Научная статья на тему 'Прочностные характеристики бетонных образцов при повышенных температурах'

Прочностные характеристики бетонных образцов при повышенных температурах Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
70
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ / МЕТОД РИТВЕЛЬДА / ПАРАМЕТРЫ РЕШЕТКИ / КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ / АМОРФНАЯ ФАЗА / PORTLAND CEMENT / RIETVELD METHOD / LATTICE PARAMETERS / QUANTITATIVE PHASE ANALYSIS / AMORPHOUS PHASE

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Абзаев Юрий Афанасьевич, Гныря Алексей Игнатьевич, Коробков Сергей Викторович, Гаусс Ксения Сергеевна

Приведены результаты анализа механических свойств и фазового состава цементного камня с песчаным наполнителем. Представляет интерес анализ влияния температуры на интенсивность твердения цементного камня на основе данных о механических характеристиках материала. Является важным также определение структурного состояния исследуемого цементного камня с песчаным наполнителем, имеющим различные размеры зерен. Статья посвящена детальному анализу интенсивности роста прочностных характеристик цементного камня при повышенных температурах в изотермических условиях и определению временного интервала достижения веществом максимальной прочности. Определение количественного фазового состава исследуемого вещества в исходном состоянии осуществляется методом Ритвельда.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Абзаев Юрий Афанасьевич, Гныря Алексей Игнатьевич, Коробков Сергей Викторович, Гаусс Ксения Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Strength properties of concrete specimens at High temperatures

The paper presents the analysis of mechanical properties and phase composition of cement stone with sand filler. The temperature analysis of cement stone hardening based on its mechanical properties is of great interest. Also, it is important to determine the structural state of cement stone with sand filler having different grain sizes. The aim of this work is to analyze the growth of strength property intensity of cement stone at high temperatures under isothermal conditions and to determine the time interval of achieving the maximum strength. Quantification of phase composition in the initial state is carried out by the Rietveld method.

Текст научной работы на тему «Прочностные характеристики бетонных образцов при повышенных температурах»

УДК: 669.24' 783:539.389.1

АБЗАЕВ ЮРИЙ АФАНАСЬЕВИЧ, докт. физ.-мат. наук, abzaev@tsuab.ru

ГНЫРЯ АЛЕКСЕЙ ИГНАТЬЕВИЧ, докт. техн. наук, профессор, tsp_tgasu@mail.ru

КОРОБКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ, канд. техн. наук, доцент, korobkov@hotmail.ru

ГАУСС КСЕНИЯ СЕРГЕЕВНА, магистрант, gauss.ksyu@mail.ru

Томский государственный архитектурно-строительный университет, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

БЕТОННЫХ ОБРАЗЦОВ

ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ*

Приведены результаты анализа механических свойств и фазового состава цементного камня с песчаным наполнителем. Представляет интерес анализ влияния температуры на интенсивность твердения цементного камня на основе данных о механических характеристиках материала. Является важным также определение структурного состояния исследуемого цементного камня с песчаным наполнителем, имеющим различные размеры зерен.

Статья посвящена детальному анализу интенсивности роста прочностных характеристик цементного камня при повышенных температурах в изотермических условиях и определению временного интервала достижения веществом максимальной прочности. Определение количественного фазового состава исследуемого вещества в исходном состоянии осуществляется методом Ритвельда.

Ключевые слова: портландцемент; метод Ритвельда; параметры решетки; количественный фазовый анализ; аморфная фаза.

YURI A. ABZAEV, DSc, Professor, abzaev@tsuab.ru

ALEKSEY I. GNYRYA, DSc, Professor, tsp_tgasu@mail.ru

SERGEY V. KOROBKOV, PhD, A/Professor, korobkov@hotmail.ru

KSENIYA S. GAUSS, Undergraduate Student, gauss.ksyu@mail.ru

Tomsk State University of Architecture and Building, 2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk, Russia

STRENGTH PROPERTIES OF CONCRETE SPECIMENS AT HIGH TEMPERATURES

The paper presents the analysis of mechanical properties and phase composition of cement stone with sand filler. The temperature analysis of cement stone hardening based on its me-

* Исследование выполнено при финансовой поддержке работ по гранту РФФИ (проект №13-08-00505а), а также по проекту Министерства образования и науки Российской Федерации.

© Ю.А. Абзаев, А.И. Гныря, С.В. Коробков, К.С. Гаусс, 2014

chanical properties is of great interest. Also, it is important to determine the structural state of cement stone with sand filler having different grain sizes. The aim of this work is to analyze the growth of strength property intensity of cement stone at high temperatures under isothermal conditions and to determine the time interval of achieving the maximum strength. Quantification of phase composition in the initial state is carried out by the Rietveld method.

Keywords: Portland cement; Rietveld method; lattice parameters; quantitative phase analysis; amorphous phase.

Методика эксперимента

Накопление прочности цементным камнем моделировалось на бетонных образцах двух составов, различающихся мелко- и крупнозернистым размером песчаного наполнителя. Исследовались физико-механические свойства бетонных кубиков 20x20x20 мм как при комнатной, так и при повышенных температурах. При комнатной температуре испытывалось 6 образцов с крупнозернистым и 9 образцов с мелкозернистым песком. Механические испытания сжатием образцов проводились на испытательной машине Instron со скоростью деформации 4 мм/мин. При испытаниях при повышенных температурах прогрев образцов производился в температурной камере. Методика температурных испытаний приведена на рис. 1. После 8 ч вылеживания при комнатной температуре образцы подвергались нагреву до Т = ~80 °C в течение 7 ч. При изотермической температуре 80 °C образцы находились 9 ч и затем охлаждались до комнатной температуры в течение 6 ч. Температурному нагреву подвергались 48 бетонных кубиков с мелко- и крупнозернистым песком (21 образец каждого состава). Стрелками на рис. 1 указаны температуры, при которых образцы извлекались из общего числа для проведения механических испытаний при комнатной температуре.

с 80 ^ 60

40 20 0

|

12 18 24 30

6

Время, ч

Рис. 1. Вариация температуры нагрева бетонных образцов со временем температурного прогрева. Стрелками указаны точки анализа механических характеристик

Значения механических характеристик приведены в табл. 1-4. В работе анализировались также механические свойства 6 образцов двух составов, которые были подвергнуты дополнительной сушке в течение 4 ч после 30-часового температурного испытания. Для анализа механических свойств исследуемых образцов были выбраны следующие параметры: модуль упругости, предел текучести, предел прочности, а также интервал пластической области на кривых напряжение - деформация (с - в). Модуль упругости характеризует интенсивность накопления прочности образцов в области упругих деформа-

ций. Предел текучести с0 на кривых течения с - в (рис. 2) соответствует напряжению перехода от линейной зависимости (1) к пластическому деформированию. Предел прочности спр соответствует наибольшему значению напряжений на зависимостях с - в и характеризует начало развития макроразрушения образцов.

а б

« &

К

50 40 30 20 10 0

0,000 0,015 0,030 0,045 Деформация, мм/мм

« &

К

40

30

20

10 0

0,000 0,015 0,030 ; 0,045 0,060 Деформация, мм/мм

Рис. 2. Типичные кривые деформации бетонных образцов:

а - крупнозернистый песок; б - мелкозернистый песок; красная линия - прямая, аппроксимирующая линейный участок; синяя линия - прямая, проходящая через предел прочности

Для оценки модуля упругости кривые с - в (рис. 2) на линейном участке аппроксимировались зависимостью

с = А + &в, (1)

где с - приложенное напряжение; в - деформация; А - константа. Параметр G характеризует интенсивность упрочнения и является оценкой модуля упругости образцов. Результаты аппроксимации линейных участков с - в приведены в табл. 1-3. В таблицах указаны также предел текучести, предел прочности, пластичность и коэффициент линейной корреляции, который близок к единице, что свидетельствует о высокой надежности оценок параметров А, G. Пластичность Двпл характеризует протяженность пластической области и может быть оценена по разнице между деформациями, соответствующими пределу прочности и текучести (протяженность между синей и красной линиями по оси абсцисс рис. 2). Пластичность оценивалась по формуле

ДВпл = Дв л +Дв / G, (2)

где Двл - разность деформаций на линейных зависимостях, проходящих на пределе текучести и пределе прочности при нулевом напряжении; Дв - текущий прирост деформаций.

Для проведения количественного фазового состава использовались образцы с плоской гранью и размером 20x20x10 мм. Анализировались цементные образцы с мелко- и крупнозернистым песком после 8-часовой выдержки при комнатной температуре. Дифракционные исследования цементного камня проводились на ДРОН4-07, который был модифицирован к цифровой обработке сигнала. Съемки производились на медном излучении (Ка) по схеме Брегга - Брентано с шагом 0,02° и временем экспозиции в точке 1 с в угловом диапазоне 17-92°.

Механические испытания при комнатной температуре

На рис. 2 приведены типичные кривые деформации исследуемых образцов. Из рисунка видно, что кривые течения имеют сложный вид. На зависимостях напряжение - деформация бетонных образцов выделяются участки с переходной областью, линейный участок и интервалы пластической деформации и разрушения. Переходная и упругая области составляют основную долю от общей деформации. Протяженность пластической области на кривых с - в незначительна (вдоль оси абсцисс), однако прирост напряжений от предела текучести и до предела прочности оказывается существенным. Анализ механических свойств бетонных кубиков свидетельствует о том, что с увеличением размера зерен наполнителя заметно возрастают предел текучести, предел прочности, модуль упругости до значений, близких к рабочим характеристикам эксплуатации бетонных изделий [1] (табл. 1, 2). Рост физико-механических свойств в указанной серии испытаний сопровождается некоторым снижением пластичности как в упругой, так и пластической областях деформации (табл. 2). Под действием внешних напряжений наблюдается хрупкое разрушение бетонных образцов. Таким образом, использование песка большего размера в исходных цементных образцах приводит к существенному росту прочностных характеристик. Наблюдается увеличение напряжений, интенсивности упрочнения, а также предела прочности.

Механические испытания образцов после температурного вылеживания

Методика температурного вылеживания 48 бетонных образцов приведена на рис. 1. Механические характеристики образцов и их номера представлены в табл. 3. Анализ механических характеристик кривых с - в показывает, что с увеличением времени выдержки существенно возрастают модуль упругости, предел текучести и прочности бетонных образцов как с мелко-, так и крупнозернистым песком. Для всех образцов характерна низкая (меньше одного процента деформации) пластичность (табл. 3). В бетонных образцах с крупнозернистым песком пластичность оказывается меньше по сравнению с мелкозернистым наполнителем. Наиболее интенсивное нарастание прочности образцов наблюдается в условиях изотермической выдержки, а также последующей сушки в шкафу. В высушенных бетонных образцах достигаются максимальные значения прочности, предела текучести и модуля упругости, которые соответствуют рабочим характеристикам цементных изделий. Необходимо отметить также, что в образцах с крупнозернистым песком прочностные характеристики существенно выше при всех исследуемых температурах

по сравнению с мелкозернистым песком. В частности, модули упругости образцов с крупнозернистым песком выше. Однако в процессе выдержки интенсивность накопления упругих модулей в образцах с мелкозернистым песком выше (рис. 3).

Л 4000

§ 3500

ч

£ 3000

о

м

е и 2500

и

^

& 2000

1500

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

Время, ч

Рис. 3. Зависимость упругих модулей от времени температурной выдержки цементных образцов:

верхняя кривая - крупнозернистый песок; нижняя кривая - мелкозернистый песок

Данные, приведенные в табл. 3, свидетельствуют также о том, что при изотермических испытаниях при повышенных температурах в образцах достигаются рабочие прочностные характеристики за значительно более короткое время по сравнению с вылеживанием образцов при комнатной температуре. Изотермические испытания модельных образцов при повышенных температурах сокращают время накопления прочности до служебных значений в процессе вылеживания до 30 ч. При традиционных технологиях рабочие характеристики достигаются за 28 сут. Таким образом, температурная выдержка бетонных образцов по методике температурного прогрева, которая представлена на рис. 3, приводит к существенной интенсификации накопления прочностных характеристик. К концу температурных испытаний образцы достигают рабочих характеристик в бетонных изделиях. Применение крупнозернистого песка в изделиях приводит к повышенным характеристикам прочности по сравнению с мелкозернистым песком.

Таблица 1

Механические свойства бетонных кубиков с крупнозернистым песком

Параметры кривых деформации Номер образца

1 2 3 4 5 6

А -10,12 -32,02 -38,69 -44,46 -34,63 -16,25

Окончание табл. 1

Параметры кривых деформации Номер образца

1 2 3 4 5 6

О (МПа) 3294,04 3953,88 3755,81 3341,21 4243,61 4019,709

К 0,99972 0,9997 0,99939 0,99946 0,99968 0,99982

с0 (МПа) 36,56 41,16 40,10 38,39 44,39 42,18

спр (МПа) 44,014 48,21 52,28 45,41 52,52 50,59

Двпл 0,0027 0,0017 0,0022 0,00203 0,0017 0,0024

Примечание. Средние значения механических характеристик:

(О) = 3768,04 + 382,38 МПа, (с0> = 40,46 + 2,77 МПа, <спр> = 48,84 + 3,57 МПа (Двпп) = 0,0021.

Таблица 2

Механические свойства бетонных кубиков с мелкозернистым песком

Параметры кривых деформации Номер образца

7 8 9 10 11 12 13 14 15

А -17,57 -14,94 -120,84 -98,18 -11,55 -28,44 -32,24 -7,60 -56,73

О (МПа) 3141,27 3121,28 3861,53 3236,75 3902,78 3982,19 4086,57 4054,80 4474,81

Я 0,9995 0,99982 0,99934 0,99844 0,9998 0,99957 0,99938 0,99986 0,99961

с0 (МПа) 36,461 34,844 36,032 34,024 35,248 32,879 34,934 36,506 42,139

с„р (МПа) 42,035 39,84825 45,5796 40,98311 45,20347 41,77524 46,78483 44,65094 51,14027

Двпл 0,00209 0,0021 0,00204 0,00205 0,00212 0,00206 0,0017 0,00205 0,00204

Примечание. Средние значения механических характеристик:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(О) = 3372 + 825,77 МПа, <с0> = 33,67 + 4,63 МПа, (с^) = 41,39 + 5,60 МПа (Дв^) = 0,00228.

Механические свойства бетонных образцов

Таблица 3

чо к»

Параметры кривых деформации Номер образца

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

О (МПа) 3635,08 3582,50 2948,53 2751,46 834,40 2669,17 3164,65 3141,78 3256,24 3264,612 2980,11 2473,75

с>0 (МПа) 34,87 30,89 25,77 28,35 18,46 28,35 27,95 25,18 33,44 26,77 30,13 23,49

стш (МПа) 41,83 38,49 33,79 34,22 20,45 32,07 33,33 31,62 37,37 31,44 34,31 30,08

Авпл 0,00202 0,0028 0,00741 0,00245 0,00588 0,00176 0,00278 0,00314 0,00349 0,00389 0,00208 0,00426

Продолжение табл. 3

Параметры кривых деформации Номер образца

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

О (МПа) 2232,53 3365,39 2311,30 641,25 845,55 690,41 2731,06 3282,77 1611,1 3422,18 3878,67 4121,94

с>0 (МПа) 30,81 29,74 28,83 8,31 15,18 12,75 32,89 28,35 26,30 31,48 42,75 44,09

Стпр (МПа) 34,01 35,20 30,34 13,54 20,18 17,39 36,17 34,75 27,91 38,53 48,44 50,89

АЕщ, 0,00243 0,0028 0,00176 0,01861 0,0112 0,01336 0,00242 0,00424 0,00174 0,00313 0,00206 0,00211

» §

N

в-

1

п Ьв

I

г

г л

к

Продолжение табл. 3

Параметры кривых деформации Номер образца

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

О (МПа) 3612,42 3975,03 3748,05 3970,03 4356,37 3701,48 4302,69 1184,83 4038,15 2931,20 3727,43 3153,88

ст„ (МПа) 47,35 45,95 47,36 47,06 49,81 52,26 52,61 12,99 49,81 38,99 33,88 35,17

Стпр (МПа) 59,27 58,10 54,49 53,90 59,34 63,96 60,49 17,64 60,87 48,54 41,49 40,08

Авпл 0,00309 0,00344 0,00212 0,00204 0,00241 0,00241 0,00235 0,00516 0,00271 0,00406 0,00379 0,00133

Окончание табл. 3

Параметры кривых деформации Номер образца

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

О (МПа) 4381,71 4166,60 4168,73 4227,85 4151,18 4722,93 2084,68 855,91 3317,23 4595,42 3960,10 4354,57

ст„ (МПа) 61,04 48,26 44,99 46,16 40,79 49,29 27,56 11,07 29,80 56,22 37,11 47,35

Стпр (МПа) 70,87 56,08 52,26 55,67 49,47 58,27 33,22 19,79 36,96 68,62 43,10 57,14

Авпл 0,00271 0,0021 0,00209 0,00207 0,00312 0,00241 0,00348 0,00302 0,00278 0,00278 0,00172 0,00245

Анализ структуры крупно- и мелкозернистых бетонных образцов

Качественная идентификация структурного состояния бетонных кубиков с разным размером песка производилась на основе кристаллографических данных цементных материалов COD [5]. С использованием базы COD были установлены эталонные фазы, соответствующие высоким значениям критерия FOM [3, 4]. Список 14 фаз приведен в табл. 4, в которой указаны также номера карточек структур базы COD, химические формулы, параметры решеток, пространственная группа и класс. Эталонные структуры (табл. 4) применялись для определения количественного содержания фаз методом Ритвельда. В методе Ритвельда рассчитывается интенсивность на основе структурных данных решеток [2-4, 6], оценивается их вклад в интегральную интенсивность /расч(29). Степень близости /расч(29) к экспериментальной /эксп(29) оценивается по относительной разности /расч(29) и /расч(29) с помощью критерия Rp [3].

Таблица 4

Список исходных эталонных фаз

№ п/п Номер карточки Хим. формула a, нм b, нм c, нм a, град P, град град Пространств. группа и класс

1 96-1010988 4-[AbO3-SiO2] 0,7090 0,7720 0,5560 90,09 101,03 105,74 P-1 Triclinic

2 96-1011098 SiO2 0,4913 0,4913 0,5404 90 90 120 P321 Trigonal

3 96-1011173 SiO2 0,4913 0,4913 0,5405 90 90 120 P321 Trigonal

4 96-1011205 O2sAl9Si8 0,7430 0,7580 0,5740 90 90 90 Pmmm Ortho-rhombic

5 96-9001746 O64Al8Si16Ca8 0,8789 0,5843 1,3127 90 90 90 CmCm Ortho-rhombic

6 96-9006694 O28Al5Si2Ca4 0,54223 0,54223 1,27041 90 90 120 P6/mmm Hexagonal

7 96-901-1223CaO3 Si 12-[CaO-SiO2] 0,6853 1,1895 1,9674 90,12 90,55 90,00 P-1 Triclinic

8 96-9012891 6-[CaO-SiO2] 0,7940 0,7320 0,7070 90,030 95,37 103,43 P-1 Triclinic

9 96-9016019 ~2-[AbO3-CaO- Fe2O3] 0,5324 1,4438 0,5545 90 90 90 Ima2 Ortho-rhombic

10 96-1001769 Ca(OH)2 0,3589 0,3589 0,4911 90 90 120 P-3m1 Trigonal

11 96-9000286 4-[3CaO-SiMgO3] 1,3254 0,5293 0,9328 90 91,90 90 P2/m Monoclinic

12 96-9008367 36-[3CaO-SiO2] 3,3083 0,7027 1,8499 90 94,12 90 Cm Monoclinic

13 96-9009266 9-[3CaO-SiO2] 0,7078 0,7078 2,4940 90 90 120 R3m Hexagonal

14 96-9012682 ~8-[CaO-SiO2] 0,50739 1,12113 0,67534 90 90 90 Pmmm Ortho-rhombic

В соответствии с выбранной стратегией уточнение структурных, профильных, инструментальных параметров, входящих в теоретическую интенсивность, осуществляется нелинейным методом наименьших квадратов. В работе количественный фазовый анализ (КФА) методом Ритвельда осуществлялся с использованием пакета Reflex [4]. В эталонных структурах подвергались уточнению пространственное распределение атомов в решетках фаз при заданных значениях параметров решетки, профильные параметры рефлексов, смещение нуля, фоновая интенсивность и т. д. Для каждого этапа в рамках молекулярной динамики контролировалась стабильность решеток фаз. Результаты КФА приведены на рис. 4, 5. При КФА была достигнута хорошая степень сходимости интегральной интенсивности к экспериментальной для бетонных образцов в исходном состоянии с мелко- и крупнозернистым наполнителем. Критерии сходимости оказались равными Rp = 11,22 и 11,69 % соответственно, и они указывают на незначительную разницу между интен-сивностями. Фазовый анализ позволил определить список фаз, которые вносят основной вклад в интегральную интенсивность. Результаты количественного фазового анализа и список обнаруженных основных фаз в цементном камне приведены в табл. 5. В таблице количественное содержание фаз оценено по относительному вкладу в интегральную интенсивность.

20, град

Рис. 4. Количественный фазовый анализ бетонных образцов с мелкозернистым наполнителем:

1 - экспериментальная дифрактограмма; 2 - теоретическая дифрактограмма; 3 -разность между теоретической и экспериментальной дифрактограммами. Теоретические дифрактограммы отдельных фаз: 4 - БЮ2, 5 - А1О3-8Ю2, б - А12О3-8Ю2

1500 1250 1000 750 500 250 0

70

20, град

я К

1500

1250

1000

750

500

250

0

20

30

40

50 60 20, град

70

80

90

Рис. 5. Количественный фазовый анализ бетонных образцов с крупнозернистым наполнителем:

1 - экспериментальная дифрактограмма; 2 - теоретическая дифрактограмма; 3 -разность интенсивностей теоретической и экспериментальной дифрактограмм. Теоретические дифрактограммы отдельных фаз: 4 - БЮ2; 5 - СаО-Н2-БЮ2; 6 -Л12О3-ВЮ2

Из анализа результатов (табл. 5) следует, что /эксп(20) в исходном состоянии представляет собой суперпозицию вкладов интенсивностей от следующих структур: а) [Са(ОН)2], [8102], [3СаОМеО8Ю2], [3СаО-8Ю2] и [СаО-8Ю2] в случае крупнозернистого песчаного наполнителя; б) [ЛЬОз^Ю^, [&О2], [О28Л19&8], [О28ЛЬ&2Са4] и [АЬОз-СаО^Оз] для мелкозернистого наполнителя. Доли объясненной суммарной интенсивности указанных фаз близки к единице для каждого состояния и равны 91,56 и 92,87 % соответственно, что свидетельствует о сравнительно высокой достоверности результатов КФА бетонных образцов. Как видно из табл. 5, в образцах доминирует вклад в интенсивность от 8Ю2 (песок). Бетонные образцы с разным наполнителем в процессе твердения (комнатная температура) состоят из разного состава промежуточных фаз, что свидетельствует о существенном различии механизмов твердения бетонных образцов.

Таблица 5

Результаты количественного фазового анализа полнопрофильным методом

№ п/п Крупнозернистый наполнитель Мелкозернистый наполнитель

Номер карточки Хим. формула фазы Доля интенсивности, % Номер карточки Хим. формула фазы Доля интенсивности, %

1 96-1001769 Са(0Н)2 12,86 96-101-0988 4-[АЬ03-8Ю2] 36,57

2 96-1011173 8Ю2 50,68 96-101-1098 8102 40,68

3 96-9000286 4-[3Са0-Ыя0-8102] 9,73 96-101-1205 028Л19818 12,76

4 96-9008367 36-[3Са0-БЮ2] 2,85 96-900-6694 028Л15812Са4 2,86

5 96-9009266 9-[3Са0-8Ю2] 4,45 96-901-6019 2-[Л1203-Са0-Ре2 03] 0,003

6 96-9012682 ~8-[Са0-8Ю2] 10,99 - - -

Результаты КФА в цементных образцах свидетельствуют о том, что использование разного песчаного наполнителя приводит к существенной вариации механизмов твердения. В случае мелкозернистого наполнителя в механизмах кристаллизации интенсивно участвует оксид Л120з и в существенно меньшей степени оксид СаО, который присутствует в образцах с крупным песком. Минерал Л1203 образует с 8102 различные промежуточные продукты реакций в форме суперячеек Л1203-8Ю2, 028Л19818 и 028Л15812Са4, причем вклад последнего продукта в интенсивность составляет незначительную величину ~ 2,86 %. Низкую долю составляет также промежуточный продукт формирования четырехкальциевого алюмоферрита Л1203 Са0Ре203 (0,003 %). В бетонных образцах с крупнозернистым наполнителем в существенно большей степени обнаруживаются стабильные фазы 3Са0-8Ю2 (алит) и продукт 8-[Са0-8Ю2]. Минерал Са(0Н)2 является продуктом реакции формирования алита. Для образцов с крупнозернистым наполнителем ожидается большая твердость по сравнению с образцами с мелкозернистым песком.

Таким образом, количественный фазовый анализ цементного камня на основе метода Ритвельда показал, что в бетонных образцах с разным наполнителем обнаруживаются разные механизмы твердения, связанные с различными механизмами кристаллизации фаз при вылеживании. Прежде всего, это связано с разной интенсивностью кристаллизации фаз и, как следствие, приводит к перераспределению состава основных фаз в цементных образцах. Было установлено, что доля аморфной фазы в цементном камне составляет существенную величину.

Библиографический список

1. Гныря, А.И. Технология бетонных работ в зимних условиях / А.И. Гныря, С.В. Коробков. - Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2011. - 412 с.

2. Full phase analyses of Portland clincer by penetrating synchrotron powder diffraction / A. Torre, A. Cabeza, A. Calventa [etc.] // Anal. Chem. - 2001. - № 2. - V. 73. - P. 151-156.

3. Основы рентгеноструктурного анализа в материаловедении / А.А. Клопотов, Ю.А. Абза-ев, А.И. Потекаев, О.Г. Волокитин. - Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2012. - 275 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Полнопрофильный рентгеноструктурный анализ клинкерного минерала C4AF / Ю.А. Абзаев, Ю.С. Саркисов, А.А. Клопотов, В. Д. Клопотов, Д.А. Афанасьев // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. - 2012. - № 4. -С. 200-209.

5. CrystallographyOpenDatabase : [официальный сайт]. - Условия доступа : www.crystallography.net

6. Whitfield, P.S. Quantitative Rietveld analyses of the amorphous content in cements and clincers / P.S. Whitfield // Journal of Material Science. - 2003. - № 21. -V. 38. -P. 4415-4421.

References

1. Gnyrya A.I., Korobkov S.V. Tekhnologiya betonnykh rabot v zimnikh usloviyakh [Technology concrete work in winter conditions]. Tomsk : TSUAB Publ., 2011. 412 p. (rus)

2. Torre A., Cabeza A., Calventa A., et al. Full phase analyses of Portland clinker by penetrating synchrotron powder diffraction. Anal. Chem. 2001. No. 2. V. 73. Pp. 151-156.

3. Klopotov, А.А., Abzaev Y.A., Potekaev A.I., Volokitin O.G. Osnovy rentgenostrukturnogo analiza v materialovedenii [Fundamentals of X-ray analysis in materials science]. Tomsk : TSUAB Publ., 2012. 275 p. (rus)

4. Abzaev Y.A., Sarkisov Yu.S., Klopotov A.A., Klopotov V.D., Afanas'ev D.A. Polnoprofil'nyi rentgenostrukturnyi analiz klinkernogo minerala S4AF [Full-profile X-ray analysis of clinker mineral С4AF]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2012. No. 4. Pp. 200-210. (rus)

5. CrystallographyOpenDatabase. Available at : www.crystallography.net

6. Whitfield P.S. Quantitative Rietveld analyses of the amorphous content in cements and clinkers. Journal of Material Science. 2003. No. 21. V. 38. Pp. 4415-4421.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.