Изучение влияния состава минерального вяжущего на его прочность на ранней стадии твердения

Аннотация

Получение высокоэффективных модифицированных материалов на основе минеральных вяжущих в настоящее время остается весьма актуальной задачей. В данной работе были проведены исследования по изучению соотношения добавления минеральной части к цементу, при введении в состав суперпластифицирующей добавки.

Ключевые слова: минеральные вяжущие, добавки в цемент.

Современные минеральные вяжущие являются обширным классом веществ с постоянно возрастающим числом подвидов. Расширение современных минеральных вяжущих в значительной мере происходит за счет композиционных разновидностей, получение которых основывается на высокой эффективности наполнителя и модифицирования минеральной составляющей различными химическими и минеральными добавками природного и техногенного происхождения, а появление новых видов композиционных вяжущих обуславливается ростом пригодных к применению добавок, совершенствованием способов их эффективности введения в состав вяжущего.

Минеральные добавки вызывают изменение комплекса показателей, то есть оказывают полифункциональное действие на структуру и свойства вяжущих. Именно поэтому, введение минеральных добавок является одним из эффективных методов управления их структурой и свойствами. [1]

В данной работе были проведены исследования поведения цемента при разном добавлении в него минеральной составляющей (при наличии в составе суперпластификатора). Такой состав имеет более высокую удобоукладываемость, уплотненную структуру, повышая морозостойкость и водонепроницаемость, набор прочности достигается уже в первые сутки. [5]

Образцами являлись кубики размером 20×20×20мм, твердение проходило в нормальных условиях, испытания выполнялись на 3 сутки. Была поставлена задача: определить влияние компонентов на прочность в ранние сроки твердения.

В сфере строительства необходимы новинки, которые органично вписываются в современное развитие промышленности. Но для того, чтобы инновационный продукт органично вписался в многомерное пространство будущего, на современном этапе развития общества, на первый план выходит экологическая составляющая любой инновации. По оценкам многочисленных экспертов экологические технологии, в просторечии называемые «зелёными технологиями», станут лидирующими в развитии мирового хозяйства в XXI веке. [2]

На территории Иркутской области действует целый ряд предприятий при деятельности, которых образуются производственные отходы необходимые к утилизации. К таким отходам относятся шлаки, золы и другие. Некоторые из них могут применяться при изготовлении строительных материалов. В данной работе мы рассмотрим применение таких отходов производства как золы ТЭС, микрокремнизема, так же мрамора, как карбонатной породы, для приготовления минерального вяжущего на цементной основе.

В состав исследуемого композиционного вяжущего входят несколько компонентов: цемент, зола, микрокремнезем, карбонатная порода и пластифицирующая добавка.

Зола представляет собой несгорающий остаток, образующийся из минеральных примесей топлива при полном его сгорании.

Утилизация зол электростанций в больших объемах, особенно на территории крупных городов и населенных пунктов, является в настоящее время нерешенной проблемой. Эта проблема затрагивает интересы не только энергетиков и работников коммунального хозяйства, но и стройиндустрии. Несмотря на широкий круг организаций, занимающихся этой проблемой, и большое количество проведенных исследований по использованию золошлаковых отходов, реализация их мала. [4]

Использование в промышленности и строительстве зол и шлаков позволяет расширить ассортимент местных строительных материалов и конструкций. Отпадает необходимость в транспортировке сырья на большие расстояния, открываются возможности создания крупных комбинатов строительных материалов и изделий вблизи источников электроэнергии, пара и горячей воды. Решаются вопросы очистки водного и воздушного бассейнов от загрязнений отходами ТЭЦ и котельных, не занимается территория под захоронение золошлаковых отходов.

Наиболее крупным потенциальным потребителем техногенных отходов является производство строительных материалов. За годы эксплуатации ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» накоплено около 80 млн тонн золошлаков и их отходов различного состава. Ежегодно в процессе высокотемпературного сжигания угля на ТЭЦ образуется коло 1,7 млн тонн продуктов сжигания — зола и шлак. [3]

Микрокремнезем формируется в процессе выплавки кремния или ферросилиция, производится на ООО «Братский завод ферросплавов».

Пластифицирующая добавка выбиралась из трех видов, используемых в Иркутской области:

Таблица 1

Проведя ряд экспериментов, выбор остановился на добавке Полипласт СП-1, ,так как она имеет преимущества над остальными.

Наблюдения во время проведения испытания.

Таблица 3

Исходя из проведенных испытаний, можно сделать вывод что на раннем сроке твердения на прочность влияет много факторов. На ранних этапах наибольшее влияние на прочность дает цемент, микрокремнезем. Если в составе большее количество цемента, то положительное влияние на прочность имеет в/ц отношение, карбонатная порода на ранних стадиях твердения прочности не дает.

Список использованной литературы.

1. Ушеров-Маршак А.В. Добавки в бетон: прогресс и проблемы // Строительные материалы, 2006, № 10. — С. 8-12.
2. Калашников В.И., Гуляева Е.В., Валиев Д.М. Влияние вида супер- и гиперпластификаторов на реотехнологические свойства цементно-минеральных суспензий, порошковых бетонных смесей и прочностные свойства бетонов // Известия высших учебных заведений. Строительство, 2011, № 12. — С. 40-45.
3. Изотов В.С., Ибрагимов Р.А. Новые комплексные добавки на основе эфиров поликарбоксилатов. // Строительные материалы, 2012, № 3-4. — 34 с.
4. Тараканов О.В., Пронина Т.В. Рациональное применение полифункциональных добавок в технологии зимнего бетонирования // Строительные материалы, 2009, № 2. — С. 10-13.
5. Тараканов О.В., Тараканова Е.О. Влияние ускорителей твердения на формирование начальной структуры цементных материалов // Региональная архитектура и строительство, 2009, № 2. — С. 56-64.
6. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика. — М., 1998. — 768 с.