авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Ультрадисперсные пуццолановые добавки для гидроизоляционных растворов

-- [ Страница 3 ] --

Примечание: * - в процентах от массы цемента

Из рис. 6 видно, что при введении 1 % добавки БС и АДК в строительную смесь увеличивается прочность на сжатие, а при введении 10 % этих добавок – снижается прочность. Например, для строительных растворов с Ц/П равным 1/2 введение 1 % добавки БС и АДК способствуют увеличению прочности на сжатие на 37…41 %, введение 10 % этих добавок - снижению прочности на 18 %. Введение 10 % МК приводит к повышению прочности на сжатие на 28…30 %. Добавки БС и АДК имеют сравнимые поверхностную и пуццолановую активности, превышающие показатели добавки МК. Этим объясняется увеличение прочности при меньшем количестве добавок БС и АДК в вяжущем. К увеличению прочности приводит увеличение количества низкоосновных гидросиликатов кальция, обладающих повышенными прочностными характеристиками. Увеличение прочности объясняется также получением более однородной структуры раствора при введении добавки АДК.

На рис. 7 приведены значения величин водопоглощения строительных растворов на основе портландцемента ПЦ500-Д0 при цементно-песчаном отношении (Ц/П) равном 1/1, 1/2 и 1/3.

Из рис. 7 видно, что при введении добавок БС, АДК в цементные композиции в количестве 1 % и МК в количестве 10 % снижается водопоглощение. Напротив, при содержании в растворах БС в количестве 10 % водопоглощение увеличивается на 85 % при отношении Ц/П равном 1/1 и на 56,7 % при отношении Ц/П равном 1/3. Это можно объяснить захватом и удержанием воды в объеме БС, что подтверждается результатами абсорбции дибутилфталата, ртутной порометрии, ИК-спектроскопических и термических исследований. Для составов с цементно-песчаным отношением равным 1/2 наименьшее водопоглощение, равное 4,2 %, имеют строительные растворы с добавкой 1 % АДК.

На основании результатов проведенных испытаний следует сделать заключение, что строительный раствор на основе портландцементного вяжущего с добавкой 1 % АДК обладает наилучшими эксплуатационными характеристиками, наименьшим водопоглощением при отношении Ц/П равном 1/2, характерном для гидроизоляционных составов. Поэтому дальнейшие испытания по водонепроницаемости проводились только с этой добавкой.

 а) б) в) Водопоглощение-16

а)

 б) в) Водопоглощение-17

б)

 в) Водопоглощение строительных-18

в)

Рис. 7 - Водопоглощение строительных растворов на основе портландцемента ПЦ500-Д0 при Ц/П, равном: а) 1/1, б) 1/2,

в) 1/3 1 – бездобавочный, с добавками: 2 – МК; 3 – БС; 4 – АДК

Марка по водонепроницаемости строительных растворов, состоящих из портландцемента ПЦ500-Д0 и песка с цементно-песчаным отношением, равным 1/2, соответствует W2, у строительных растворов с добавкой суперпластификатора - W4…W6, а с добавками АДК и суперпластификатора – W16. Эти результаты согласуются с результатами исследования водопоглощения растворов.

Исследованы адгезионная прочность строительных растворов (Ц/П = 1/2) с добавками суперпластификатора в количестве 1 % и ультрадисперсного кремнезема в виде МК, БС, АДК в количествах 1 и 10 % (от массы цемента). Результаты представлены в табл. 6.

Таблица 6 - Адгезионная прочность строительного раствора, МПа

№ п/п Раствор с добавками Содержание добавки, % (от массы цемента)
0 1 10
1 МК - 0,2 0,7
2 БС - 0,5 0,3
3 АДК - 0,9 0,5
4 без добавки 0,2 - -

Из данных табл. 6 следует, что наиболее эффективной является добавка АДК в количестве 1 %. Она увеличивает адгезионную прочность строительного раствора к бетонной поверхности в 4,5 раза по сравнению с бездобавочным раствором. Это можно объяснить большим количеством образующегося геля низкоосновного гидросиликата кальция, который обладает клеящей способностью и, следовательно, увеличение его содержания в растворной смеси вызывает повышение адгезионной прочности строительного раствора.

Строительные растворы (составы см. табл. 4) испытаны на морозостойкость. Образцы с добавкой АДК выдерживают морозостойкость, равную 250 циклам, и соответствуют марке F250. Данные по морозостойкости коррелируют с данными по водопоглощению, а также с результатами измерения размера пор (ртутная порометрия). Морозостойкость определяется факторами пористости и прочностно-деформативными характеристиками кристаллического сростка, в состав которого входят низкоосновные гидросиликаты кальция.

При введении добавки АДК в строительный раствор деформации усадки при твердении составляли 0,45 мм/м. Известно, что образование большого количества геля низкоосновных гидросиликатов кальция в растворах вызывает деформации усадки. Деформации усадки при твердении могут снижать кристаллические образования, армирующие цементный камень. Такими армирующими кристаллическими образованиями при введении добавки АДК являются удлиненные формы ксонотлитоподобных гидросиликатов кальция.

Таким образом, при введении ультрадисперсных кремнеземистых добавок БС и АДК, в количестве 1 % от массы цемента и МК в количестве 10 % происходит увеличение прочности на сжатие и снижение водопоглощения. Добавка АДК увеличивает показатели водонепроницаемости и адгезионной прочности по сравнению с показателями строительных растворов с добавками МК и БС.

В шестой главе рассмотрены вопросы практического применения результатов диссертационной работы.

Для практического применения разработан состав строительного раствора для гидроизоляционных работ на основе портландцемента ПЦ400-Д20. Использован нефракционированный песок по ГОСТ 8736, цементно-песчаное (Ц/П) отношение составило 1/2, количество вводимого суперпластификатора - 1 %, количество добавок АДК составило: 0,5; 1; 1,5; 2,0; 3,0 % от массы цемента. Эксплуатационные характеристики растворов представлены в табл. 7.

Таблица 7 - Эксплуатационные характеристики растворов

Показатель Содержание АДК, % от массы цемента
0,5 1,0 1,5 2,0 3,0
Прочность на сжатие, МПа 38,0 39,0 38,5 37,0 35,0
Водопоглощение, % 5,2 4,4 4,6 5,1 5,5
Адгезионная прочность, МПа 0,70 0,85 0,70 0,50 0,47
Морозостойкость, марка F200 F250 F250 F200 F150
Водонепроницаемость, марка W10…12 W16 W14 W10…12 W10

Таким образом, при использовании портландцемента ПЦ400-Д20 действие добавки АДК сохраняется, то есть повышается водонепроницаемость и адгезионная прочность строительного раствора по сравнению с бездобавочным раствором.

На основании данных табл. 7 выбрали количество вводимой добавки АДК, которое составляет 1 % от массы цемента. Таким образом, строительная смесь для гидроизоляционных работ имеет состав:

портландцемент ПЦ400-Д20 - 33,11 %;

песок - 66,23 %;

суперпластификатор С-3 - 0,33 % (1 % от массы цемента);

добавка аморфного диоксида кремния АДК - 0,33 % (1 % от массы цемента).

Разработанный состав строительной смеси для гидроизоляционных работ на основе портландцемента ПЦ400-Д20: смесь штукатурная, цементная, М 200, Пк 3, ГОСТ 28013, F250, W16 с адгезионной прочностью 0,8…0,9 МПа, опробован на ООО «ПСФ «Полет и К». Представлена технология изготовления растворной смеси на основе портландцемента ПЦ400-Д20 с 1 % ультрадисперсной кремнеземистой добавкой АДК. Показатели свойств растворной смеси и гидроизоляционного раствора представлены в табл. 8.

В этой части диссертационной работы приведены нормы расхода сырьевых материалов, которые соответствуют требованиям СП 82-101-98, разработанным в развитие ГОСТ 28013; указаны параметры контроля поступающих материалов и готовой продукции.

Таблица 8 - Свойства растворной смеси и гидроизоляционного раствора

Показатели свойств Значения фактические Значения нормативные
Растворная смесь
Подвижность, марка Пк3 Пк2- Пк4
Расслаиваемость, % 1 не более 10
Водоудерживающая способность, % 99 не менее 90
Строительный раствор
Прочность на сжатие, марка (МПа) М200 (37…40) М4-М200
Средняя плотность, кг/м3 2150 Более 1500
Морозостойкость, марка F250 F4-F200
Адгезионная прочность, МПа 0,8…0,9 не менее 0,4
Водонепроницаемость, марка W16 -

По результатам производственных испытаний сделан вывод о соответствии свойств строительного раствора на основе портландцемента с ультрадисперсной пуццолановой добавкой АДК, нормативным требованиям, предъявляемым к эксплуатационным свойствам строительных растворов. Раствор предназначен для гидроизоляционных работ, обладает повышенными адгезионными свойствами.

Экономическое обоснование применения разработанной строительной смеси выполнено на основании сравнения с гидроизоляционной смесью, имеющей в своем составе микрокремнезем. Годовой экономический эффект от применения составляет 2749,824 тыс. руб., цена реализации снижается на 933,24 руб./т.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

  1. Теоретически обосновано и экспериментально установлено, что ультрадисперсные добавки кремнезема: АДК, БС, МК улучшают гидроизоляционные свойства строительных растворов на основе портландцемента.

Добавки МК в количестве 10 %, а БС и АДК в количестве 1 % в строительной смеси на основе портландцемента ПЦ500-Д0, фракционированного песка, суперпластификатора С-3 снижают водопоглощение раствора на 19…44 %, повышают марку по водонепроницаемости с W2 до W16, повышают прочность на сжатие на 24…45 % по сравнению с бездобавочным раствором.

Снижение водопоглощения и увеличение водонепроницаемости обусловлено образованием в результате пуццолановой реакции дисперсных низкоосновных гидросиликатов кальция, за счет чего происходит уменьшение среднего размера пор строительного раствора (1458,1 нм – средний радиус пор бездобавочного раствора, 95,7 нм – раствора с добавкой МК, 31,4 нм – средний радиус пор раствора с добавкой БС, 19,7 нм - с добавкой АДК).

  1. По данным электронно-микроскопических исследований и результатам лазерного анализа установлено, что первичные частицы и агрегаты частиц МК и БС имеют шарообразную форму. Средние диаметры первичных частиц микрокремнезема МК 85 и белой сажи БС 120 составляют соответственно 0,10 и 0,02 мкм; средние диаметры агрегатов частиц в водной суспензии – 47,0 и 72,9 нм соответственно.

Частицы АДК не агрегируются, они пористые и имеют чешуйчатую форму. Средние размеры частиц АДК: длина – 7,0 мкм, толщина – 0,1 мкм.

  1. Количество используемых добавок БС и АДК в 10 раз ниже по сравнению с добавкой МК. Это обусловлено более высокой пуццолановой активностью и отличающимися физико-химическими свойствами добавок АДК и БС по сравнению с МК.

Пуццолановая активность добавок БС и АДК составляет 84 %, МК - 71 %; величина удельной поверхности добавок соответственно равна: 182, 111 и 28 м2/г. Результатами ИК-спектроскопических и термических исследований доказаны большие степени аморфизации и гидратированности их поверхности.

  1. Результатами рентгенофазового, термического и ИК-спектроскопического анализов установлено, что в состав продуктов твердения цементного камня с добавкой АДК входят, наряду с тоберморитоподобными низкоосновными гидросиликатами кальция (характерными для бездобавочного раствора), их ксонотлитоподобные формы. Образующиеся закристаллизованные удлиненные формы ксонотлитоподобных гидросиликатов кальция армируют раствор, предотвращая деформации усадки при твердении.
  2. При введении добавки БС, МК, АДК в строительную смесь адгезионная прочность раствора на бетонной поверхности повышается соответственно в 2,5; 3,5 и 4,5 раза по сравнению с бездобавочным раствором. Это объясняется увеличением количества геля низкоосновных гидросиликатов кальция, который обладает клеящей способностью.
  3. Структура поверхности строительного раствора с добавкой АДК в количестве 1 % имеет большую однородность по сравнению с раствором, содержащим 10 % МК, что обуславливает улучшение эксплуатационных характеристик раствора. Размеры частиц добавки АДК, сопоставимые с размерами частиц портландцемента, способствуют более равномерному их распределению по объему смеси.
  4. Разработан состав смеси для гидроизоляционного раствора на основе портландцемента ПЦ400-Д20 с цементно-песчаным отношением 1/2 с применением добавок АДК и суперпластификатора С-3, с высокими адгезионными свойствами. В результате получена смесь гидроизоляционная, штукатурная, цементная М 200, Пк 3, ГОСТ 28013, W16, F250 с адгезионной прочностью 0,85 МПа.

Основные положения представлены в следующих

опубликованных работах:

  1. Хомич, В.А. Функции черных и белых саж в глиняных и цементных композициях / В.А.Хомич, Т.С.Химич, С.А.Эмралиева // Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова. Белгород, 2005. - № 9. - С. 245-247.
  2. Хомич, В.А. Направления по использованию черных и белых саж в глиняных и цементных композициях / В.А.Хомич, Т.С.Химич, С.А.Эмралиева // Материалы Международной научно-практической конференции 15-17 ноября 2005 года. - Омск: изд-во СибАДИ, 2005. - С. 273-274.
  3. Хомич, В.А. Влияние добавок тонкодисперсного кремнезема на свойства цементных растворов / В.А.Хомич, С.А.Эмралиева // Тезисы докладов 63-й научно-технической конференции. – Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2006. – С. 10.
  4. Эмралиева, С.А. Факторы по оценке влияния кремнеземистых наполнителей на свойства штукатурных растворов / С.А.Эмралиева // Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений: Материалы I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 24-26 мая 2006 г. – Омск: изд-во СибАДИ, 2006. – Книга 3. – С. 132-137.
  5. Хомич, В.А. Улучшение эксплуатационных характеристик штукатурных составов на основе портландцемента тонкодисперсными добавками / В.А.Хомич, Т.С.Химич, С.А.Эмралиева // Омский научный вестник. Вып. № 6 (41), 2006. С. 77-80.
  6. Пат. 2278083 РФ: МПК С04В 28/02: Сухая строительная смесь / В.А.Хомич, С.А.Эмралиева; СибАДИ. - № 2004136412/03; заявл. 14.12.2004; опубл. 20.06.2006, Бюл. № 17.
  7. Эмралиева, С.А. Улучшение эксплуатационных свойств строительных растворов введением тонкодисперсной пуццолановой добавки АДК / С.А.Эмралиева // Развитие дорожно-транспортного комплекса и строительной инфраструктуры на основе рационального природопользования: Материалы III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, 21-22 мая 2008 г. – Омск: изд-во СибАДИ, 2008. – Книга 2. – С. 195-200.
  8. Эмралиева, С.А. Улучшение эксплуатационных свойств строительных растворов высокоактивными пуццолановыми добавками / С.А.Эмралиева, В.А.Хомич // Наука ЮУрГУ: Материалы 60-ой юбилейной научной конференции. – Челябинск: изд-во ЮУрГУ, 2008. – Т. 1 - С. 63-65.
  9. Эмралиева, С.А. Физико-химические исследования добавок тонкодисперсного кремнезема и портландцементных растворов / С.А.Эмралиева, В.А.Хомич // Материалы 62-ой научно-технической конференции СибАДИ. – Омск: СибАДИ, 2008. – Кн. 2 – С. 240-244.
  10. Эмралиева, С.А. Влияние морфологических особенностей пуццолановых добавок на эксплуатационные свойства строительных растворов / С.А.Эмралиева, В.А.Хомич // Вестник ЮУрГУ. Серия «Строительство и архитектура». Вып. 9. - № 35 (168), 2009. С. 33-38.


Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.