CC BY
7
SCIENCE TIME
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СМЕШАННЫХ ЦЕМЕНТОВ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЖИГА
Шамадинова Наргис Эркиновна, Адинаев Хидир Абдуллаевич, Атакузиев Темиржан Азим угли, Ташкентский химико-технологический институт, г. Ташкент
E-mail: nargisxon@mail.ru E-mail: xidir72@mail.ru E-mail: atakyziyev36@mail.ru
Аннотация. В статье доказывается, что смешанные цементы, содержащие сульфоалюминатно-белитовые (САБ) клинкера, характеризуются интенсивным набором прочности в первые сутки. Прочность непрерывно увеличивается, к трехмесячному возрасту она повышается в 1,5-2 раза относительно прочности, достигнутой за первые 3 дня. Рост прочности идет до двух лет и к трем годам твердение падает, приближаясь к марочной. Результаты шести летних испытаний свидетельствуют о повышение прочности в среднем на 30 МПа в сравнение с трехгодичной.
Ключевая слова: сульфоалюминат, белит, клинкер, цемент, смешанный цемент, САБ клинкер, прочность, марка, специальные цементы, сроки схватывания, твердение.
На основе измельченных синтезированных при 1523К сульфоклинкеров и портландцементного клинкера марки 500 перемешиванием были получены смешанные цементы, содержащие 10-60% сульфоалюминатно-белитовых клинкеров всех составов.
Из полученных смешанных цементов были отформованы кубы размером 1,41х1,41х1,41 см с вольским песком фракции 0,2-0,4 мм при соотношении 1:3 под давлением 10 МПа. Образцы хранили сутки во влажно-воздушных условиях и далее в воде. При достижении заданных сроков твердения проводили испытания образцов на сжатие.
Прочностные показатели смешанных цементов, содержащих САБ клинкера, синтезированные при 1523 К, приведены в табл. 1. и 2.
С увеличением содержание САБ клинкеров в смешанных цементах прочность увеличивается. При 20%-ом содержании САБ клинкеров марка находится в пределах 50-100 МПа, соответственно, при 40-60%-ом содержании САБ клинкеров 20-30 МПа. В течение года прочность смешанных цементов
I
80
1 SCIENCE TIME 1
непрестанно увеличивается до 170 МПа при 20% содержании САБ клинкеров, соответственно до 190 МПа при 40%-ом содержании САБ клинкеров и до 150 МПа при 60%-ом содержании САБ клинкеров.
Таблица 1
Прочность при сжатии образцов из смешанных цементов, содержащих 20, 40% САБ клинкеров, синтезированных при 1523 К, МПа
Номер При 20%-ом содержании клинкеров При 40%-ом содержании клинкеров
клин- Сроки твердения
кера сутки месяцы сутки месяцы
1 3 7 28 3 6 12 1 3 7 28 3 6 12
1 46 61 63 73 108 101 114 8 42 42 57 129 87 190
2 55 53 74 80 97 91 150 38 40 59 91 135 129 171
3 48 42 40 61 48 76 105 27 40 43 49 79 76 114
4 40 59 67 103 118 135 127 21 30 36 59 72 86 114
5 34 55 67 76 114 190 154 11 21 29 40 105 131 114
6 42 74 86 84 120 121 171 34 57 63 72 113 171 153
7 40 67 63 87 76 124 144 29 46 63 64 122 103 162
8 42 76 95 86 17 86 152 32 30 20 21 57 29 21
9 8 48 55 65 61 124 141 6 10 29 33 38 87 114
10 27 67 70 103 105 129 122 19 29 65 90 91 179 152
11 38 68 63 106 95 120 152 34 30 53 66 76 110 152
12 42 67 86 101 95 114 171 27 49 53 80 76 171 124
13 10 34 43 51 137 125 143 29 27 32 57 89 160 103
14 32 55 67 72 95 139 95 40 38 48 68 114 156 122
15 30 65 70 80 114 146 171 36 44 46 70 108 99 143
16 38 57 57 87 95 101 152 38 40 46 47 108 84 122
17 15 19 44 61 76 72 103 19 17 36 49 76 86 105
18 15 38 53 61 78 150 131 46 36 36 57 61 95 116
19 34 36 70 76 133 89 133 48 34 34 53 76 118 114
20 32 63 48 76 67 67 152 38 38 27 49 57 89 114
21 8 49 42 67 76 76 34 2 8 23 24 29 36 67
22 8 25 44 68 72 112 110 23 34 36 55 67 76 82
23 29 46 67 82 103 124 143 34 35 42 53 70 124 114
24 29 57 63 96 114 97 144 33 44 56 67 67 87 173
Содержание в смешанных цементах клинкеров 10-12 приводит к наиболее высоким прочностным показателям, так при 20%-ом их содержании марка составляет 1000, при 40-60%-ом, соответственно 600-900. С увеличением содержания С4А3§ в отсутствие С§ в САБ клинкерах прочность уменьшается. Присутствие С§ приводит увеличению прочности.
Прочностные показатели смешанных цементов, содержащих САБ клинкера, синтезированные при 1573 К приведены в табл. 2-3. Видно, что марка смешанных цементов значительно превосходит марку исходного портландцемента.
1 SCIENCE TIME 1
Таблица 2
Прочность при сжатии образцов из смешанных цементов, содержащих 10 и 20% САБ клинкеров, синтезированных при 1573 К, МПа
Номер клинкера 10% САБ клинкеров 20% САБ клинкеров
Сроки твердения
сутки месяцы годы сутки месяцы годы
1 3 28 3 6 1 3 6 1 3 28 3 6 1 3 6
1 20 59 61 99 105 162 91 73 21 46 80 78 152 143 45 71
2 32 49 76 86 70 137 74 65 19 32 48 76 114 152 46 74
3 32 57 95 129 173 158 68 96 27 32 48 114 72 114 60 90
4 27 34 68 76 114 160 62 98 38 40 61 67 86 139 81 110
5 19 55 95 105 114 129 89 110 23 41 61 124 105 122 72 101
6 34 53 91 102 114 121 68 96 10 19 63 128 105 114 53 82
7 48 63 70 85 99 101 59 83 13 29 87 128 107 117 65 100
8 46 68 86 94 102 137 87 18 11 15 129 139 105 143 86 118
9 48 74 99 108 123 143 84 116 8 34 61 124 101 113 61 92
10 55 80 95 104 134 153 103 132 8 13 61 124 102 116 57 88
11 15 36 68 80 94 103 51 84 10 11 76 126 104 110 57 90
12 13 19 103 119 120 114 57 85 8 10 11 11 98 108 45 73
13 34 61 84 104 109 104 93 121 8 30 63 129 104 111 48 78
14 11 25 84 109 122 132 80 109 13 15 70 122 102 107 51 84
15 55 65 95 17 124 131 74 105 15 17 95 111 110 113 86 113
16 34 55 82 105 114 122 103 132 10 12 76 125 104 112 58 86
17 8 11 87 103 113 123 68 97 10 11 86 123 102 109 57 84
18 10 15 82 100 124 133 78 107 13 17 57 114 92 105 72 93
19 30 40 76 98 122 140 97 122 8 10 72 124 100 108 57 84
20 11 15 67 82 121 138 86 111 10 11 80 128 104 109 82 110
Смешанные цементы характеризуются интенсивным набором прочности в первые сутки - прочность непрерывно увеличивается с протеканием процесса твердения. К трехмесячному возрасту она превышает в 1,5-2 раза прочность в 28 суточном возрасте. Рост прочности идет до двух лет и к трем годам твердения а падает, приближаясь к марочной. Испытания образцов из смешанных цементов через шесть лет твердения свидетельствует о повышении прочности в среднем на 30 МПа в сравнении с трехгодичными результатами.
С увеличением содержания САБ клинкеров в смешанных цементах марочность изменяется следующим образом. При 10%-ом содержании САБ клинкеров в смешанных цементах, марка находится в пределах 600-1000, соответственно, при 20%-ом - 400-1200, при 30%-ом - 300-1200, при 40-60%-ом - 200-300. Видно, что с увеличением содержания САБ клинкеров увеличивается как верхний предел, так и уменьшается нижний, что связано с минералогическим составом САБ клинкеров. Такая низкая прочность (20-30 МПа) наблюдается при содержании в смешанном цементе 30-60% клинкера 1, где содержание С4А3§ составляет 10%. Ангидрит отсутствует, а 90% составляет Р-С2§.
82
1 SCIENCE TIME 1
Таблица 3
Прочность при сжатии образцов из смешанных цементов, содержащих 30 и 40% САБ клинкеров, синтезированных при 1573 К, МПа
Но- 30% САБ клинкеров 40% САБ клинкеров
мер Сроки твердения
клин- сутки месяцы годы сутки месяцы годы
кера 1 3 28 3 6 1 3 6 1 3 28 3 6 1 3 6
1 17 23 34 67 95 141 57 87 10 17 21 95 121 152 60 91
2 29 38 65 105 133 158 65 96 8 29 67 68 96 124 55 86
3 36 40 76 95 152 184 69 98 39 40 95 124 142 162 82 112
4 44 30 63 95 15 129 82 100 42 53 84 97 99 102 74 101
5 11 31 57 105 120 139 67 97 15 15 42 84 118 127 62 92
6 6 10 76 106 128 129 72 100 15 13 86 114 133 160 52 84
7 32 46 87 124 142 165 75 101 17 28 67 120 120 129 71 102
8 11 15 129 130 143 164 80 114 15 15 21 93 124 127 80 109
9 10 38 84 124 128 143 72 101 6 29 51 61 95 101 55 86
10 11 13 70 91 102 124 67 97 13 17 67 68 94 102 72 102
11 11 19 53 101 110 132 57 84 13 21 67 71 103 107 87 97
12 19 19 27 113 117 138 74 97 19 27 21 86 108 110 68 99
13 8 29 72 95 106 125 55 86 10 21 70 94 120 124 65 95
14 13 15 70 98 104 127 51 81 17 29 99 114 133 138 74 104
15 23 32 76 103 118 132 89 110 29 42 65 84 105 107 76 105
16 15 21 55 112 125 148 67 95 17 32 72 95 113 120 78 108
17 17 19 74 94 108 129 59 89 11 13 55 70 97 100 57 87
18 25 46 82 103 118 139 74 104 29 55 86 103 133 143 74 104
19 21 25 63 107 112 138 70 101 29 55 95 104 136 138 78 108
20 19 23 86 109 114 133 63 93 29 55 80 97 137 138 89 119
В заключении можно отметить, что смешанные цементы, содержащие сульфоалюминатно-белитовые клинкера, характеризуются интенсивным набором прочности в первые сутки, которая непрерывно увеличивается, и к трехмесячному возрасту она повышается в 1,5-2 раза относительно прочности, достигнутой за первые 3 дня. Рост прочности идет до двух лет и к трем годам твердения падает, приближаясь к марочной. Результаты шестилетних испытаний свидетельствуют о повышении прочности в среднем на 30 МПа в сравнении с трехгодичной [1-5].
Литература:
1. Атакузиев Т.А., Шамадинова Н.Э., Адинаев Х.А. Исследования формирования сульфоминералов сульфатсодержаших клинкеров на основе гипса и фосфогипса // Химическая промышленность. - 2017. - № 3. - С. 114-120.
2. Атакузиев Т.А., Шарапов А.Т., Турдышова Ж.Б., Шамадинова Н.Э. Получение силикатных материалов различного назначения и серной кислоты из фосфогипса. Сб. трудов респ. научно-техн. конф. «Современные технологии переработки местного сырья и продуктов». - Том I. - Ташкент, 2005, - С. 153-155.
3. Атакузиев Т.А., Мирзаев Ф.М. Сульфоминеральные цементы на основе фосфогипса. - Ташкент, «ФАН» УзССР. - 1979. - 153 с.
83
1 SCIENCE TIME 1
4. Ахмедов М.А., Атакузиев Т.А. Фосфогипс. - Ташкент, «ФАН» УзССР. - 1980. -174 с.
5. Атакузиев Т.А., Таджиева Д.Ф. Новые виды цементов на основе сульфоклинкеров. - Изд-во «Мехнат», 1989. - 125 с.
84
