О влияние удельной поверхности цемента низкой водопотребности на его свойства Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-2/2016 ISSN 2410-6070

УДК 691.544: 666.949

Кашаев Э.Ф.

Магистрант 2 года

Института строительных технологий и инженерно-экологических сетей, Казанский государственный архитектурно-строительный университет

Хохряков О.В.

К.т.н.,

доцент кафедры «Технологий строительных материалов, изделий и конструкций», Казанский государственный архитектурно-строительный университет

г. Казань, Российская Федерация

О ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ ЦЕМЕНТА НИЗКОЙ ВОДОПОТРЕБНОСТИ

НА ЕГО СВОЙСТВА

Аннотация

Показана зависимость свойств цемента низкой водопотребности от удельной поверхности. Установлено, что при её значениях в интервале 5000-5500 см2/г обеспечивается наименьшая водопотребность, а при значениях близких к 6500 см2/г достигается наибольшая прочность.

Ключевые слова

цемент низкой водопотребности, суперпластификатор, водопотребность, прочность

Традиционно получение цементов низкой водопотребности (ЦНВ) с высокими техническими показателями ставится в зависимость от величины удельной поверхности. В ряде работ отмечается, что её значение должно находится в интервале от 4000 до 7000 см2/г [1-3].

Не секрет, что этот показатель является косвенной характеристикой и не может в полной мере определять качество получаемого цемента низкой водопотребности. Наиболее полно свойства этого вяжущего прогнозируются характером распределения частиц по размерам, степенью адсорбции суперпластификатора на минеральных составляющих и пр.

Тем не менее, на рядовом производстве, где зачастую отсутствует высокоточное лабораторное оборудование и квалифицированные кадры, удельная поверхность - практически единственный легко определяемый показатель. Кроме того, этот показатель легко увязать с такими важнейшими строительно-техническими свойствами как водопотребность и прочность, и тем самым обеспечивать выпуск качественной продукции.

Нами проведена работа для установления оптимальной удельной поверхности для ЦНВ-100, с одной стороны, с позиции обеспечения высокой прочности цементного камня и мелкозернистого бетона, а с другой, получения невысоких энергозатрат и продолжительности измельчения.

ЦНВ-100 готовили из ПЦ500Д0 ОАО «Вольскцемент» и суперпластификатора С-3 (4 % от массы ПЦ) путем их совместного помола в вибрационно-шаровой мельнице ООО «Консит-А».

Оценку водопотребности ЦНВ проводили по изменению нормальной густоты (НГ) цементного теста и водоцементного отношения (В/Ц) мелкозернистого бетона (МЗБ). Прочность на сжатие цементного камня (ЦК) определяли на образцах размером 2х2х2 см. Прочность мелкозернистого бетона с цементно-песчаным соотношением 1:3 оценивали на образцах размером 4х4х16 см по ГОСТ 310.4 с тем изменением, что расплыв конуса (РК) принят не менее 120 мм, а песок использован фракций 0,315-1,25 мм.

Результаты водопотребности приведены на рис. 1, прочность на рис. 2 и рис. 3, энергозатраты, продолжительность измельчения и размолоспособность в табл. 1. При Sуд=3000 см2/г показана прочность контрольного состава - немолотого портландцемента ПЦ500Д0 без СП С-3.

§ о

(С

о с о ч о с

0,45

0,4

0,35

0,3

0,25

0.2

0,15

■ч

\ \

\ \ ч

- — - —■

3000

3500

4000

4500

5000

5500

6000

6500

7000

7500

■Цементное тесто (НГ)

Бетон (В/Ц)

Удельная поверхность, сы2/г

Рисунок 1 - Зависимость водопотребности цементного теста и мелкозернистого бетона от удельной

поверхности ЦНВ-100

Рисунок 2 - Зависимость прочности цементного камня от удельной поверхности ЦНВ-100

Как видно из рис. 1, линии НГ и В/Ц по виду близки к кривой второго порядка (параболическим кривым) с вершинами в точках 5000 см2/г и 6000 см2/г, соответственно. Расхождение этих значений, вероятно, связано со способностью тонких частиц ЦНВ-100 в мелкозернистом бетоне выступать «смазкой» (помимо собственного реологического эффекта), снижающей внутреннее трение между зернами кварцевого песка, что дополнительно уменьшает водоцементное отношение.

Из рис. 2 следует, что прочность ЦК достигает своего максимума при удельной поверхности ЦНВ-100 равной 6700...6800 см2/г. Снижение прочности ЦК свыше Sуд=6800 см2/г, очевидно, связано с увеличением числа тонких частиц ЦНВ, требующих повышенного расхода воды на их смачивание.

Рисунок 3 - Зависимость прочности при сжатии МЗБ от удельной поверхности ЦНВ-100

Согласно рис. 3 прочность мелкозернистого бетона с увеличением удельной поверхности (вплоть до крайнего значения 7000 см2/г) ЦНВ-100 непрерывно возрастает. Отмечено, что дальнейшее увеличение удельной поверхности ЦНВ-100 (свыше 6500 см2/г) нецелесообразно, поскольку бетонная смесь становится густой, сильно связной и вязкой массой, которая тяжело уплотняется и укладывается, несмотря на повышенный РК=120 мм. Очевидно, что этот недостаток может негативно отразиться на работе бетоносмесительного и виброуплотняющего оборудования и, поэтому должен быть учтен при их эксплуатации.

В табл. 1 приведены критерии эффективности размолоспособности ЦНВ-100. Как видно, с увеличением удельной поверхности ЦНВ-100 в среднем на 1500 см2/г ведет к росту энергозатрат в 3.. .4 раза.

Таблица 1

Расчетные критерии эффективности размолоспособности ЦНВ-100

№ п/п Наименование показателей Ц НВ-100 с Sуд, см2/г

~ 4500 ~ 6000 ~ 7500

1 Удельная поверхность, см2/г - начальная Sнуд - конечная Sкуд 3000 4420 3000 5875 3000 7300

2 Время помола ^ ч 1 3,17 12

3 Коэффициент размолоспособности КР, см2/(кг*ч*1000) 1,58 1,0 0,4

4 Энергозатраты Э, кВт*ч/кг 0,61 1,94 7,3

Итак, из полученных данных следует, что оптимальная удельная поверхность ЦНВ-100 для обеспечения низкой водопотребности должна быть в интервале 5500.6000 см2/г. Для достижения наибольшей прочности ^цк(28) = 135. 140 МПа, Rмзб(28) = 75.80 МПа) её значение следует увеличить до 6500 см2/г. При этом обеспечиваются сравнительно невысоких энергозатраты (2.4 кВт*ч/кг) и продолжительность измельчения (4.5 ч).

Список использованной литературы 1. Юдович Б.Э., Зубехин С.А., Фаликман В.Р., Башлыков Н.Ф.Цемент низкой водопотребности: новые результаты и перспективы // Бетон и железобетон - пути развития. Научные труды 2-ой Всероссийской

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11-2/2016 ISSN 2410-6070

(Международной) конференции по бетону и железобетону. - М., 2005.- Т. 3. - С. 613-622.

2. Цемент низкой водопотребности и способ его получения: пат. 2373163 Рос. Федерация: МПК С1 С04В 7/00 7/52 / Сибгатуллин И.Р., Хозин В.Г., Хохряков О.В. - 2008119309/03; заявл. 15.05.2008; опубл. 20.11.2009, Бюл. №32. - 8 с.

3. Бикбау М.Я. Нанотехнологии в производстве цемента. - М.: ОАО «Московский институт материаловедения и эффективных технологий», 2008. - 768 с.

©Кашаев Э.Ф. ,Хохряков О.В., 2016

УДК 534.833: 621

Кочетов О.С.,

д.т.н., профессор, Московский технологический университет, e-mail: o_kochetov@mail.ru

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ СИСТЕМ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ

Аннотация

Рассмотрена методика расчета трехмерной системы виброизоляции пневморапирного ткацкого станка АТПР-120 для случая, когда точные значения собственных частот подсчитываются по методу разделения систем.

Ключевые слова

система виброизоляции, собственные частоты, центр масс, метод разделения систем, тарельчатый упругий

элемент, сетчатый демпфер.

Параметрами трехмерной системы виброизоляции (рис.1) являются: масса станка М; моменты инерции массы Jox, Joy, Joz виброизолируемого станка относительно осей, проходящих через центр масс; жесткости виброизоляторов Kx, Ky, Kz; круговые частоты собственных колебаний относительно координатных осей. Эффективность виброизоляции при действии гармонических нагрузок должна оцениваться коэффициентом передачи [1,с.33; 2,с.20; 3,с.46; 4,с.75]. Опорные места расположены симметрично относительно центра масс станка. Расстояние между опорными местами и центром масс станка находится при вычислении собственных частот вращательных колебаний системы виброизоляции. При выборе расположения опорных мест необходимо учитывать, что собственные частоты вращательных колебаний относительно осей Xo, Yo, Zo зависят от расположения опорных мест. Величины необходимых суммарных линейных и угловых жесткостей системы виброизоляции:

Ax = M С; Cx = ;

Ay =M ®2; C = Joycly; (i)

Az = M С; Cz = J С ■

где Ax, Ay, Az - суммарные жесткости системы виброизоляции относительно осей Xo, Yo, Zo, Нм; Cx, Cy, Cz - суммарные угловые жесткости системы виброизоляции относительно осей Xo, Yo, Zo, Нм.