можно ориентировочно определить ее по плотности цемента. Она снижается при длительном хранении: за 6 мес – на 25 %, за 1 год – на 40 %, за 2 года – на 50 %.

Портландцемент

Это гидравлическое вяжущее вещество, продукт тонкого измельчения клинкера с добавлением гипса (от 3 до 5 %), регулирующего сроки схватывания цемента. По составу различают портландцемент без добавок, с минеральными добавками, шлакопортландцемент и др.

Начало схватывания портландцемента при температуре воды в растворе 20 °C должно наступить не ранее 45 мин с момента приготовления раствора и заканчиваться не позднее чем через 10 ч.

Если при изготовлении раствора используют воду температурой более 40 °C, схватывание может наступить слишком быстро.

Прочность портландцемента характеризуется марками 400, 500, 550 и 600. Для того чтобы приблизить российские стандарты к европейским, цемент разделен на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 55,5 МПа.

Быстротвердеющий портландцемент

Это портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью. Он достигает более половины запланированной прочности через 3 сут твердения.

Быстротвердеющий цемент выпускают марок 400 и 500.

Особобыстротвердеющий высокопрочный портландцемент

Применяют в производстве сборных железобетонных конструкций и при зимних бетонных работах. Выпускают марки 600.

Белый портландцемент

Выпускают двух видов – белый портландцемент и белый портландцемент с минеральными добавками. По степени белизны белые цементы разделяют на 3 сорта (по убыванию). Начало схватывания белого портландцемента должно наступать не раньше чем через 45 мин, конец – не позднее чем через 12 ч после приготовления раствора.

Цветной портландцемент

Он бывает красного, желтого, зеленого, голубого, коричневого и черного цветов. Применяется для изготовления цветных бетонов и растворов, отделочных смесей и цементных красок.

Выпускают марок 300, 400 и 500.

Шлакопортландцемент

В его состав входят доменный шлак и природный гипс, добавленные для регулирования сроков схватывания раствора.

Выпускается марками 300, 400 и 500.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент

Отличается повышенной прочностью уже через 3 суток твердения.

Выпускают марки 400.

Гипсоглиноземистый цемент

Его получают путем смешивания высокоглиноземистых шлаков и природного гипса. Начало схватывания гипсоглиноземистого цемента должно наступить не раньше чем через 10 мин, конец – не позднее чем через 4 ч после приготовления раствора.

Этот материал применяют в основном при работе с камнем и для приготовления штукатурной смеси. Известь бывает трех видов: гидравлическая, высокогидравлическая, воздушная. Различаются они по способу твердения. Воздушная известь затвердевает на воздухе. Ее главный недостаток – неводостойкость.

Гидравлическая способна затвердевать на воздухе и в воде, процесс затвердевания у нее проходит быстрее, чем у воздушной, и прочность ее гораздо выше. Высокогидравлическая известь характеризуется высокой прочностью и скоростью затвердевания.

При покупке извести необходимо обращать внимание на наличие инструкции по приготовлению и хранению раствора.

Известь гасят путем обработки водой негашеной комовой извести. В зависимости от количества воды, необходимой для гашения, получают гидратную известь (пушонку), известковое тесто и известковое молоко.

Порошковая гидратная известь получается в том случае, если объем воды составляет 60–70 %. В результате гашения объем извести увеличивается в 2–3 раза. Гашеная известь представляет собой белый порошок, состоящий из мельчайших частиц гидрата оксида кальция с плотностью от 400 кг/м3(в рыхлом состоянии) до 500–700 кг/м3(в уплотненном состоянии).

Для получения известкового теста при гашении воды берут в 3–4 раза больше, чем извести. Объем получившегося теста в 2–3 раза превышает объем извести, взятой для его приготовления.

Известковое тесто представляет собой пластическую массу белого цвета плотностью до 1400 кг/м3.

Известь, которая погасилась хорошо, увеличившись в объеме не менее чем в 3 раза, называется жирной, увеличившаяся в объеме менее чем в 2,5 раза – тощей .

По способности к затвердению делится на гидравлическую и воздушную. В первом случае известь затвердевает и в воде, и на воздухе, а во втором, как это видно из названия, только на воздухе.

Читайте так же:
Смесь цемент песок жидкое стекло

Известь получают с помощью обжига известняков в шахтных печах. После обжига получается негашеная известь – известь-кипелка, или комовая. Для гашения извести ее заливают водой из расчета 35 л воды на 10 кг извести. В процессе гашения известь начинает «кипеть», рассыпаясь на мелкие части, после чего она заметно увеличивается в объеме. По времени гашения различают быстрогасящуюся (около 8 мин), среднегасящуюся (около 25 мин) и медленногасящуюся (более 30 мин) известь.

Гашеную известь называют пушонкой . Для того чтобы все частицы извести погасились, ее нужно выдержать около 2–3 нед под закрытой крышкой.

По истечении указанного срока остается тонкодисперсная масса с содержанием воды не более 50 %.

Воздушная известь бывает негашеной и гашеной (гидратной). Известь без добавок подразделяют на 3 сорта (1-й, 2-й, 3-й), известь с добавками – на два (1-й, 2-й). Гидратная порошковая известь (пушонка), с добавками и без добавок, бывает двух сортов (1-й, 2-й).

Область применения воздушной извести – приготовление известково-песчаных и смешанных строительных растворов, которые используют в каменной кладке и при оштукатуривании поверхностей, а также для побелки и в производстве силикатных изделий.

Гидравлическая известь бывает слабогидравлической и сильногидравлической. Применяют ее для приготовления кладочных и штукатурных растворов, а также бетонов низких марок, предназначенных для твердения как на воздухе, так и в условиях повышенной влажности.

Известесодержащие гидравлические вещества

Подразделяют на известково-шлаковые с добавлением гранулированных шлаков, известково-пуццолановые с добавлением осадочных или вулканических активных пород, известково-зольные с добавлением зол некоторых видов топлива. Известесодержащие вещества участвуют в приготовлении низких марок бетонов и растворов, которые применяют в подземных сооружениях.

Известесодержащие гидравлические вещества выпускают марок 50, 100, 150, 200.

Гипсовые вяжущие

Получают путем обжига и помола из осадочной горной породы, в состав которой входит двуводный гипс. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и затвердевать. В зависимости от температуры тепловой обработки сырья выделяют две группы гипсовых вяжущих: низкообжиговые (формовочный строительный и высокопрочный гипс) и высокообжиговые (ангидритовый цемент, экстрих-гипс).

По прочности на сжатие различают 12 марок гипсовых вяжущих – от низкопрочного Г-2 до высокопрочного Г-25. По срокам схватывания их разделяют на быстротвердеющие (А), нормальнотвердеющие (Б) и низкотвердеющие (В).

По степени помола гипсовые вяжущие также делят на три группы: I, II, III.

Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б, В и I, II, III) используют для изготовления разнообразных гипсовых строительных изделий. Марки от Г-2 до Г-7 (группы А, Б и II, III) применяют для изготовления тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей. Марки от Г-2 до Г-25 (Б, В и II, III) применяют в штукатурных работах, для заделки швов и в специальных целях.

Для повышения прочности и ускорения сроков схватывания гипсовые вяжущие добавляют в известково-песчаные растворы. Они также придают большую гладкость и белизну штукатурному слою, их применяют в качестве основного вещества в мастиках.

Глина бывает жирной, полужирной (средней жирности) и тощей (суглинки). Это деление обусловлено степенью содержания в глине песка.

Глину используют в качестве вяжущего материала при изготовлении печных и штукатурных растворов, добавляют в цементные растворы, предназначенные для кладки конструкций в условиях нормальной влажности воздуха.

Плотная глина, не содержащая примесей, – прекрасный материал для строительства. Из нее делают кирпичи.

Если при строительстве дома будет использоваться глина, ее качество можно проверить следующим образом. Для этого в ведро кладут 1 кг материала и заливают его 4 л воды, хорошо все перемешивают и оставляют на 24 ч. Благодаря воде глина станет мягкой, а песок отделится от суглинка. Затем содержимое ведра снова тщательно перемешивают и сливают воду с содержащимся в ней пылеватым суглинком так, чтобы на дне ведра оказались только глина и песок. Взвешивают глину и песок и из 1 кг вычитают их массу – таким образом можно узнать, сколько суглинка было в исследуемом материале.

Качество глины зависит от ее пластичности, и его можно проверить на ощупь. Жирная глина напоминает кусок увлажненного мыла или ломтик сала. Качество глины можно определить и другим способом. Сделав из глины жгутик длиной 15 см и толщиной 2 см, нужно потянуть его за оба конца одновременно.

Тощая глина плохо растягивается, и в месте разрыва жгутика образуются неровные края. Жгутик из пластичной глины, плавно вытягиваясь, постепенно истончается и в конце концов разрывается, образуя в месте разрыва острые зубцы.

Читайте так же:
Цемент для бетона дорожных покрытий

От того, какие примеси входят в состав глины, зависит ее цвет. В красный, желтый и бурый цвета окрашена глина с примесью оксида железа и оксида марганца, а в черный – с органическими примесями.

Пылеватый суглинок можно добавлять в глинобетон, чтобы увеличить его прочность и способность сохранять нужную форму после высыхания.

Глиноземистый цемент, его разновидности, состав и применение

что представляет собой глиноземистый цемент

Строительные материалы одного назначения отличаются между собой распространённостью и особенностями применения. Одна часть из них используется массово, другая – имеет узкую специализацию. Глиноземистый цемент относится к специальным вяжущим материалам, имеющим ограниченную сферу применения и незаменимым в ряде случаев.

Производство глиноземистого цемента

Отличие материала от привычного портландцемента состоит в повышенном содержании глинозема (оксида алюминия) и практически полном отсутствии кремнезема (диоксида кремния). Технологический цикл производства цемента заключается в термической обработке исходных компонентов – высокоглиноземистых бокситов и известняка высокой чистоты. Бокситы содержат большое количество оксида алюминия, а чистый известняк представляет собой карбонат кальция.

Принципиально существуют два пути производства:

  • Способ, основанный на плавлении реакционной массы. Компоненты смешиваются в заданных пропорциях и плавятся. Образованный расплав выдерживается для достижения однородности, после чего охлаждается и дробится до мелкодисперсного состояния.
  • Приготовление цементного клинкера – спекшегося при высокой температуре брикета. Перед спеканием компоненты измельчаются, затем перемешиваются и помещаются в печь. Нагревание происходит до температур немного ниже температуры плавления – это позволяет зернам клинкера спечься между собой без перехода в жидкое состояние.

На видео показан процесс помола полученного клинкера до цемента:

Свойства цемента – стандартные характеристики

Технологические и эксплуатационные параметры материала, а также его марки, установлены ГОСТ 969-91. Если содержание оксида алюминия находится в интервале от 35 до 65 %, то цемент относится к глиноземистому. Высокоглиноземистой является смесь, содержащая более 65 % оксида алюминия.

Глиноземистый цемент представлен тремя марками, отличающимися выдерживаемым давлением (в МПа), и обозначается как ГЦ 40, ГЦ 50 и ГЦ 60. Сроки схватывания характеризуются узким диапазоном: начало происходит не ранее 45 мин., завершение – не позднее 10 часов (в действительности обычно 5-6 часов).

Предел прочность высокоглиноземистых цементов (обозначаются как ВГЦ) существенно ниже – 25 и 35 МПа. Их отличие заключается в уменьшенном до 30 мин. начале схватывания и высокой огнеупорности. Минимальная гарантированная огнеупорность составляет 1580 °С, а максимальная – 1670 °С.

Глиноземистые цементы обладают меньшей усадкой, чем портландцемент. Для производства саморасширяющихся смесей в состав вводят добавки негашеной извести или гипса.

Расширение раствора при добавлении извести достигается за счет её гашения водой, происходящего с увеличением объёма. В случае гипса (обводнённого сульфата кальция), происходит его реакция с алюминатом кальция, содержащимся в исходном составе цемента. Образующееся соединение (эттрингит) расширяет структуру раствора при затвердевании.

Прочность и водостойкость бетонов на смесях полуводного гипса с глиноземистым цементом

В ранее опубликованных исследованнях авторы рассмотрели прочностные характеристики, сроки схватывания и щелочность водной фазы рН = 9—10) затвердевших смесей полуводного гипса (50—90%) с глиноземистым цементом (50—10%). При этом шла определена возможность использования таких смесей для изготовления изделий со стекловолокнистой арматурой.

Смеси (80+20%) обеспечивают в 28-суточном возрасте получение бетонов воздушного твердения с прочностью при сжатии до 25 МПа при расходе вяжущего 340 кг на 1 м3 бетона и жесткости 20 с. Увеличение последней дсх 60 с способствует повышению прочности до 33 МПа, т. е. на 32%. Увеличение расхода вяжущего до 440 и 550 кг при тон же жесткости бетонных смесей способствует достижению прочности соответственно 35 и почти 45 МПа. Увеличение жесткости этих смесей до 60— 100 с вызывает повышение прочности примерно на 5 МПа.

Особое значение имеет интенсивный рост прочности бетонов в самые ранние сроки. Так, через 4 ч прочность достигает 10—15 МПа при расходах вяжущего 340—440 кг на 1 м3 бетона и 20 МПа при 550 кг. В суточном возрасте прочность повышается до 12— 25 МПа.

Важно отметить, что эти показатели получены на смесях строительного гипса первого сорта, который позволял получать бетон из тех же материалов прочностью лишь 12 МПа при расходе 340 кг на 1 мч бетона и 24 МПа при расходе 540 кг. Таким образом, ввод в вяжущее лицц, 20% глиноземистого цемента (70—110 кг на 1 м3 бетона) позволяет увеличивать прочность в 28-суточном возрасте почти п 2 раза.

Читайте так же:
Цемент для металлокерамических зубных протезов

Вяжущее состава 70+30% позволяет получать бетоны в 28-суточном возрасте еще более высокой прочности: от 15 до 53 МПа при его расходе от 250 до 550 кг на 1 м3 бетона и жесткости смесей 20 с. Увеличение жесткости до 60 с при расходе 550 кг доводит прочность до 58 МПа. Характерно, что через 4 ч воздушного твердения бегон на вяжущем состава 70+30% имеет меньшую прочность по сравнению с бетоном на вяжущем 80+20%, но уже с суточного возраста наблюдается отставание в прочности бетона на вяжущем 80+20%.

Данные, представленные на рис. 1,6, 2,6, характеризуют водостойкость бетонов на изученных смесях по показателям коэффициента размягчения Кр. В опытах он рассчитывался в виде отношения прочности образцов водного твердения к прочности их, полученной при твердении на воздухе. Л+ зависит от состава вяжущего и удельного его расхода.

При составе вяжущего 80+20% и расход 240, 340, 440 и 550 ьт и а 1 м3 бетона Kv соответственно равен 0,53; 0,6 и 0,7 при двух последних расходах,- При составе вяжущего 70+30% и расходах на 1 м3 в количестве 250, 350, 445 и 555 кг ЛР был равен соответственно 0,65 при расходе 2ь0 кг, при остальных же расходах составлял 0,71— 0,73. Если пересчитать содержание глиноземистого цемента в кг на 1 м3 бетона, то для достижения Кг, равного 0,7—0,73, он должен вводиться в последний в количестве 75—100 кг.

Меньшее количество цемента в бетоне слабее увеличивает водостойкость. Так, Кр образцов, приготовленных из одного гипса с расходом 340 и 540 кг на 1 м3 бетона, равный 0,4—0,42, повышается до 0,5—0,6 при вводе в них глиноземистого цемента в количестве лишь 25— 40 кг.

Важно также отметить, что при содержании в 1 м3 бетона 50—70 кг глиноземистого цемента обеспечивается стабильность его прочности в водной среде, с увеличением содержания до 80—100 кг п более отмечается рост прочности при твердении и воде до 28 сут.

В таблице приведены показатели прочности при сжатии образцов из керамзитобетона. приготовленных на смеси строительного полуводпого гипса и цемента (80+20%) и твердении и образцов через сутки помешалась к йоду.

Данные свидетельствуют о значительной прочности керамзитобетона воз душного твердения, изготовлению о при расходах вяжущего 400—500 кг на 1 м3, что соответствует содержанию в них цемента 80—100 кг. Через 28 сут она составляет (С—19 МПа при объемной массе 1300—1400 кг/м3.

Исследование влияния добавки бентонита на свойства раствора на основе композиционного цемента

Замчалин, М. Н. Исследование влияния добавки бентонита на свойства раствора на основе композиционного цемента / М. Н. Замчалин, М. О. Коровкин, Н. А. Ерошкина. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2015. — № 13 (93). — С. 112-115. — URL: https://moluch.ru/archive/93/20878/ (дата обращения: 15.11.2021).

Представлены результаты исследования влияния добавки бентонита на свойства мелкозернистого бетона. Установлено, что бентонит значительно ухудшает консистенцию смеси и снижает плотность раствора. Добавка может быть использована для снижения водоотделения и расслоения высокопластичных и литых бетонных смесей.

Ключевые слова: композиционный цемент, бентонит, суперпластификатор, прочность, мелкозернистый бетон.

Современная цементная отрасль оказывает значительное влияние на изменения окружающей среды. Общемировое производство портландцемента в 2014 году превысило 3 млрд. тонн. При производстве 1 тонны клинкера выделяется 0,8–0,9 тонн этого парникового газа [1]. Технология этого материала относится к числу наиболее «грязных» с точки зрения выбросов углекислого газа. Источниками эмиссии этого парникового газа в производстве цемента является декарбонизация сырья и сжигание углеводородного топлива.

Портландцемент обладает уникальными технико-строительными свойствами, поэтому его производство, несмотря на экологические проблемы, в ближайшее время будет возрастать. В связи с этим снижение содержания клинкера в бетонах и растворах — важная задача современного строительного материаловедения. Один из основных путей решения этой задачи — получение композиционных цементов с применением различных минеральных добавок.

Для развития технологии производства и применения композиционного цемента необходимо проведение исследований, направленных на поиск новых, более эффективных минеральных добавок, исследование влияния их на свойства цемента и бетона, а также выявление оптимальных областей применения композиционных цементов.

Для снижения доли клинкера в цементе и улучшения его свойств в настоящее время используют широкий спектр минеральных добавок природного происхождения — опоки, диатомиты, также применяют промышленные отходы — золы-уноса, шлаки и др. [1–4]. Одной из минеральных добавок, использующихся для получения штукатурных растворов [5], смешанных композиционных растворов [6] на основе портландцемента является использование бентонитовых глин, которые характеризуются высокой водоудерживающей способностью. Основное применение бентониты находят в нефтегазовой отрасли при изготовлении буровых растворов [7].

Читайте так же:
Цемент портландцемент м500 до расход

В настоящей работе проводились исследования оценки эффективности введения минеральной добавки бентонита в состав мелкозернистого бетона. С учетом особенности добавки бентонита существенно снижать технологичность цементной смеси [5, 6] были проведены сравнительные исследования оценки эффективности бентонита в составах с добавкой суперпластификатора (СП) и без суперпластификатора. Для оценки влияния добавки бентонита на свойства бетона проводилось планирование эксперимента и в качестве факторов, оказывающих влияние, были выбраны X1 — содержание добавки бентонита в % от веса вяжущего и X2 — водоцементное отношение. Содержание добавки бентонита составляло 6 и 12 %, В/Ц от 0,43 до 0,5 (в составах с СП В/Ц варьировалось от 0,29 до 0,44).

При проведении исследований использовались: цемент ПЦ500Д0 (изготовитель ОАО «Мордовцемент»), бентонитовая глина, суперпластификатор Melflux 5581 (Basf, Германия) и сурский кварцевый песок (Пензенская область). Содержание СП составляло 0,5 % от веса композиционного цемента, соотношение вяжущего к песку во всех составах было постоянным и составляло 1:2.

Рис.1. Расплыв конуса раствора на композиционном цементе в зависимости от содержания бентонита и В/Ц: а) без добавки СП; б) с 0,5 % добавкой СП

Результаты исследований влияния бентонита на удобоукладываемость растворной смеси показали, что добавка бентонита значительно загущает растворную смесь (рис. 1.а) и введение пластификатора Melflux 5581 не позволяет существенно устранить этот недостаток (рис. 1.б).

Рис.2. Прочность раствора на композиционном цементе после ТВО при 80°C в зависимости от содержания бентонита и В/Ц: а) без добавки СП; б) с 0,5 % добавкой СП

Добавка бентонита также негативно сказывается на прочности после тепловлажностной обработки (рис. 2.а), что связано с тем, что прочность глинистых частиц намного ниже прочности цементного камня. За счет снижения В/Ц в результате использования добавки пластификатора (рис. 2.б) прочность увеличивается примерно в 1,3–2 раза.

При твердении в нормальных условиях введение добавки бентонита повышает прочность при более высоком водоцементном отношении, а при низком — уменьшает (рис. 3.а.). Это можно объяснить снижением водоотделения и расслоения растворной смеси повышенной дозировкой воды. При введении суперпластификатора в состав смеси характер зависимости меняется: при отсутствии бентонита прочность возрастает при снижении В/Ц (рис.3.б). При введении 12 % добавки прочность снижается и практически не зависит от В/Ц отношения.

Рис. 3. Прочность раствора на композиционном цементе через 4 сут твердения в нормальных условиях в зависимости от содержания бентонита и В/Ц: а) без добавки СП; б) с 0,5 % добавкой СП

Рис.4. Плотность раствора на композиционном цементе через 4 сут твердения в нормальных условиях в зависимости от содержания бентонита и В/Ц

График зависимости плотности раствора от содержания в составе вяжущего бентонита свидетельствует о том, что введение бентонита приводит к снижению плотности в результате более низкой прочности зерен бентонита по сравнению с цементом.

Полученные результаты показывают, что применение добавки бентонита не эффективно в обычных бетонах. С учетом загущающего эффекта бентонит может быть использован для снижения водоотделения и расслоения высокопластичных и литых бетонных смесей.

2. Коровкин, М. О. Эффективность суперпластификаторов и методология её оценки: моногр. / М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина. Пенза: ПГУАС, 2012. 144 с.

3. Коровкин, М. О. Влияние высококальциевой золы-уноса на свойства самоуплотняющегося бетона / М. О. Коровкин, В. И. Калашников, Н. А. Ерошкина // Региональная архитектура и строительство. 2015. № 1. С. 49–53.

4. Коровкин, М. О. Эффективность использования диатомита в качестве компонента минерально-химической добавки / М. О. Коровкин, Д. С. Саденко, Н. А. Ерошкина // Молодой ученый. 2015. № 9 (89). С. 253–255.

5. Химич, Т. С. Модифицированная добавка бентонитовой глины для штукатурных растворов на основе портландцемента: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.23.05 / Т. С. Химич. — Челябинск, 2007. 21 с.

6. Seriki Oluwasegun Oluwaseyi. Effects of ordinary portland cement-bentonite Blend on compressive strength of concrete mixes using 19 mm size coarse aggregate. Federal university of technology, akure, ondo state. 2011. 61 p.

7. Сабитов, А. А. Бентониты России: состояние освоения и перспективы развития сырьевой базы / А. А. Сабитов, Е. С. Руселик, Ф. А. Трофимова, А. Н. Тетерин // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2010. № 5. С.8–17.

[*] Выполнено в рамках государственной работы «Обеспечение проведения научных исследований»

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector