CC BY
66
1/2П11 ВЕСТНИК
_угогт_мгсу
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ ПАСТ И
РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО КОЛЛОИДНОГО ЦЕМЕНТНОГО КЛЕЯ
RHEOLOGICAL PROPERTIES OF CEMENT PASTES AND MORTARS ON THE BASIS OF THE MODIFIED COLLOIDAL
CEMENT GLUE
E.B. Ткач, B.C. Грибова
E. V. Tkach, V.S Gribova
ГОУ ВПО МГСУ
Исследование физико-технических свойств модифицированного коллоидного цементного клея различных составов; получение цементных паст с улучшенными вязко-пластическими свойствами.
Research of physicotechnical properties of the modified colloidal cement glue of various structures; organisation of cement pastes with the improved is viscous-plastic properties.
В классическом понимании коллоидный цементный клей представляет собой цементную пасту, полученную в результате механохимической активации цементноводной смеси в аппаратах-механоактиваторах. Особенности приготовления коллоидного клея описаны в работах Н.Б.Урьева и П.В.Михайлова, В.М.Сырцова, С.В.Авраменко и др.
Разработанные и апробированные в лабораторных условиях составы модифицированного коллоидного цементного клея приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Составы семейства модифицированного коллоидного цементного клея многоцелевого назначения
Компоненты цементного клея, % Содержание компонентов, (в пересчете на сухое вещество)
МКЦ -А МКЦ-АУ МКЦ-АВ МКЦ-АТ МКЦ-АПС
Портландцеме нт М400 98,698,8 95,6-97,8 83,6-88,8 68,6-83,8 28,6-63,8
Дисперсия соапстока в ЛСТ (прямая эмульсия) 0,20,4 0,2-0,4 0,2-0,4 0,2-0,4 0,2-0,4
Ускоритель твердения ннхк - 2-4 2-4 2-4 2-4
Микроармиру -ющий элемент -волластонит - - 9-12 9-12 9-12
Водонераство ри-мый трегер - - - 5-15 5-15
б.Отощающий ингредиент-песок - - - - 20-40
Как известно, одним из важных свойств бетонной смеси является удобоукадываемость или формуемость, т.е. способность смеси растекаться и принимать форму, сохраняя при этом монолитность и однородность.Опыты проводились с применением стандартной методики расплыва конуса с последующим встряхиванием (в промежутке 30 сек.) по 10 раз. Результаты испытаний представлены на рисунке 1.
1 - цементное тесто; 2 - то же на основе коллоидного цементного клея марки МКЦ-А; 3 - то же марки МКЦ-АУ; 4 - то же марки МКЦ-АВ; 5 - то же марки МКЦ-АТ Рисунок 1 - Вязкопласические свойства цементных паст в зависимости от влияния ударно-
динамических нагрузок
Анализ полученных результатов показал, что предлагаемые составы коллоидного цементного клея типа МКЦ позволяют получить ряд цементных паст с улучшенными вязко-пластическими свойствами. При этом величина показателей вязкопластических характеристик зависит от состава коллоидного цементного клея. Особенности проявления вязкопластических характеристик сведены в таблицу 2.
1/2011 ВЕСТНИК _У2011_МГСУ
Таблица 2 - Особенности вязкопластических характеристик семейства коллоидного цементного клея
№ состава Состав коллоидного цементного клея Краткое описание характерных особенностей «развития» вязкопластических свойств при механическом ударно-динамическом воздействии
1 МКЦ-А Текучесть смеси увеличивается по анологии с цементной пастой (без добавок)
2 МКЦ-АУ Проявляется синергизм в направлении увеличения текучести. Характер развития текучести анологичен составу 1
3 МКЦ-АВ Наблюдается структурирование цементной пасты, которое особенно проявляется в спокойном состоянии
4 МКЦ-АТ Наблюдаются также структурирование пасты присутствием зерен нерастворимого трегера. Однако при механическом воздействии (встряхивании) наблюдается эффект сильного разжижения (на 1015%)
Из данных таблицы 2 также видно, что на различных по интенсивности уровнях механических воздействий пасты на основе модифицированного коллоидного цементного клея обладают повышенной удобообрабатываемостью (ранее это положение наблюдалось лишь визуально и не могло быть представленным в количественном исчислении). Обобщенно из полученных результатов можно констатировать, что предлагаемые составы семейства коллоидного цементного клея позволяют получать требуемые вязкопластические характеристики, которые позволяют применять их в различных видах работ, в частности при формовании облицовочных плиток, ремонтно-восстановительных работ, формовании фигурных элементов мощения и др.
Важным научно-практическим выводом является то, что в составе коллоидного цементного клея марки МКЦ-АТ гидрофобный водонерастворимый трегер, распределенный в объеме цементной пасты играет ряд ролей, в число которых вошли следующие:
- в спокойном состоянии зерна гидрофобного трегера выполняют структурирующую роль, способствуют предотвращению расслоения бетонной смеси на микро- и макроуровне;
- при воздействии вибрации шаровидные зерна гидрофобного трегера становятся очагами разжижения, а значит, способствуют и улучшению структуры бетона. Данные выводы согласуются с научно-теоретическими положениями, изложенными в работах [ 1, 2].
- визуально установлено, эти зерна также регулируют процессы влагомассопереноса; уменьшают водоотделение и расслоение цементных материалов.
В отвердевшем цементном камне зерна трегера как видно из работ [2,
3] должны существенно улучшить сопротивляемость цементных материалов действию мороза и агрессивных сред. Полученные умозаключения решили еще раз сопоставить с данными кинетики пластической прочности. Процессы струкурообразования в начальный период времени изучались с помощью конического пластомера МГУ. Результаты опытов представлены на рисунке 2.
2 *
1 - состав коллоидного цементного клея марки МКЦ-А; 2 - то же МКЦ-А; 3 - то
же МКЦ-АВ; 4 - цементное тесто (на обычном портландцементе) Рисунок 2 - Кинетика пластичной прочности цементного теста, изготовленного на основе коллоидного цементного клея
Необходимо отметить, что состав с МКЦ-АТ был исключен из исследований, т.к. зерна водонерастворимого трегера не позволяют выполнить регламент опыта на коническом пластометре. Формирование структуры цементного камня в присутствии ингредиентов ускорителя твердения в составе модифицированного коллоидного цементного клея происходит интенсивнее на 15-20% в сравнении с «чистым» составом 1. Процессы струкурообразования - нарастания пластической прочности - ускоряются за счет включения в состав модифицированного коллоидного цементного клея ускорителя твердения ННХК. Далее нами определялись нормальная густота и сроки схватывания разработанного семейства коллоидного цементного клея. Результаты опытов приведены в таблице 3. Из данных таблицы 3 видно, что существенного влияния на сроки схватывания модифицирование не оказывает.
Таблица 3 - Нормальная густота и сроки схватывания модифицированного _коллоидного цементного клея_
Марки клея Нормальная густота, % Сроки схватывания, ч-мин
начало конец
1. МКЦ-А 24,0 3-10 9-50
2. МКЦ-АУ 22,6 2-30 6-10
3. МКЦ-АВ 23,0 2-40 6-20
4. МКЦ-АТ 22,8 2-40 6-25
5. На портландцементе Без модификаторов 26,5 2-40 8-25
Характер развития сроков схватывания анологичен с действием известных модификаторов типа ГПД и ОМД, т.е возможно некоторое замедление сроков
1/2011 ВЕСТНИК _У201!_МГСУ
схватывания - порядка 8-10 % (состав МКЦ-А) или сокращение сроков схватывания порядка 10-12 % (МКЦ-АУ, МКЦ-АВ и МКЦ-АТ) в сравнении с цементной пастой на портландцементе (состав 5). Особо следует отметить, что гидрофобный трегер не увеличивает сроки схватывания, таким образом они вписываются в нормы действующего стандарта.
Литература
1 Ткач Е.В. Новые высокоэффективные технологии модифицированного бетона //II Всеросс. (междунар.) конф. по бетону и железобетону "Бетон и железобетон - пути развития".-Москва, 5-9 сентября 2005. -С.420-426.
2 Соловьев В.И., Ергешев Р.Б. Эффективные модифицированные бетоны, -Алматы: КазГосИНТИ, 2000. -280-287 с.
3 Каприелов С.С., Батраков В.Г., Шейнфельд А.В. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива //Бетон и железобетон.- 1999.- № 6(501). -С.6-10.
The literature
1 E. V. Tkach New highly effective technologies of the modified concrete// II All-Russian (international)Conference on concrete and reinforced concrete "Concrete and reinforced concrete -development ways". Moscow, 5-9 September 2005. -P.420-426
2 V.I. Solovev, R.B. Ergeshev The effective modified concrete, Almaty: KazGosINTI.2000.-280-287p
3 S.S. Kaprielov, V.G.Batrakov, A.V. Sheinfeld The modified concrete of new generation: a reality and prospective //Concrete and reinforced concrete 1999 №6 (501), - P 6-10
Ключевые словажоллоидный цементный клей, реологические свойства, модифицированный бетон,гидрофобный трегер, структура бетона, вязко-пластические свойства, пластическая прочность.
Keywords: Colloidal cement glue, the rheological properties, the modified concrete, waterproof filler, concrete structure,viscous-plasticproperties, plastic durability
E-mail авторов: ev tkach@mail.ru, GribovaVS@mail.ru
Рецензент: Г.Н.Первушин доктор технических наук, профессор, декан инженерно-строительного факультета ИжГТУ
