Научная статья на тему 'ДОСЛіДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОЛУК ПЕРЕХіДНИХ ЕЛЕМЕНТіВ НА МіЦЕЛЯРНИЙ КАТАЛіЗ ФОРМУВАННЯ МіЦНОСТі РЕАКЦіЙНОГО ПОРОШКОВОГО БЕТОНУ'

ДОСЛіДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОЛУК ПЕРЕХіДНИХ ЕЛЕМЕНТіВ НА МіЦЕЛЯРНИЙ КАТАЛіЗ ФОРМУВАННЯ МіЦНОСТі РЕАКЦіЙНОГО ПОРОШКОВОГО БЕТОНУ Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
44
15
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БЕТОН / CONCRETE / ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНі РЕЧОВИНИ / МіЦЕЛЯРНИЙ КАТАЛіЗ / ГіДРАТАЦіЯ / ПЕРЕХіДНі ЕЛЕМЕНТИ / ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА / SURFACTANTS / МИЦЕЛЛЯРНЫЙ КАТАЛИЗ / MICELLAR CATALYSIS / ГИДРАТАЦИЯ / ПЕРЕХОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ / TRANSITION ELEMENTS / STRENGTH / CEMENT / RATE

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Шишкін О. О.

Приведены результаты исследования свойств пористых рекреационных порошковых бетонов, представляющих собой композицию из портландцемента, мелкого заполнителя, порошка вещества, содержащего соединения d-элемента железа или марганца, а также поверхностно-активных веществ, образующих мицеллы, предназначенных для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Определено, что одновременное применение веществ, содержащих соединения d-элемента и поверхностно-активных веществ, которые образуют мицеллы, при изготовлении указанного бетона приводит к существенному повышению скорости формирования его прочности и ее величины

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

Changes in the rate of cement hydration affect the rate of concrete compressive strength formation. Under certain conditions, an increase in the cement hydration rate improves the concrete compressive strength. This is especially true for reactive powder concretes. The paper studies the effect of micellar solutions, consisting of a mixture of a micelle-forming surfactant and compounds of transition elements. A feature of the study was investigating the simultaneous effect of micelle-forming surfactants and compounds of transition elements on the change in the concrete strength. The study found that given micellar solutions and compounds of transition elements alter the nature of the concrete strength formation, namely increase the rate of strength formation of reactive powder concretes in the initial period due to micellar catalysis of cement hydration and maintain increased compressive strength at later stages of hardening through the impact of compounds of transition elements, formation of minerals, containing high amount of chemically-bound water. It is proved that micellar catalysis can be used to control the processes of cement hardening and strength formation of artificial stone, produced in the cement hydration, thereby reducing the time to achieve the concrete design strength and increasing the absolute value of compressive strength of such concretes at 28 days using compounds of transition elements.

Текст научной работы на тему «ДОСЛіДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОЛУК ПЕРЕХіДНИХ ЕЛЕМЕНТіВ НА МіЦЕЛЯРНИЙ КАТАЛіЗ ФОРМУВАННЯ МіЦНОСТі РЕАКЦіЙНОГО ПОРОШКОВОГО БЕТОНУ»

Наведено результати дослидження властивостей пористих реакцшних порошкових бетотв, як явля-ють собою композищю з портландцементу, дрiбно-го заповнювача, порошку речовини, що метить спо-луки d-елементу - залiза або марганцю, а також поверхнево-активнихречовин, що утворюють мще-ли, призначених для виготовлення бетонних та зал^ зобетонних виробiв. Визначено, що одночасне засто-сування речовин, що м^тять сполуки d-елементу та поверхнево-активн речовини, як утворюють м^ли, при виготовленш означеного бетону призво-дить до суттевого тдвищення швидкостi форму-вання його мiцностi та и величини

Ключовi слова: бетон, поверхнево-активн речовини, м^лярний каталiз, гiдратацiя, перехидн еле-менти

□-□

Приведены результаты исследования свойств пористых рекреационных порошковых бетонов, представляющих собой композицию из портландцемента, мелкого заполнителя, порошка вещества, содержащего соединения d-элемента - железа или марганца, а также поверхностно-активных веществ, образующих мицеллы, предназначенных для изготовления бетонных и железобетонных изделий. Определено, что одновременное применение веществ, содержащих соединения d-элемента и поверхностно-активных веществ, которые образуют мицеллы, при изготовлении указанного бетона приводит к существенному повышению скорости формирования его прочности и ее величины

Ключевые слова: бетон, поверхностно-активные вещества, мицеллярный катализ, гидратация, переходные элементы -□ □-

УДК 666.948 : 666.972.112

|DOI: 10.15587/1729-4061.2016.63957|

ДОСЛ1ДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОЛУК ПЕРЕХ1ДНИХ ЕЛЕМЕНТ1В НА М1ЦЕЛЯРНИЙ КАТАЛ1З ФОРМУВАННЯ М1ЦНОСТ1 РЕАКЦ1ЙНОГО ПОРОШКОВОГО БЕТОНУ

О. О. Шишкин

Доктор техычних наук, професор Кафедра технологи будiвельних виробiв, матерiалiв i конструкцт Криворiзький нацюнальний уыверситет вул. ХХ11-го партз'Тзду, 11, м. Кривий Pir, УкраТна, 50027 E-mail: 5691 180@дтаН.сот

1. Вступ

Використання рiзних цеменив, заповнювачiв та добавок при виготовленш бетону, дозволяе змшювати його мехашчну, хiмiчну, термiчну стшюсть, морозо-стшюсть та впливати на термши його тужавлення i тверднення. У той же час варжвання тiльки речовин-ного складу бетонних сумшей не дозволяе усунути деяю негативнi властивостi бетону, таю як достатньо невелика швидюсть формування його мщносп, що суттево впливае на термши будiвництва монолiтних будiвель та споруд та виготовлення збiрних бетонних та залiзобетонних конструкцiй. Означений недолж бетону може бути усунутим використанням наномоди-фiкаторiв або нанокаталiзу, яю спроможнi пiдвищити швидкiсть формування мщность

2. Аналiз лiтературних даних i постановка проблеми

Вщомо [1], що двокальщевий ферит, xÍMÍ4Ha речо-вина аналопчна трикальцiевому алюмiнату, здатний створювати аналогiчнi комплекси, якi вiдрiзняють-ся вщ створених на основi трикальщевого алюмша-

ту бiльшою стiйкiстю при дп агресивних середовищ. Очевидно, що ввдмшшсть у властивостях комплексiв на основi алюмiнiю i залiза полягае у видi комплек-соутворювача. Замша алюмшш на залiзо призводить до тдвищення стшкост одержуваних комплексiв.

У [1] визначено, що заряд центрального юна в комп-лексних з'еднаннях е основним фактором, що впливае на координацшне число. Отже, кремнш, що володiе зарядом рiвним 2, буде оточений двома л^андами, а алюмшш i залiзо в тривалентнш формi - трьома, тобто щ елементи можуть утворювати однозначнi, по наси-ченню лiгандами, комплекснi сполуки. Однак вщо-мо [1], що в аквакомплексах, заснованих на юнах алю-мiнiю, вода може перебувати тшьки в координованому станi. У той же час аквакомплекси на основi юшв залiза мiстять воду, як в координованому сташ, так i утриму-ють i кристалiзацiйну воду. З точки зору фундаментально! хiмii [1], алюмiнiй може так само, як i залiзо мати двi форми, якi характеризуются валентностями: 2 i 3. Однак залiзо мае i шестивалентного форму. Крiм того, розподiл електронiв на пiдрiвнi у цих речовин рiзне. Аналiз даних [1] показуе, що найменшi радiуси атомiв i атомш об'еми мають перехiднi елементи перюдично! та-блицi Д. I. Менделеева. Слщ зазначити, що з перехвдних

©

хiмiчних елеменпв найменшими радiусами i атомним об'емом володiють: залiзо, кобальт, шкель, мiдь, хром i марганець. Отже, щ елементи найбiльш схильнi до комплексоутворення. З точки зору створення мщних i стiйких до зовшштх впливiв комплексних з'еднань, викликають штерес так званi хелатнi комплекснi спо-луки [1]. Хелатнi сполуки вiдрiзняються особливою мiцнiстю, так як центральний атом у них як би «блоко-ваний» циклiчними лiгандами. Комплексони хелатних сполук настшьки мiцно пов'язують катiони металiв, що при 1х додаваннi розчиняються такi погано розчинш ре-човини, як сульфати, оксалати i карбонати кальцiю. Ха-рактерним прикладом вщомих комплексних хелатних сполук е оксалатний комплекс залiза (III) [Fe(C2O4)3]3-. Основою даного комплексу може служити карбонат залiза, так званий мшерал сидерит Fe[CO3].

Ефект збшьшення щiльностi цементного каменю введенням до складу цементу, що твердiе, ютв пере-хiдних елементiв, зокрема, залiза або залiзовмiсних речовин, встановлений в роботах [2-5]. Крiм того, в роботах [4, 5] встановлено збшьшення мщносп цементного каменю, а в робот [4] - також зниження усадки цементного каменю, тдвищення його радiацiйноi стшкост та стiйкостi до дii тдвищених температур, при введеннi до складу системи, що твердiе, залiзовмi-щуючих речовин. В роботi [4] встановлено утворення в продуктах гщратацп даноi системи високоосновних з'еднань, подiбних до етрингггу, якi мiстять залiзо.

На пiдставi викладеного можна зробити висновок про те, що забезпечення умов утворення в дисперсноi систем^ отриманоi на основi гiдравлiчноi в'яжучоi ре-човини, що твердiе, стiйких аквакомплекив на основi перехiдних хiмiчних елеменпв (d-елементiв) перю-дичноi системи Д. I. Менделеева, сприятиме зниженню усадки, тдвищенню щiльностi цементного каменю i, як наслiдок, пiдвищенню його мщност i стiйкостi до дii агресивних середовищ.

У той же час вщомо [6, 7], що введення до складу мь неральноi в'яжучоi речовини мiнеральних комплексiв на основi залiза призводить до утворення новотворiв, якi мiстять значну кiлькiсть хiмiчно зв'язаноi води, що сприяе зменшенню кiлькостi вiльноi води у складi за-твердiлого бетону, а також значно зменшуе деформацii його усадки та тдвищуе його мiцнiсть.

Ще на початку двадцятого столiття був вщзначе-ний ефект взаемодп мiж силiкатами натрiю i солями залiза [8], а дещо пiзнiше було отримана так звана шлакошламова в'яжуча речовина [9], яка представ-ляе собою сумш доменного гранульованого шлаку з вщходами гiрничо-збагачувальних комбiнатiв (заль зо-силiкатним мiнеральним комплексом), що твердiе при змiшуваннi з водою. Актившсть даноi в'яжучоi речовини значно перевищуе активнiсть доменного гранульованого шлаку змшаного з водою.

Цi два положення послужили основою для от-римання нового виду в'яжучоi речовини, так званоi шлакошламовоi лужноi в'яжучоi речовини, яка пред-ставляе собою сумш доменного гранульованого шлаку iз залiзо-силiкатним мiнеральним комплексом, яка твердiе при змiшуваннi iз водним розчином лужного компоненту [10]. Даний вид в'яжучоi речовини мае мщшсть при стисканш, яка досягае 110 МПа. Крiм цього отримано так званий «шламопортландцемент», що представляе собою сумш портландцементу iз заль

зо-силжатним мiнеральним комплексом (в тому чи^ вiдходами гiрничо-збагачувальних комбiнатiв), яка твердie при змiшуваннi iз водою [6].

На цей час широким науковим дослщженням тдда-ються «реакцшш порошюж бетони» [11-13], якi являють собою сумш в'яжучо'! речовини, мiкронаповнювача та дрiбного заповнювача. У якостi в'яжучо! речовини в таких бетонах можуть застосовуватися портландцемент [14], шлаколужна, шлакошламова або гiпсоцементна в'яжуча речовина. А в якосп мжронаповнювача в таких бетонах можуть застосовуватися доменш шлаки [14], вiдходи збагачення залiзних руд [15], мiкрокремнезем [16], зола-вщнесення [17], оксиди деяких металiв [18, 19].

Як показали дослщження [10], застосування заль зо-силiкатних мшеральних комплексiв (в тому числi вiдходiв гiрничо-збагачувальних комбiнатiв) призводить до зб^ьшення кiлькостi хiмiчно зв'язано'! води у затверд^ому бетонi. Тобто, застосування таких за-лiзо-силiкатних мiнеральних комплекив для отри-мання реакцiйних порошкових бетонiв достатньо перспективно з огляду можливосп отримання бетонiв, що володжть малою усадкою та значно тдвищеною мщ-нiстю. Однак, як показано у наведених вище лиератур-них джерелах [4-6] означенi мшеральш комплекси, що мiстять перехiднi елементи, не впливають на швид-юсть формування мiцностi бетонiв. У той же час кнуе можливiсть прискорення формування мщност бето-нiв за рахунок застосування мщелярного каталiзу, як одно'! iз складових нанотехнологiй [20]. Таким чином, виршення проблеми тдвищення мщност бетонiв з одночасним тдвищенням швидкостi формування 1х мiцностi е на цей час актуальною задачею.

3. Мета i завдання дослщжень

За мету дослщження було поставлено визначення впливу мшеральних комплекив, що мктять перехщ-нi хiмiчнi елементи, та поверхнево-активних речовин, що утворюють мщели, на величину мщност при стиску реакцшних порошкових бетошв та швидкiсть ii формування.

Для досягнення поставлено'! мети були визначенi наступнi завдання:

- визначити вплив мшеральних комплекив, що мштять перехiднi хiмiчнi елементи, на величину хiмiч-но-зв'язаноi води в реакцшному порошковому бетонi;

- визначити вплив юлькосп мiнеральних комплек-сiв, що мiстять перехiднi хiмiчнi елементи, на мiцнiсть порошкових реакцшних бетошв, у тому чи^ шздрю-ватих, при одночасному застосуваннi мщелярного ка-талiзу, за рахунок використання поверхнево-активних речовин, що утворюють мщели.

4. MaTepia™ та методи дослщження впливу поверхнево-активних речовин, що утворюють мщели, на швидкшть формування мщноси реакцшного порошкового бетону

4. 1. Дослщжуваш мaтepiaли та обладнання, що використовувались в експеримени

Для виготовлення бетону використовували портландцемент ПЦ П/Б-Ш-400, виробництва ПАТ «Хай-

дельберг цемент. Кривий Pir» (Укра!на), у якосп дрiб-ного заповнювача - вщходи збагачення залiзних руд Центрального Нрничозбагачувального KOM6iHaTy (Кривий Pir, Украша), яю мають розмiр часток вщ 0,01 до 0,63 мм. У якосп поверхнево-активно! речови-ни, що утворюе мiцели (МПАР), застосовували олеат натрт (Simagchem Corp., Китай), у якоси утворювача пiн - пшоутворювач ПО2.

Сyхi компоненти бетонно! сyмiшi дозувалися в кiлькостi, розраховано! згщно i3 планом експерименту, i перемшувалися в лабораторному змiшyвачi впро-довж 1 хв. Поим до означено'! сyмiшi додавали воду i перемшували в лабораторному змiшyвачi ще на про-тязi 2 хвилин, що забезпечувало отримання однорщно! сyмiшi.

Отриману бетонну сумш укладали в металеву форму-куб, що мае розмiр сторш 15 см. Вiдформованi в такий споаб зразки бетону твердiли впродовж 28 дiб при вологостi навколишнього середовища 70±10 % i температyрi навколишнього повiтря 293±2 K.

4. 2. Методика визначення показниюв властивос-тей зразмв

Опосередковану оцiнкy впливу мшеральних комп-лексiв, що мштять перехiднi хiмiчнi елементи, на кь нетику хiмiчного зв'язування води здшснювали за результатами d-сyшiння цементного каменя при во-доцементному спiввiдношеннi (В/Ц) 0,26, фжсуючи змiнy маси дослщних зразкiв.

За основний показник, що характеризував кше-тику твердiння цементу тсля його тyжавiння, була прийнята мщшсть при стиску реакцiйного порошкового бетону. Склад бетону був прийнятий постшним у вах дослщженнях зi спiввiдношенням цемент/дрiбний заповнювач =1/0,5. У дослщах змiнювали кiлькiсть, як поверхнево-активних речовин (ПАР), так i мшеральних комплекив, що мктять перехiднi хiмiчнi елементи. Визначення величини межi мiцностi при стиску зразюв проводилося у вiдповiдностi до стандартних методик, прийнятих в Укра!ш. Контроль мщност зразкiв робили на ушверсальнш машинi УММ-100 (рис. 1).

Так як структурна мщшсть дисперсно! системи «гiдравлiчна в'яжуча речовина - мшеральний комплекс, що мктить залiзо, - мщелоутворююча поверх-нево-активна речовина (МПАР)» характеризуе його структуроутворення, то в певнш груш експерименпв дослiджено змшу структурно! мiцностi дисперсно! системи «гiдравлiчна в'яжуча речовина - мiнеральний комплекс, що мктить залiзо, - МПАР» в залежносп вiд складу МПАР i його вмiстy в систем^ водоцемент-ного вiдношення в нш i часу !! структуроутворення. В якост мiнерального комплексу, який мштить залiзо (ЗСМК), були використанi вщходи Центрального пр-ничозбагачувального комбiнатy (Кривий Рщ Укра!-на). У якост МПАР - олеат натрiю, а в якосп гщрав-лiчно! в'яжучо! речовини - портландцемент.

Структурна мщшсть цементного ткта визначалася через визначення плошд розтiкання конуса цементного иста, що найбшьш повно вщповщае умовам його використання. Дисперсна система готувалася шляхом змшування портландцементу з мшеральним комплексом, який мштить залiзо, з подальшим додаванням водного розчину олеату натрт в заданих стввщно-

шеннях. Приготована дисперсна система помщалася в стандартний конус, призначений в Укра!ш для визначення легкоукладност бетонно! сумiшi. Ушдльнен-ня здшснювалося шляхом штикування стандартним методом, прийнятим в Укра!ш при випробуванш бетонно! сумiшi. Пiсля цього форма конуса зшмалася, i замiрявся нижнiй дiаметр конуса матерiалу тсля його розтжання. За формулою

л^2

S = -

4

визначалася площа основи конуса матерiалy.

Рис. 1. Ужверсальна випробувальна машина УММ-00

Поим матерiал, яким була заповнена форма (конус), зважувався, i визначалася його маса - Р. Величина структурно! мщносп визначалася за формулою

= Р Т= S ,

де Р - маса матерiалy в об'емi стандартного конуса, S - площа основи конуса матерiалy тсля розтжання,

5. Результати дослщження показникiв властивостей бетонних зразкiв

У данш групi експериментiв дослiджувалась кшь-кiсть зв'язано! води в дисперснш системi «портландцемент - ЗСМК - МПАР» у залежносп вщ вмiсту ЗСМК та МПАР. У дослщженнях для одержання бетонiв використаш сполуки залiза - оксид залiза (ЗСМК), портландцемент ПЦ 11/Б-Ш-400, виробни-цтва ПАТ «Хайдельберг цемент. Кривий Рт> (Укра!-на) та МПАР - олеат натрж.

Як показали результати дослщжень, ЗСМК, вико-ристовуваний стльно з МПАР, сприяе збшьшенню кiлькостi зв'язано! води в продуктах гщратацп дис-

персно! системи «портландцемент - ЗСМК - МПАР» (рис. 2), що свщчить про утворення мiнералiв з ви-соким вмiстом зв'язано! води. При цьому комплекс «ЗСМК - МПАР» забезпечуе зв'язування бшьшо! юль-косл води в порiвняннi з кожним з його компонент.

Рис. 2. Вплив комплексу «ЗСМК — МПАР» на кшьмсть зв'язаноТ води продуктами пдратаци дисперсноТ системи «портландцемент — ЗСМК — МПАР»: твердшня 28 дiб в нормальних умовах

Аналiз результатiв дослiджень показав, що вмкт в дослiджуванiй дисперсно! системi ЗСМК в юлькосп 20...30 % вщ маси и дисперсно! фази забезпечуе макси-мальну величину структурно! мщност одержуваного на и основi цементного тесту. Зб^ьшення водоцемент-ного вщношення при будь-якому вмiстi ЗСМК в межах експерименту знижуе структурну мщшсть цементного иста.

Олеат натрт, як поверхнево-активна речовина де-кiлька шакше впливае на структурну мiцнiсть дисперсно! системи (рис. 2).

Зб^ьшення вмшту олеату натрiю до певно! межi (в умовах експерименту до 0,00021 % вщ маси портландцементу в дисперсно! системi «портландцемент -олеат натрж») призводить до збшьшення структурно! мiцностi. Подальше зб^ьшення вмiсту олеату натрiю в системi призводить до зниження и структурно! мщ-ностi. Це пiдтверджуе уявлення про змшу характеру впливу олеату натрж на поверхню дисперсно! фази системи. Очевидно, встановлену межу змши залежно структурно! мщност дано! дисперсно! системи вщ змiсту олеату натрт, при якому починаеться зниження и структурно! мiцностi (рис. 3), ввдповвдае моменту утворення його мщел.

У процесi виконаних експериментiв установлено, що введення в дослвджувану систему реакцшного порошкового бетону (ЯРС) оксиду залiза призводить до рiзкого збiльшення мiцностi одержуваного бетону, як у ввд 3 дiб (рис. 4), так i у ввд 28 дiб (рис. 5). При цьому у ввд 3 дiб наявнiсть оптимального вмiсту оксиду залiза, яке забезпечуе формування максимально! мщноси системи, не встановлено.

У процесi виконаних експериментiв установлено, що введення в дослщжувану систему (реакцшний порошковий бетон), як оксиду залiза, так i МПАР призводить до рiзкого збiльшення мщноси одержуваного бетону.

Рис. 3. Структурна мщшсть дисперсноТ системи «портландцемент — ЗСМК — МАПР»: час — 1,2 години шсля отримання системи

Кшетика змши мщносп дослiджуваного бетону в залежносп вiд вмiсту в його складi оксиду залiза та МПАР визначалася встановленням та порiвнянням мщност! бетону у р1зному в1ц1 (рис. 6).

Вщносна мщшсть. % У = 6.439Х- + 17.75Х+100 Яг= 1 /

Вы] ст оксиду залша.%

Рис. 4. Вщносна мщшсть реакцшного порошкового бетону у вiцi 3 дiб

Рис. 5. Вщносна мiцнiсть реакцiйного порошкового бетону у вiцi 28 дiб

В умовах експерименту одночасне введення в реак-цiйний порошковий бетон сполук d-елементiв (оксиду залiза) та поверхнево-активних речовин, що утворю-ють мiцели, призводить до зб^ьшення мiцностi такого бетону.

Вщносна ми ДН1СТЬ,%— -

Г ' -♦-Без д -■-мш обавок 1Р

-*-МПАР+ё(1,33%) ——МПАР+<1(1.78%)

Час, дцб

О 5 10 15 20 25 30

Рис. 6. Кшетика формування мщносп RPC iз ЗСМК та МПАР до вку у 28 дiб: d — оксид залiза

6. Обговорення результатiв дослiджень впливу мщел поверхнево-активних речовин на мщшсть реакцiйних порошкових бетонiв

Додавання до портландцементу сполук d-елементiв (оксиду залiза) та мiцелоутворюючих поверхнево-ак-тивних речовин призводить до збшьшення кiлькостi хiмiчно-зв'язаноi води (рис. 2) в мшералах, що утво-рюються в процеа гiдратацii портландцементу. Це свiдчить про набуття цементним истом та цементним каменем нових властивостей, вщмшних вщ власти-востей цементного тiста та цементного каменю без означених добавок. В першу чергу вплив МПАР та сполук d-елементiв (оксиду залiза) впливае на величину структурноi мiцностi цементного тiста (рис. 3). При цьому необхщно зазначити, що оптимальна за величиною структурноi мщносп кiлькiсть МПАР спiвпадае з оптимальним за мщшстю при стиску вмштом МПАР в таких бетонах [17].

У ранньому ввд твердшня бетону введення сполук d-елементiв (оксиду залiза) в бетон призводить до збшьшення його мiцностi (рис. 4). При подальшому твердiннi бетону (вж 28 д1б) за результатами експери-ментiв спостерiгаеться наявнiсть оптимального вмшту сполук d-елементiв (оксиду залiза) (рис. 5). Але тд-вищення мщносп бетону спостержаеться тiльки при певному вмшт МПАР. Збiльшення вмiсту МПАР в бе-тонi в даному випадку призводить до зменшення його

мщносп, яка мае величину навггь меншу за мiцнiсть бетону без добавок.

Отриманi даш щодо впливу сполук d-елементiв, на процес тужавлення бетону (рис. 6), дозволяють стверджувати наступне: на перших стадiях тужавшня бетону (3 доби), сполуки d-елементiв практично не впливають на швидкiсть реакцiй гiдратацii цементу в бетош, який мiстить МПАР. При подальшому твер-дiннi вплив сполук d-елементiв збiльшуеться i бетон, який мктить цi сполуки та МПАР, набувае мщносп бшьшо'! шж бетон, який мiстить МПАР, або не мштить нiяких добавок.

У ввд 3 дiб перевищення мщносп бетону, що мштить МПАР та сполуки d-елементiв, над мiцнiстю бетону без добавок досягае 120 %, а у ввд 28 дiб - до 250 % (рис. 6).

Отримаш результати свiдчать про те, що засто-сування перехщних хiмiчних елементiв одночасно з поверхнево-активними речовинами, що утворюють мщели, при виготовленнi реакцiйних порошкових бетошв призводить до збiльшення як мщносп при стиску таких бетошв, так i швидкосп и формування. Це дозволяе скоротити термши зведення будiвель i споруд з монолiтного бетону та термши виготовлення збiрних бетонних та залiзобетонних конструкцiй.

7. Висновки

1. Встановлено, що введення сполук d-елементiв до складу бетону, що мштить мiцелоутворюючi поверхне-во-активнi речовини, призводить до збшьшення кшь-кост хiмiчно-зв'язаноi води на 8.„10 %, що забезпечить зменшення пористосп бетону, його усадки, та призведе до збшьшення його мщность

2. Установлено, що вщносна мiцнiсть при стиску реакцшних порошкових бетонiв, що мштить мщелоу-творюючi поверхнево-активнi речовини, при введенш до '¿хнього складу сполук d-елементiв, досягае 220 % вщ мiцностi бетону аналогiчного складу, отриманого без застосування добавок. Введення сполук d-елемен-пв до складу бетону, що мштить мiцелоутворюючi по-верхнево-активш речовини, призводить до збiльшення мщносп при стиску на 250 % до вщ мщносп бетону аналопчного складу, отриманого без застосування добавок.

Лиература

1. Глинка, Н. Л. Общая химия [Текст] / Н. Л. Глинка. - Л.: Химия, 1979. - 730 с.

2. Сычев, М. М. Воздействие порошков ^металлов на твердение цементов [Текст] / М. М. Сычев // Журн. прикл. химии. - 1984. - Т. VII, № 3. - С. 552-557.

3. Пащенко, А. А. Вяжущие материалы [Текст] / А. А. Пащенко, В. П. Сербин, Е. А. Старчевская. - М.: Высш. шк., 1975. - 444 с.

4. Шейнич, Л. А. Специальные бетоны и композиционные материалы [Текст] / Л. А. Шейнич // Буд1вельш клонструкцй. М1жвщомчий науково-техшчний зб1рник. Кш'в, НД1БК. - 2002. - Вип. 56. - С. 367-377.

5. Шейнич, Л. А. Рад1ацшнозахисш матер1али для об'ек^в атомно!' енергетики Украши [Текст] / Л. А. Шейнич // Будь вельш клонструкцй. М1жвщомчий науково-техшчний зб1рник. - 1999. - Вип. 50. - С. 19-23.

6. Шишкин, А. А. Бетоны на основе шламов обогащения железных руд и щелочного компонента [Текст]: дис. ... канд. техн. наук. / А. А. Шишкин. - Кривой Рог, 1989. - 177 с.

7. Шишкш, О. О. Спещальш бетони для тдсилення буд1вельних конструкцш, що експлуатуються в умовах дй агресивних середовищ [Текст] / О. О. Шишкш. - Кривий Рш «Мшерал», 2001. - 113 с.

8. Охотин, В. В. Стабилизация грунтов методом силикатирования. Стабилизация грунтов [Текст] / В. В. Охотин, А. И. Куль-винская. - Изд-во Гушосдор, 1938. - С. 102-116.

9. Резниченко, П. Т. Охрана окружающей среды и использование отходов промышленности [Текст] / П. Т. Резниченко, А. П. Чехов. - Днепропетровск: Проминь, 1973. - 94 с.

10. Шишкин, А. А. Шлакошламовые вяжущие [Текст]: тез. докл. конф./ А. А. Шишкин, Г. И. Калюжный // Фундаментальные исследования и новые технологии в строительном материаловедении. - Белгород, 1989. - С. 125.

11. Фаликман, В. Р. Новые эффективные высокофунциональные бетоны [Текст] / В. Р. Фаликман // Бетон и железобетон. - 2011. - № 2. - С. 78-84.

12. Erdem, Т. К. Use of binary and ternary blends in high strength concrete [Text] / Т. К. Erdem, О. Kirca // Construction and Building Materials. - 2008. - Vol. 22, Issue 7. - P. 1477-1483. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.03.026

13. Батудаева, А. В. Высокопрочные модифицированные бетоны из самовыравнивающихся смесей [Текст] / А. В. Батудае-ва, Г. С. Кардумян, С. С. Каприелов // Бетон и железобетон. - 2005. - № 4. - С. 14-18.

14. Swamy, R. N. Role of Superplasticizers and Slag for Producing High Performance Concrete [Text] / R. N. Swamy, M. Sakai, N. Nakamura // The Fourth CANMET/ACI International Conf. on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete: ACI SP-148-1, 2006. - P. 1-26.

15. Шишкин, А.А. Щелочные реакционные порошковые бетоны [Текст] / А. А. Шишкин // Строительство уникальных зданий и сооружений. - 2014. - № 2 (17). - С. 56-65.

16. Yang, Y. Autogenous shrinkage of high-strength concrete containing silica fume under drying at early ages [Text] / Y. Yang, R. Sato, K. Kawai // Cement and Concrete Research. - 2005. - Vol. 35, Issue 3. - P. 449-456. doi: 10.1016/j.cemcon-res.2004.06.006

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

17. Termkhajornkit, P. Effect of fly ash on autogenous shrinkage [Text] / P. Termkhajornkit, T. Nawa, M. Nakai, T. Saito // Cement and Concrete Research. - 2005. - Vol. 35, Issue 3. - P. 473-482. doi: 10.1016/j.cemconres.2004.07.010

18. Тевяшев, А. Д. О возможности управления свойствами цементобетонов с помощью наномодификаторов [Текст] / А. Д. Тевяшев, Е. С. Шитиков // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2009. - Т. 4, № 7 (40). -С. 35-40. - Режим доступа: http://journals.uran.ua/eejet/article/view/22048/19660

19. Sobolev, K. How Nanotechnology Can Change the Concrete World [Text] / K. Sobolev, M. Ferrada-Gutierres // American Ceramik Society Bulletin. - 2005. - Vol. 10. - P. 14-17.

20. Шишкша, О. О. Дослщження впливу нанокаташзу на формування мщност реакцшного порошкового бетону [Текст] / О. О. Шишкша, О. О. Шишкш // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. - 2016. - Т. 1, № 6 (79). -С. 55-60. doi: 10.15587/1729-4061.2016.58718

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.