CC BY
34
Науковий вкник НЛТУ Украши. - 2G12. - Вип. 22.3
УДК 691.53 Асист. Т.П. Кропивницька, канд. техн. наук -
НУ "Львiвcька полiтехнiка "
МЕЗОСТРУКТУРА ТА М1ЦН1СТЬ МОДИФ1КОВАНИХ БУД1ВЕЛЬНИХ РОЗЧИН1В
Bcтанoвлeнo ocoбливocтi фopмyвання мeзocтpyктypи бyдiвeльних poзчинiв за-лeжнo вщ cтyпeня напoвнeння пopoвoï cтpyктypи дpiбнoгo запoвнювача. Дocлiджeнo пpoцecи cтpyктypoyтвopeння poзчинoвих cyмiшeй та пoказанo eфeктивнicть ди мo-дифiкатopiв piзнoгo типу на лeгкoвкладальнicть cyмiшeй та фiзикo-мeханiчнi власти-вocтi жиpних i пюних бyдiвeльних poзчинiв.
Постановка проблеми. Сyчаcна пpактика вeдeння бyдiвeльних poбiт пoтpeбye виcoкoякicних бyдiвeльних poзчинiв для мypyвальних та oпopяджy-вальних poбiт. Таю poзчини пoвиннi хаpактepизyватиcь нeoбхiднoю pyхoмic-тю та вoдoyтpимyвальнoю здатнютю, дocтатньoю адгeзieю, пpoeктнoю мщ-нicтю вiдпoвiднo дo викopиcтаних бyдiвeльних eлeмeнтiв та eлаcтичнicтю для пoпepeджeння peлакcацiй напpyжeнь бeз тpiщинoyтвopeння [1]. Разoм з тим, тpадицiйнi poзчинoвi cyмiшi на ocнoвi пopтландцeмeнтy, вапна та пюку з заданoю pyхoмicтю чepeз годину тетя пpигoтyвання cтають пpактичнo теп-pидатними дo викopиcтання, а пiдвищeння плаcтичнocтi за pахyнoк збшь-шeння витpати пopтландцeмeнтy та вoди ^гатив^ впливае на бyдiвeльнo-тeхнiчнi влаcтивocтi затвepдiлoгo бyдiвeльнoгo poзчинy. Тoмy вдocкoналeння тpадицiйних бyдiвeльних poзчинiв маcoвoгo викopиcтання, пoкpащeння ïх пoказникiв якocтi, знижeння coбiваpтocтi е актуальним завданням бyдiвeль-нoï iндycтpiï.
Анал1з останн1х дослщжень i публ1кац1й. Бyдiвeльнi poзчини мoжна пpeдcтавити як гeтepoгeннi матepiали, щo cкладаютьcя з матpицi та дpiбнoгo запoвнювача. Значний вплив на CTpy^ypy poзчинy мае кpyпнicть за^внЕ^-ча: чим дpiбнiший тток, тим вища йoгo пycтoтнicть i тим бiльшe нeoбхiднo в'яжyчoгo тicта для oдepжання злитoï cтpyктypи. Biдпoвiднo мeжi мiж crpy^ тypами зcyваютьcя в бж cкладiв з бiльшoю витpатoю цeмeнтy. Однак oднo-чаcнo вiдзначаeтьcя змeншeння poзмipy eлeмeнтiв cтpyктypи (твepдих части-нoк i rop), щo вiдoбpажаeтьcя на влаcтивocтях poзчинoвoï cyмiшi та бyдiвeль-нoгo poзчинy [2].
Одшею з найважливiших влаcтивocтeй бyдiвeльнoгo poзчинy е тдви-щeна pyхoмicть poзчинoвoï cyмiшi, щo зyмoвлeнo ocoбливocтями тeхнoлoгiï ïï дocтавки i вкладання. Для пoкpащeння пoказникiв цieï хаpактepиcтики на пpактицi чаcтo збiльшyють вoдoцeмeнтнe вiднoшeння. Надлишoк вoди замi-шування за низькoï вoдoпoтpeби цeмeнтy cпpичиняe змiнy cтабiльнocтi pe-oлoгiчних влаcтивocтeй, poзшаpyвання cкладникiв бyдiвeльнoгo poзчинy. Вна^^к випаpoвyвання вoди yтвopюютьcя вiдкpитi капiляpнi пopи, якi значнo змeншyють гоказники мiцнocтi, пpи цьoмy зpocтаe вoдoпoглинання цeмeнтнoгo камeню, щo пpизвoдить дo пoгipшeння йoгo дoвгoвiчнocтi [3].
Пepcпeктивним напpямoм вдocкoналeння тpадицiйних poзчинoвих cy-мiшeй е викopиcтання opганiчних пластиф^ючих дoбавoк - пoвepхнeвo-ак-тивних peчoвин (ПАР), ocoбливicтю яких е вишка фiзикo-хiмiчна активнicть на гpаницi poздiлy фаз y диcпepcних cиcтeмах. Bвeдeння хiмiчних дoбавoк y
невеликих кшькостях здатне iстотно змiнити технологiчнi властивосп будь вельного розчину за рахунок синерпчного поеднання окремих компонентiв i дае змогу направлено регулювати параметри системи на стади взаемодп цементу з водою, що е обов'язковою умовою створення сучасних будiвельних матерiалiв iз заданими будiвельно-технiчними характеристиками [4].
Метою роботи е дослщження мезоструктури будiвельних розчинiв та впливу модифiкаторiв рiзних типiв на фiзико-механiчнi властивостi жирних i пiсних будiвельних розчинiв.
Методи досл1джень 1 матер1али. Для приготування будiвельних розчишв використовували портландцемент ПЦ П/А-Ш-400, кварцовий пiсок (Мз = 1,39), пластифжатор - вапняне тiсто, хiмiчнi добавки рiзних типiв: лтао-сульфонат техшчний (ЛСТ), модифiкатори повировтягувально! дп (ГББМГХ, 8ЬБ8, Цемплас), що представляють собою композищю ПАР на основi каш-фолi та органiчних похiдних сульфонапв. Властивостi розчинових сумiшей i будiвельних розчинiв визначали згiдно з ГОСТ 5802-86.
Результати дослщжень. Бiльшiсть будiвельних розчинiв характеризу-ються дрiбнопористою структурою з частковим заповненням порожнин мiж зернами заповнювача (тип III), що дае змогу отримати 1х широку номенклатуру за мiнiмальних витрат цементу та з високим вмютом повггряно! фази. Розрахунок об'емного вмюту компонентiв сумiшей жирних i тсних розчинiв свiдчить (рис. 1), що кшьюсть води, яка використовуеться для забезпечення технолопчносп, знаходиться в межах 310-370 л, водночас значення В/Ц роз-чиново! сумiшi iстотно вiдрiзняеться (вiдповiдно 0,77 та 1,55). Значний вмют води замiшування для досягнення високо! рухомосп сумiшi (П12) призво-дить до !! розшаровування та зниження мщносп в 1,5 раза.
-» В1н, дю
Ц:П~1:6
Рис. 1. Об'емний вмiст комnонентiв розчинових сумШей (а) та мцшсть (б) жирних i тсних будiвельних розчишв
На пористш основi (цегла або шздрюватий бетон) початок та кшець тужавшня жирних i пiсних розчишв значно прискорюеться i становить вщпо-вiдно 40-50 хв та 2-3 год. Як видно з рис. 2, вщтягування води цеглою (Шм=15 %) призводить до значного "зневоднення" розчиново! сумiшi (В/Ц зменшуеться до 0,30, втрата води становить вщповщно 50 та 80 %), внаслщок цього гiдратацiйнi процеси перебiгають недостатньо повно ^ вiдповiдно, зростають усадш деформацп розчинiв, а також попршуються адгезiйнi влас-тивостi та зменшуеться зчеплення розчину з основою.
Науковий вкник НЛТУ УкраУни. - 2G12. - Вип. 22.3
Puc. 2. Змта маш зразшв (mx/m1) цементно-тщаных розчuнiв з чаеом тверднення у повiтряно-cуxux умовах (РК=250 мм; марка за руxомicтю П8)
Стввщношення води i цемешу в бyдiвельних розчинах, ще в перюд до формyвання структури, значною мiрою визначае його майбyгнi власгивос-гi [S]. Як видно з табл. 1, збшьшення витрати цементу в складi бyдiвельного розчину (марка за рyхомiстю П8) призводить до зменшення В/Ц в 2 рази (Ц: П=1:3). При цьому границя мiцностi на стиск розчину (Ц: П=1:3), заформова-ного на цегл^ через 28 дiб тверднення становить 26,1 МПа, тодi як у формi з тддоном зменшуегься на 27,3 /. Об'емне водопоглинання, яке характеризуе вщкриту капiлярнy пористiсть, для розчину, заформованого на цегл^ зменшуегься на 9 /, порiвняно з розчином, що тверднув у формах з тддоном (склад Ц: П=1:3). Зменшення витрати портландцементу в бyдiвельних розчинах призводить до зниження ïх середньоï густини на 7,9 / та незначного збiльшення водопоглинання розчину як за масою, так i за об'емом. Як зазна-чае Ю.М. Баженов [6], таку закономiрнiсть можна пояснити структурою розчину: номтальт склади Ц: П=1:2; 1:3 характеризуются злитою структурою i належать до II типу, тодi як склади 1:6 з меншою витратою в'яжучого мають мiкропористy структуру III типу.
Табл. 1. Фiзuко-меxaнiчнi влacтuвоcтi будiвельнux розчuнiв рiзнux cклaдiв (РК=250 мм; марка за ружомктю П8)
Сер. густ. Границя мщносл на сгиск, МПа, у E^uj, ,щб Водопоглинання, /
Ц:П В/Ц розч. су-мш1, г/м3 на цегл1 форма з тддоном на цегл1 форма з тддоном
3 7 28 3 7 28 WM Wо WM Wо
1:2 0,50 2170 23,8 35,7 42,0 20,0 27,6 34,2 10,0 21,8 10,6 22,8
1:3 0,77 2105 17,8 21,2 26,1 7,3 14,2 20,5 10,2 22,1 11,9 24,4
1:6 1,55 2030 6,0 7,7 8,9 2,0 2,4 6,1 11,6 22,8 12,1 25,0
Структура та властивосп розчиновоï сум^ i бyдiвельного розчину значною мiрою регулюються за рахунок використання модифiкаторiв рiзного типу. Показано (табл. 2), що введення неорганiчноï добавки - вапняного тюта (20 мас./) та пластифжатора гiдрофiльноï дiï - ЛСТ (0,5 мас./) в розчиновi сум^ не сприяе iстотномy зростанню рухомосп як в пiсних, так i жирних розчинах. Водночас введення 0,04 мас./ FEBMIX DH та 0,05 мас./ SLES призводить до збшьшення рухомосп для тсних сумшей вщ 3,5 до 10.. .12 см, а для жирних - вщ 3,0 до 8,4 см. Характерно, що повггровтягувальш добавки
призводять до зменшення середньо! густини розчиново! cyMrni вiд 2100 до 1850-1750 кг/м3 та зниження мiцноcтi бyдiвельного розчину у вiцi 7 та 28 дiб -вiдповiдно на 20-50 % та 10-15 %. При цьому об'ем розчиново! cyмiшi за раху-нок повiтровтягyвання зростае на 12,9-14,6 %. Тому витрата цементу змен-шуеться для пicних розчишв на 10 %, а для жирних - на 20 %.
Табл. 2. Вплив модифiкаторiв на рухомкть розчинових сумшей i мщтсть будiвельних розчишв
Ц:П Юльюсть та вид добавки, мас. % В/Ц Рухо-мють, см Середня гус-тина розчиново! сумш1, кг/м3 Витрата цементу на 1 м3 розчиново! сумш1, кг AV V, % Границя мщ-ност на стиск, МПа, у вод, д1б
7 28
тсш розчини
1:7 - 1,30 2,0 1930 207 - 1,37 2,50
1:7 0,5 % ЛСТ 1,30 3,0 1900 204 1,6 2,75 3,28
1:7 0,04 % FEBMX DH 1,30 3,5 1890 203 0,5 2,37 3,41
1:5 - 1,16 5,5 2000 280 - 5,1 6,0
1:5 0,04 % Цемплас 1,16 10,5 1745 243 14,6 0,7 2,1
1:5 0,05 % SLES 1,16 12,0 1770 247 12,9 2,6 5,1
жирш розчини
1:3 - 0,7 3,1 2100 447 - 14,2 21,0
1:3 20 % вапн. иста 0,7 4,0 2025 430 3,7 13,9 19,2
1:3 0,05 % SLES 0,7 8,4 1840 390 14,1 11,9 18,7
Отже, використання хiмiчних добавок повпровтягувально! ди дае змо-гу одержати легковкладальнi розчиновi сум^ та бyдiвельнi розчини марок за мщнютю на стиск М25; М50 (тсш розчини) та М100; М150 (жирш розчини).
Висновки. Висока яюсть бyдiвельних розчинiв досягаеться правиль-ним вибором сшввщношення мiж !х складовими за надежного зернового складу дрiбного заповнювача, а саме формуванням безперервно! мезострук-тури матерiадy. Використання модифiкаторiв рiзних типiв дае змогу повню-тю вилучити вапно зi складу бyдiвельних розчинiв, у яких в'яжучим е цемент, значною мiрою редукуе вмicт води, необхiдний для одержання легковкла-дальних розчинових cyмiшей та бyдiвельних розчинiв визначено! марки. Мо-дифiкованi бyдiвельнi розчини забезпечують яюсть кладки (повнота та рiвно-мiрнicть заповнення швiв, дотримання рацiонадьно! !х товщини) i штукатурки, адгезш розчину, а також необхiднy мщнють та деформативнicть.
Л1тература
1. Рунова Р.Ф. Технолопя модифжованих буд1вельних розчишв / Р.Ф. Рунова, Ю.Л. Но-совський. - К. : Вид-во КНУБ1А, 2007. - 256 с.
2. Гоц В.1. Бетони i будавельш розчини / В.1. Гоц. - К. : ТОВ УВПК "ЕксОб", 2003. - 468 с.
3. Саницький М.А. Високофункцюнальш буд1вельш розчини з добавками пластифжу-юче-пов1тровтягувально! ди / М.А. Саницький, Т.П. Кропивницька, Р.М. Кот1в // Вюник Нащ-онального ушверситету "Льв1вська полггехшка". - Сер.: Теор1я i практика буд1вництва. -Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полггехшка". - 2010. - № 602. - С. 139-143.
4. Саницький М.А. Модифжоваш композицшш цементи : навч. пошбн. / М.А. Саницький, Х.С. Соболь, Т.С. Маргав. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полггехшка", 2010. - 132 с.
5. Jasiczak J. Zaczyny i zaprawy budowlane / J. Jasiczak // Budownictwo ogolne: materialy i wyroby budowlane. - Warzawa : ARKADY. - T. 1. - 329 s.
6. Баженов Ю.М. Технология бетона / Ю.М. Баженов. - М. : Изд-во АВС, 2003. - 500 с.
Науковий вкник 11.1ТУ Укра'1'ни. - 2012. - Вип. 22.3
Кропивницкая Т.П. Мезоструктура и прочность модифицированных строительных растворов
Установлены особенности формирования мезоструктуры строительных растворов в зависимости от степени наполнения поровой структуры мелкого заполнителя. Исследованы процессы структурообразования растворных смесей и показана эффективность действия модификаторов различного типа на удобоукладываемость и физико-механические свойства жирных и постных строительных растворов.
Kropyvnytska Т.Р. Mesostructure and strength of modified building mortars
The features of mortar's mesostructure formation depending of the filling degree of pore structure by fine aggregate is established. Processes of structure formation of mortar mixtures are investigated and influence of different type modifiers on workability mixtures and physico-mechanical properties of fat and lean mortars is shown.
УДК 614.843.4 Викл. В.В. Попович; ад 'юнкт 1.В. Паснак,
курсант О.В. Пуць - Львiвський ДУ безпеки життедгяльностг
КОНСТРУЮВАННЯ РУЧНОГО ПОЖЕЖНОГО СТВОЛА 13 АВТОНОМНИМ ЗАПАСОМ П1НОУТВОРЮВАЧА ДЛЯ ГАС1ННЯ ПОЖЕЖ НА ПОТЕНЦ1ЙНО НЕБЕЗПЕЧНИХ ОБ'СКТАХ
Науково обгрунтовано необхщшсть конструювання ручного пожежного ствола з автономним запасом шноутворювача для гасшня пожеж у природних екосистемах. Розглянуто способи гасшня пожеж на полшонах твердих побутових вiдходiв. Вста-новлено, що у бшьшосп автомобшв пожежних люових конструктивно не передба-чено баку для шноутворювача i, вщповщно, водошнних комушкацш, що забезпечу-ють утворенню повпряно-мехашчно! тни. Наведено принципову схему ручного пожежного ствола з автономним запасом шноутворювача та схему оперативного роз-гортання автомоб^ пожежного люового iз встановленим вщцентровим насосом i пожежним стволом iз автономним запасом шноутворювача.
Ключовг слова: ручний пожежний ствол, пожежi у природних екосистемах, по-лшони твердих побутових вiдходiв, пов^ряно-мехашчна пiна.
Постановка проблеми. Пожеж1 у природних екосистемах, безумовно, спричиняють значне забруднення довкшля та згубно впливають на здоров'я людей. До таких пожеж потр1бно вщнести: л1сов1 пожеж1, торфов1 пожеж1, горшня в1двал1в шахт, горшня смггтезвалищ i полшошв твердих побутових вщход1в. Пол1гони твердих побутових в1дход1в е потенцшно небезпечними об'ектами. Потенцшно небезпечний об'ект - об'ект, на якому можуть вико-ристовувати або виготовляють, переробляють, збершають чи транспортують небезпечш речовини, бюлопчш препарати, а також rnmi об'екти, що за пев-них обставин можуть створити реальну загрозу виникнення аварп [1]. Поже-жi на полiгонах твердих побутових вiдходiв е надзвичайно небезпечними, а-дже вони становлять загрозу вибуху. Шд час розкладання смiття утворюеться бiогаз (метан). У разi горшня смiття у довкiлля видiляеться велика кшьюсть небезпечних сполук, таких як: фосген (COCl2), цiанiстий водень (HCN), ср-ководень (H2S), хлороводень (HCl), шрчистий газ (SO2), чадний газ (CO), вуг-лекислий газ (CO2), окис азоту (NO), амiак (NH3), двоокис азоту (NO2) й rnmi речовини та сполуки. Для лжвщацп таких загорянь найефектившше викорис-товувати вогнегасш порошки та повiтряно-механiчну тну.
