CC BY
4
УДК 621.922.079:662.997
Алиназаров А.Х. профессор Каюмов Д.А. ассистент Жалолдинов А.А. студент
Наманганский инженерно-строительный институт
Узбекистан, г. Наманган
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ЗОЛОЦЕМЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С МОДИФИЦИРОВАННО-ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИМИ ДОБАВКАМИ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ
Аннотация: В статье приведены особенности эксплуатационных свойств золоцементных материалов с модифицированно-пластифицирующими добавками полифункционального действия, а также результаты исследование долговечности, водопоглощение и морозостойкость образцов мелкозернистого материала.
Ключевые слова: солнечная энергия, зола, цемент, композиционный строительный материал, тепловая обработка, прочность, термовлажностная обработка.
Alinazarov A.Kh. professor Kayumov D.A. assistant
Jaloliddinov A.A.
student
Namangan Engineering - Construction Institute
Uzbekistan, Namangan
RESEARCH OF OPERATIONAL PROPERTIES OF ASH-CEMENT MATERIALS WITH MODIFIED PLASTICIZING ADDITIVES OF MULTIFUNCTIONAL ACTION
Annotation: The article presents the features of the operational properties of ash-cement materials with modified plasticizing additives of multifunctional action, as well as the results of the study of the durability, water absorption and frost resistance of samples offine-grained material.
Key words: solar energy, ash, cement, composite building material, heat treatment, strength, heat and humidity treatment.
При применении золоцементных материалов в стеновых конструкциях наиболее важными характеристиками являются их класс (марка), определяемые по прочности на сжатие, и плотность.
Все оптимизированные составы получены при введении добавок Модифицированно-пластифицирующих добавок (МПД) в количестве 0,300,32% от массы золоцементного материала. Кроме того, при получении изделия с классом прочности В 15, предусмотрена механическая активизация в турбулентном смесителе СБ-148. Следует отметить, что расход цемента в золоцементных материалах во всех случаях ниже расхода цемента для легких керамзитобетонов с аналогичной прочностью и, кроме того, позволяет обходится без дефицитных керамзитовых заполнителей и песка.
Классификация золоцементных материалов как объектов гелиотепловой обработки приведены в табл. 1.
Установлено, что для всех составов наиболее эффективно введение добавок МПД-2 и МПД-1. Прирост прочности в этом случае по сравнению с введением МПД-3 достигает 10-15%.
Плотность золоцементного материала вполне сопоставима с плотностью легких бетонов, хотя несколько превышает ее. Рост плотности прямо пропорционален увеличению плотности материала, а при турбулентном перемешивании, в связи со значительным уплотнением структуры, резко возрастает (табл. 1 ). Коэффициент вариации прочности для всей партии изделий снижается с ростом прочности - наибольшая разнородность наблюдается для образцов с наименьшим содержанием цемента (15%) и достигает 20-22%. Физико-технические показатели золоцементных изделий класса В 7,5 приведены в табл. 2.
Таблица 1
Классификация золоцементных материалов как объектов
¡Ш 00 и к К <и а Расход материалов на 1 м3, кг л с о а ма г ь н Е ое т рбулентной тки, мин Проч-ность Коэффи-циент вариации прочности, Уд, %
о о ей ч к л" т с на сжатие, Я28ср, МПа
о К н о о о Ц З И В ¡¿х (Ц - а % С н т о ч С 3 & 2 ю ео р т * * * * * *
В 7,5 85:15 180 1020 51 475 0,32 1316 - 9,1 7,8 20,3 20,8
В 10 80:20 230 920 46 441 0,30 1360 - 11,8 10, 3 17,6 19,7
В 12,5 75:25 290 870 43 430 0,30 1410 - 14,5 12, 7 16,2 18,2
В 15 74:26 295 860 42 427 0,30 1530 60 16,5 15, 2 12,2 14,6
Примечание: термообработка.
прерывистая термообработка; ** - постоянная
Таблица 2
Физико-технические показатели золоцементных изделий класса В 7,5
№ Соотношение компонентов, % Расход воды, кг/м3 Добавка МПД Осадок конуса, см В/Т Плотность, кг/м3 Прочность при сжатии, через 28 сут, МПа
цемент зола известь п к т количество, %
1 15 81 4 465 МПД-2 0,30 18-20 0,376 1325 7,9
2 16 80 4 470 МПД-1 0,32 18-20 0,380 1335 8,0
3 18 78 4 462 МПД- 3 0,28 18-20 0,380 1350 7,8
Возрастание механической прочности ограничивается обычно 180-270 сутками твердения. В связи с этим изучена кинетика твердения золоцементных материалов различных составов. Изменения прочности образцов на сжатие и изгиб приведены в табл. 3 и 4.
Анализ данных табл. 3. показывает, что в 3-х суточном возрасте прочность золоцементных образцов с добавками при обычном перемешивании составляет 17-22% от 28-ми суточной. Полученные результаты несколько ниже (на 5-8%) приводимых в различных источниках и свидетельствуют о более низкой активности используемой золы Ферганской ТЭЦ. Как и ожидалось, основной период нарастания прочности - 7-90 суток. В возрасте 90 суток прирост прочности составляет 35-50%, через 180 суток увеличивается дополнительно на 25% и к 270 суткам практически останавливается.
Таблица 3
Кинетика набора прочности при сжатии золоцементных материалов
№ составов Класс Прочность при сжатии, МПа, в возрасте, сут.
3 7 28 90 180 270
1 В 7,5 1,8 3,3 9,1 14,4 16,9 17,2
2 В 10 2,0 4,2 11,8 17,7 21,2 21,8
3 В 12,5 3,2 6,5 14,5 21,0 23,4 26,0
4 В 15 5,1 9,6 16,5 22,8 28,1 28,5
Таблица 4
Кинетика набора прочности при изгибе золоцементных материалов
№ составов Класс Прочность при изгибе, МПа, в возрасте, сут.
3 7 28 90 180 270
1 В 7,5 38/0,7 55/1,1 1,9/20,9 151/2,9 176/3,3 181/3,4
2 В 10 39/0,8 58/1,2 2,1/17,8 144/3,0 170/3,6 175/3,7
3 В 12,5 42/1,0 64/1,5 2 ,4/16,5 136/3,3 164/3,8 167/4,0
4 В 15 49/1,7 72/2,4 3,4/20,6 128/4,4 159/5,4 161/5,5
По результатам табл. 4 установлено, что прочность при изгибе золоцементных материаловв возрасте 28 суток составляет 17-21% от прочности на сжатие, что почти вдвое выше отношения для чистоцементных
материалов. Положительное влияние золы на упругость цементно-зольного камня отмечено в работах, а в данном случае дополнительный эффект достигается также за счет пластифицирующего действия добавок. Прочность при изгибе составляет в возрасте 3 и 7 суток 38-42 и 55-64% от 28-ми суточной к 90 и 180 суткам. Rи3г повышается дополнительно на 36-51 и 6476% и далее практически не меняется.
В случае турбулентной обработки смеси кинетика роста прочности как при сжатии, так и при изгибе значительного ускоряется (состав № 4 табл. 1 и 2), что свидетельствует о механической активизации смеси в начальный период твердения.
Как известно, усадка цементных систем оказывает значительное влияние на их эксплуатационные свойства и, следовательно, на долговечность. Учитывая, что золоцементные материалы в своем составе не содержат крупного и мелкого заполнителя, а усадка цементного камня превышает усадку обычных легких бетонов почти на порядок, проведено исследование этого показателя для композиций различных возрастов твердения (табл. 5).
Таблица 5
Усадочные деформации золоцементных материалов_
№ составов Класс Набухание (+) и усадка (-) об разцов, Еотн , мм/м, через, сут.
3 7 14 28 90 180
1 В 7,5 0,08 -0,09 -0,39 -0,64 -0,76 -0,80
2 В 10 0,05 -0,15 -0,46 -0,69 0,85 -0,88
3 В 12,5 0,00 -0,14 -0,52 -0,71 -0,85 -0,92
4 В 15 -0,05 -0,15 -0,37 -0,60 -0,68 -0,70
Анализируя данные табл. 5 можно отметить, что в начальные сроки твердения (до 3 суток) происходит незначительное набухание образцов и лишь затем развиваются деформации усадки, достигая к 180 суткам величин
0.80.0,92%, что вполне сопоставимо с усадкой шлакобетонов - 0,6-0,7%. Величина усадки образцов возрастает с увеличением расхода цемента в золоцементных композициях. Следует отметить пониженные на 20-25% усадочные деформации образцов после турбулентного перемешивания. Это объясняется значительным уплотнением микроструктуры материала под воздействием механической активации.
Использованные источники:
1. Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Свойства золоцементных композиций при механохимической активации //Проблемы механики, 2002. - Вып. 5. - С. 48 - 51.
2. Алиназаров А.Х., Гулямов А.Г. Формирование свойств золоцементных композиций полиструктурного строения //Гелиотехника, 2003. - Вып. 1. - С. 86 - 88.
3. Алиназаров А.Х., Выровой В., Махмудов З. Особенности гетерогенности среды на распределение усадочных деформаций в золоцементных вяжущих материалах //Проблемы механики, 2005. - № 4. -С.7-10.
4. Алиназаров А.Х. Гелиотеплохимическая обработка золоцементных материалов //Альтернативная энергетика и экология, АЭЭ, 2006. - № 6 (38). -С. 114-116.
5. Алиназаров А., Холмирзаев А. Изменение температуры по толщине внецентренно - сжатых железобетонных колон из керамзитобетона при воздействии солнечной радиации // Гелиотехника, 2005. - Вып. 2 - С. 23-26.
6. Соломатов В.И. и др. Бетон как композиционный материал Тошкент: УзНИИНТИ,1985. - 31с.
7. Ганин В.П. Расчёт нарастания прочности бетона при различных температурах выдерживания//. Бетон и железобетон. 1974. №8. -29 -31 с.
8. Alinazarova M., Gulyamov A.G., Alinazarov A.Kh. Control Over the Thermal Propertis of Fine Composite Materials in Solar Thermochemical Treatment. Applied Solar Energy, vol.38, No 3, Allerton Press, Ins / New York 2002. p.p. 75-78
