МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ СУПЕРПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

полный цикл тепловлажностной обработки бетонных и железобетонных изделий состоит из следующих периодов (рис. 14, а): предварительного вы-держивания т пред ; нагрева изделия т I ; изотермического выдерживания т II ; охлаждения т III. Выбор рациональных режимов тепловой обработки основывается на полной увязке множества техно-логи-ческих и теплотехнических факторов. Длительность предварительного выдерживания, скорость нагрева, тем-пература и продолжительность изотермического выдер-живания и т. д. зависят от характеристик материала, условий эксплуатации изделия, конструкций тепловых установок.

Тепловлажностная обработка (ТВО) - процесс одновременного воздействия на твердеющий бетон тепла и влаги. ТВО ускоряет процесс твердения бетона, что позволяет использовать изделия и конструкции на более ранних сроках. Твердение бетонных изделий может происходить в естественных условиях при нормальной температуре или в условиях тепловой обработки (искусственные условия

твердения). Тепловая обработка позволяет ускорить твердение бетонной смеси. Тепло может быть получено от сжигания угля (в исключительных случаях), жидкого топлива, горячих газов или от электроэнергии. Наиболее часто в качестве теплоносителя используют воздух, горячую воду или пар, которые подаются в закрытые камеры.

Список литературы

1. Грановский И.Г. Структурообразование в минеральных вяжущих системах. - Киев: Наук. думка, 1984. - 299 с., ил.

2. Баженов, Ю.М. Технология бетона: учебник / Ю.М. Баженов. - М.: Изд-во АСВ, 2002. - 500 с.

3. Торопова М.В. Процессы структурообразо-вания при тепловлажностной обработке бетона

4. Торопова М.В. «Влияние тепловлажностной обработки на структурообразование и эксплуатационные свойства бетона». Дис. ... канд. техн. наук: 05.23.05 / Ивановская государственная архитектурно-строительная академия. - Иваново, 2002. -130 с.

МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ СУПЕРПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК

Елишев К. С.

магистрант

Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия

THE MECHANISM OF ACTION OF SUPERPLASTICIZING ADDITIVES

Elishev K.

undergraduate student Siberian State Automobile and Highway Academy

Аннотация

Эффективность введения в цементное тесто пластифицирующей добавки. Abstract

The efficiency of adding a plasticizing additive to the cement paste.

Ключевые слова: Бетон, суперпластификаторы, монолитные конструкции, водопотребность. Keywords: Concrete, superplasticizers, monolithic structures, water demand.

Дальнейший прогресс технологии бетона и железобетона сегодня справедливо связывают с разработкой и внедрением комплексных химических добавок. По существу, речь идет о химическом управлении свойствами и технологией бетона. Введение в состав бетонной смеси небольшого количества различных химических добавок позволяет в широких пределах изменить ее реологические свойства, прочностные и эксплуатационные характеристики бетона и железобетона.

Основной целью настоящей работы было на основе сравнительных результатов по характеристикам бетона с суперпластификаторами, установить их влияние на деформативные свойства бетона с тем, чтобы правильно прогнозировать эти свойства и при необходимости изменять их в нужном направлении.

Очевидно, чтобы придать строительному раствору хорошую подвижность без применения суперпластификатора, необходимо увеличивать количество воды затворения. Такое решение приводит, в первую очередь, к потере прочности на сжатие в возрасте 28 суток, а также к увеличению капиллярной пористости затвердевшего раствора вследствие испарения избыточной воды, что в конечном итоге снижает морозостойкость затвердевшего раствора.

При производстве высоко армированных, дорожного, аэродромного и гидротехнического строительства используют жесткие бетонные смеси, которые, благодаря низкому содержанию воды, дают большую прочность. Однако при использовании жестких бетонных смесей возникает вопрос о том, как плотно уложить такую смесь. Решение данной проблемы стало появление добавок пластификато-

ров. Их использование позволяет: повысить подвижность бетонной смеси, морозостойкость, водонепроницаемость и прочность бетона и экономить цемент без потери прочности.

Одним из перспективных направлений повышения эффективности и качества материалов на основе минеральных вяжущих веществ является применение химических добавок. Их введение позволяет регулировать и управлять свойствами бетонов и растворов. Ведущее место среди химических добавок, применяемых в технологии бетона, занимают суперпластификаторы(СП) бетонных смесей.

В России в соответствии с ГОСТ 24211-2003 суперпластификаторы относятся к пластифицирующим добавкам 1 -ой группы, обеспечивающим увеличение подвижности бетонной смеси от П1 с обеспечением осадки конуса 2-4 см до П5 без снижения прочности бетона во все сроки испытания. Различают суперпластификаторы, искусственно синтезированные и полученные в результате переработки сырья животного происхождения. В качестве суперпластификаторов животного происхождения используют казеин. Однако в настоящее время применение казеина, в силу ряда причин, ограничено во многих европейских странах, и поэтому в данной статье основное внимание уделено искусственно синтезированным суперпластификаторам.

Суперпластификаторы представляют собой анионактивные органические вещества коллоидного размера с большим количеством полярных групп в цепи. Эффективность суперпластификаторов зависит от структуры, наличия и вида функционально активных групп, их расположения в молекулах, длины и формы цепей, молекулярной массы. Такие добавки, находясь в адсорбированном на зернах цемента и новообразованиях состоянии, создают «стерический» эффект отталкивания. Этот эффект, обусловленный формами цепей и характером зарядов на поверхности зерен цемента и гидратов, является причиной длительного сохранения жизнеспособности бетонных и растворных смесей. Такое механическое действие суперпластификаторов в 3...4 раза повышает подвижность бетонной смеси.

В зависимости от химической основы различают следующие виды суперпластификаторов:

*суперпластификаторы на основе сульфированных меламинофор-мальдегидных соединений и комплексов на их основе;

*суперпластификаторы на основе сульфированных нафталинформальдегидных соединений и комплексов на их основе;

*суперпластификаторы на основе модифицированных лигносульфанатов;

*суперпластификаторы на основе водорастворимых карбоксилатных полимеров.

Первые три вида известны с самого начала промышленного применения суперпластификаторов, поэтому их часто называют традиционными. Механизм действия традиционных суперпластификаторов упрощенно можно представить следую-

щим образом. Так как суперпластификаторы относятся к поверхностно активным веществам, то их основное свойство заключается в том, что молекулы таких веществ адсорбируются на поверхности частиц цемента и формирующихся новообразований, образуя тончайший моно-или бимолекулярный слой, при этом уменьшается межфазовая энергия сцепления и облегчается дезагрегация частиц.

Вместе с тем освобождается иммобилизиро-ванная вода, которая играет роль пластифицирующей смазки. Кроме того, адсорбированный слой сглаживает микрошероховатость частиц, уменьшая тем самым коэффициент трения между частицами. И, наконец, создание одноименного электрического заряда в результате адсорбции суперпластификатора на поверхности частиц твердой фазы исключает возможность их сцепления за счет электростатических сил и тем самым снижает вязкость суспензии. В процессе гидратации с ростом кристаллов новообразований постепенно прекращается отталкивающие действие одноименного электрического заряда и строительный раствор теряет подвижность.

В отличие от традиционных суперпластификаторов, действие суперпластификаторов четвертого вида ввиду особенностей структуры используемых полимеров, в основном базируется на стерическом эффекте, благодаря которому снижается трение компонентов суспензии строительного раствора. Такие суперпластификаторы во многих зарубежных странах называют сверхсупер или гиперплати-фикаторами. Данный вид суперпластификаторов разработан в девяностых годах и достаточно широко используется в европейских странах и Японии.

Применение различных видов суперпластификаторов в растворах при одинаковом водоцемент-ном отношении способствует увеличению их подвижности по сравнению с контрольным составом без суперпластификатора. Однако с течением времени данный эффект уменьшается или происходит его полное прекращение. Различная продолжите ль-ность пластифицирующего эффекта при прочих равных условиях зависит в первую очередь от строения молекул различных суперпластификаторов и их принципов действия.

Действие суперпластификаторов ограничивается 2.3 ч с момента их введения и после первоначального замедления процессов гидратации и образования коагуляционной структуры наступает ускорение твердения бетона. Это объясняется тем, что адсорбционный слой добавки на поверхности зерен цемента проницаем для воды, а дефлокулиру-ющее действие ПАВ увеличивает поверхность контакта цемента и воды, что приводит к увеличению числа гидратных новообразований.

Для установления зависимости и выбора оптимальной дозировки пластификатора проведено следующее исследование.

Методика исследования:

1. Определение водоцементного отношения.

2. Определение нормальной густоты цементного теста при введении в воду затворения добавки Glenium Sky 503.

3. Изготовление образцов кубиков 2х2х2см и уплотнных вибрированием.

Вывод:

При введение суперпластифицирующей добавки Glenium Sky 503 удалось снизить водопо-требность бетонной смеси на 9%, при этом показатель прочности увеличился на 20,8%, по сравнению с образцом изготовленным без использования добавки.

4. Определение предела прочности при сжатии кубиков в возрасте 28 суток.

Результаты исследования:

Список литературы

1. http://www.trotuar.ru/forms/articles/superpl.s html (13.04.15)

2. Баженов Ю.М. Технология бетона: учебник .2003 г.

ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТУКОСМЕСИ ИЗ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ, ПРИРОДНОГО ВЕРМИКУЛИТА И ФОСФОГИПСА

Жантасов К.Т.

академик РАЕ, д.т.н., профессор кафедры «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды», зав. научно-исследовательской лаборатории «Неорганические соли, стимуляторы роста и

защиты растений» НАО ЮКУ им. М. Ауэзова https://orcid.org/0000-0001-6867-1204

Зият А.Ж.

преподаватель кафедры «Нефтегазовое дело» НАО ЮКУ им. М. Ауеэова Жуматаева С.Б.

докторант кафедры «Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды» НАО

ЮКУ им. М. Ауеэова Сарыпбекова Н.К.

Старший научный сотрудник, к.х.н, доцент, кафедра «Химия» НАО ЮКУ им. М. Ауэзова.

Жантасов М.К.

зав кафедрой «Нефтегазовое дело» к.т.н., ассоциированный профессор НАО ЮКУ им. М. Ауэзова

INNOVATIVE TECHNOLOGY FOR THE PRODUCTION OF FLOUR MIXTURES FROM WASTE FROM VARIOUS INDUSTRIES, NATURAL VERMICULITE AND PHOSPHOGYPSUM

Zhantasov K., Ziyat A., Zhumatayeva S., Sarypbekova N., Zhantasov M.

NAO "M. Auezov South Kazakhstan University" Shymkent, Republic of Kazakhstan

Аннотация

Приведен краткий обзор по методам и способам прменения фосфогипса в различных отраслях экономики и, в частности, в составе минерального удобрения пролонгированного действия, с целью использования в агропромышленном комплексе. Представлены результаты исследований физико-химиче-