CC BY
8
ВЛИЯНИЕ ДИСПЕРСНОСТИ И КОЛИЧЕСТВА МИНЕРАЛЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ НА _АУТОГЕЗИЮ ЧАСТИЦ ЦЕМЕНТА_
Мамажонов А. У.
к.т.н
Тешабоева Нодира Джураевна
старший преподователь кафедры «Зданий и сооружений строительство Ферганский политехнический институт. Узбекистан.
Mamazhonov A. U.
Ph.D.
Teshaboeva Nodira Djuraevna
Senior Lecturer, Department of Buildings and Structures of Construction,
Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan.
АННОТАЦИЯ
Показано зависимость аутогезии частиц портландцемента от вида, дисперсности и содержания наполнителя. Установлена оптимальная дисперсность наполнителей глиежа и шлака электротермофосфорного (1500 см2 /г) и рациональные пределы количественного их содержания (25- 50% ). Выявлена также взаимосвязь величины предельного сопротивления сдвига цементного порошка в зависимости от дисперсности и количества наполнителя вводимый в цемент.
ABSTRACT
The dependence of the autogenesis of Portland cement particles on the type, dispersion, and filler content is shown. The optimum dispersion of the executors of glizh and electrothermophosphoric slag (1500 cm2 / g) and the rational limits of their quantitative content (25-50%) were established. The relationship between the value of ultimate shear resistance of cement powder depending on the dispersion and the amount of filler introduced into the cement is also revealed.
Ключевые слова: эффективный, наполнител,цемент,плотный, вторичный продукт.
Keywords. effective, filler, cement, dense, secondary product.
Наиболее эффективным, с точки зрения экономии ресурсов, является использование бетонов с минеральными наполнителями. Применение наполнителей обеспечит решение не только технических и экономических, но экологических проблем. Вопросы применения наполнителей в бетонах на плотных и пористых запольнителях в последнее время получают интенсивное развитие. В качестве минеральных наполнителей цемента в бетон рекомендуется использовать вещества природного или искусственного происхождения, вторичные
продукты промышленных производства и электроэнергетики ,а также попутные породы при добыче сырья (табл. 1) По активности минеральные наполнители делят на активные и инертные (табл.1). Однако следует отметить, что такое деление наполнителей носит чисто условный характер, ибо, под активностью минеральных веществ в узком смысле обычно понимают гидравлическую активность. В более широком смысле необходимо учитывать не один, а комплекс активных факторов структурообразования.
Таблица
Классификация наполнителей
Вид добавки Происхождение добавки Название добавки Характеристика добавки
Горные породы Вулканические Осадочные Породы, изменение вторичными процессами Осадочные Изверженные Метоморфические Трассы, туфы,пепелы, пемзи Гидравлические активные
Трепелы, диатомиты, др. Гидравлически
Глиеж Гидравлически активный
Пески кварцевые, полевошпатные и др.песчаники, лесс, известняки, доломити, мергели и.т.п. Инернтные
Граниты, диабаза и др. Инертные
Гнейсы, мраморы, кварциты Инертные
Промышленные отходы Химическая промышленность ПСМ Сиштофф, кирпичный бой, недопал кирпича Гидравлически активные
Энергетическая промышленность Золы некоторых углей и др видов топлива(сланцев, торфа) Гидравлически активные
То же Промышленност цветных металлов Металлургическая промышленность То же Золы некоторых горячих сланцев Добавки обладающие самостоятельными вяжущими свойствами или способные и возбуждению
Боксатовый и нефелиновый шлем
Доменые, гранулированные шлаки, кислые и основные
Шлаки, доменные, награнулированные, мартеновские То же
Химическая промышленность Шлаки электротермофосфорные То же
Следовательно, кроме гидравлической активности, а также факторам следует отнести дисперсность, гранулометрический состав, активность поверхности и количество вводимого наполнителя. Варьированием этих факторов и можно повысит эффективность использования минеральных наполнителей в бетонных смесях [4].
Дисперсный наполнитель с момента затворения оказывает в цементном тесте пептизирующее и структурообразущее действие, ускоряя тем самым процессы гидратации и твердения цементного камня. Такое действие дисперсных наполнителей объясняется тем, что частицы наполнителя, располагаясь между отдельными зернами цемента, раздвигают их и увеличивают к ним доступ воды. Образующиеся продукты гидратации распределяются в большем объеме, так как осуществляется отвод их из зоны реакции к поверхностям частиц наполнителя [4].
Характерным недостатком пуццолановых портландцементов является более замедленное твердения, чем рядового портландцемента.
В первые сроки твердения пуццолановые портландцементы имеют существенно меньшую прочность, и относительное снижение прочности можеть быть больше количества, введенной активной минеральной добавки [2].Цементный камень на пуццолановой вяжуще даже после одного года более полную гидратацию можеть содержать частицы клинкера размером от 0,01 до 0,05мм, а портландцементный камень после трехлетного твердения в воде частицы размером 0,03 - 0,1 мм .[3].
Эти особенности структурообразования цементного камня свидетельствуют о недоиспользовании активности вяжущего и наличии внутренных резервов улучшения свойств цемента и его экономии путем введения наполнителей. Хотя предложенные и широко используемые в цементном производстве активные минеральные добавки и направлены для решения этой задачи, однако, как было отмечено выше, они не обеспечивают желаемого эффекта, что вероятно связано с измельчением добавок до или большой
тоныны помола цементного клинкера. Данное предположение хорошо объесняется с позиций аутогезии сыпучих материалов .[1].
Тонкодисперсные материалы характеризуются значительной пористостью и неупорядоченностью структуры. С другой стороны, при уменьшение частиц снижается плотность упаковки сыпучего материала и его прочность. С уменьшением среднего диаметра частиц силы аутогезии и внутренного трения возрастают и препятствуют более полной упаковке частиц. В соответствии с моделью сыпучего материала [1] включение крупных частиц в материал, образованный более мелькими частицами, не уменьшает прочности последнего, а напротив, даже увеличивает и при содержании 20-25 % крупных частиц наблюдается максимум прочности.
Влияние соотношения размеров и количества дисперсных частиц различной природы на начальную организацию структуры, реологические характеристики и физико- технические свойств композиционных строительных материалов убедительно показано в работе [5]. Координационное число определяет количество контактов, приходящийся на каждую частицу, и зависит от прочности и порядка расположения частиц в структуре. Кординационное число полидисперсного сыпучего материала, в котором крупные частицы окружены более мелькими, больше, чем монодисперсного.
Благодаря более высоким значениям координационного числа и плотности упаковки частиц полидисперсный материал характеризуется большим числом контактов, а значит и большой аутогезией частиц. Следовательно, введению минеральных добавок в виде наполнителей более грубой дисперсности должно последовательно положительно повлиять на аутогезию частиц цемента. Одним из универсальных методов изучения аутогезии частиц является определение сопротивления сдвигу сыпучих материалов.
Результаты этих исследований представлены в табл.2 и рис 1 и 2 .
Таблица 2
Показатели сопротивления сдвигу портландцемента различного состава._
Вид портланд Вид Дисперсность Количество Сопротивление
цемента наполнителя наполнителя см2/г наполнителя % сдвигу 10-4 МПа
Рядовый портландцемент - - - 0,75
Пуцолановый
портландцемент (глиеж 27%) - - - 0,72
Рядовый портландцемент зола-унос 2500 25 0,68
глиеж 1000 25 0,69
Рядовый портландцемент глиеж глиеж глиеж 1500 2000 1500 25 25 35 0,78 0,72 0,74
глиеж 1500 45 0,68
шлак 1000 25 0,70
Рядовый портландцемент шлак шлак шлак 1500 2000 1500 25 25 35 0,76 0,71 0,70
шлак 1500 45 0,68
С целью обоснования рациональной дисперсности и содержание наполнителя в портландцементе на приборе, разработанном в ИФХ АН Российской Федерации определено сопротивление сдвигу порошков вяжущего различного состава. При совместном помоле цементного клинкера с глиежем, последний следствие меньшей твердости измельчается быстрее и минеральная добавка отличается существенно большей дисперсностью частиц, чем цемент. Поэтому порошок пуццоланового цемента характеризуется большой пористостью и меньшей плотностью, что и является следствием сравнительно меньшей в сравнении с рядовым портландцементов величиной сопротивления
сдвигу (т). Еще меньшее значение т портландцемента с золой- унос объясняется также большей дисперсностью наполнителя. позволяет получить значения т, сопоставляемые с показателем для рядового портландцемента (рис 2). При введении глиежа и шлака электротермосферного в качестве наполнителя экстремальный характер сопротивления сдвигу
Тонким образом, наилучшие показатели физико - механические свойств цементного камня следует ожидать при содержании наполнителя в количестве 25-35 % и дисперсностю ~1500 см2/г.
Зависимость величины сопротивления сдвигу наполнителя от дисперсности.
0.8
сЭ § «
|3
0. Т
0.6
/Г ____£ V/ >—-1
1000 1500
дисперсность, см2/г
2000
Рис 1. 1- глиеж; 2- шлак.
Зависимость величины сопротивления сдвигу наполнителя от его содержания.
<24
Ч
С*» .оъ
Q&
О
• - /
Г**
Содержание наполнитт t %
50
Рис 2. 1- глиеж; 2- шлак.
Литература
1.Канцепольский И.С., Пулатов Э.П., Дятлов И.П. Глиежпортландцемент для гидротехнических сооружений.- Ташкент, изд.»Фан», 1974,--102с.
2.Пулатов Э.П., Иноземцов Ю.П.,Сирожиддинова Н.А. Цементы для бетона массивных сооружений.- Ташкент, изд.»Фан»,, 1984 - 123 с.
3.Соломатов В.И., Тахиров М.Н., Ханик В.Т. Ресурсосберегающая технология бетона. -Ташкент, изд.»Мехнат» 1990, -132-134с.
4.Хигерович М.И. Влияние поверхностно активных добавок на свойства цементного камня. -М.Стройиздат, 1984.-263с.
