CC BY
77
УДК 691.541
Н. С. Шелихов, Р. З. Рахимов, Р. Р. Сагдиев, О. В. Стоянов
ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК-ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА СВОЙСТВА ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ВЯЖУЩИХ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОГО ОБЖИГА
Ключевые слова: обжиг, пластификоторы, гидравлическая известь, романцемент, свойства.
Установлено влияние химических добавок - пластификаторов на технические свойства гидравлической извести и романцемента из местного минерального сырья. Исследованы 4 вида пластификаторов: С-3, Melflux 2641, MelmentF10, Pantarhitpc 160 PLV. Пластификаторы способствуют снижению водопотребности, повышению водостойкости и прочности до 25%. Наиболее эффективным, по отношению кроманцементу и гидравлической извести, является пластификатор Pantarhit pc 160 PLV.
key words: calcinations, plasticizers, hydraulic lime, romancement, properties.
The influence of the chemical additives - plasticizers on the technical properties of hydraulic lime and romancement made of local mineral raw materials is studied. Four kinds of the plasticizers are investi-gated: С-3, Melflux 2641, Melment F10, Pantarhit pc 160 PLV. The plasticizers promote decrease water demand, increase of water resistance and compressive strength up to 25%. The most effective for romancement and hydraulic lime is the plasticizer Pantarhit pc 160 PLV.
Введение
Научными исследованиями, проведенными в КГАСУ [1], установлены возможность и необходимость получения гидравлической извести и роман-цемента из местного карбонатно-глинистого сырья. Показано [2,3], что гидравлическая известь и ро-манцемент могут быть альтернативой портландцементу и успешно использоваться в бетонах, растворах и сухих строительных смесях.
К недостаткам гидравлической извести и романцемента следует отнести их невысокую прочность, одной из причин которой является высокая водопотребность вяжущих [4].
Целью настоящей работы явилось установление возможности снижения водопотребности и повышения прочности гидравлической извести и ро-манцемента за счет введения химических добавок -пластификаторов.
Материалы и методы исследования
В качестве объектов исследования приняты гидравлическая известь и романцемент, полученные из карбонатно-глинистого сырья месторождений Татарстана [5] низкотемпературным (до 9000С) обжигом. Характеристики вяжущих представлены в табл.1.
Таблица 1 - Технические показатели гидравлической извести и романцемента
№ Показатели Значения показателей
РЦ ГИ
1. Прочность, МПа 20 12
2. Тонкость помола, % 15 15
3. Нормальная густота, % 49-54 56-60
4. Начало схватывания, мин 45 53
5. Конец схватывания, мин 419 528
6. Срок хранения, сутки 45 45
7. Равномерность изменения
объема выдер. выдер.
8. Коэффициент размягчения 0,9 0,85
Результаты и обсуждение
Суперпластификаторы представляют собой анионактивные органические поверхностно активные вещества (ПАВ) коллоидного размера с большим количеством полярных групп.
Эффективность суперпластификаторов зависит от структуры, наличия и вида функционально активных групп, их расположения в молекулах, длины и формы цепей, молекулярной массы.
Механизм пластифицирующего действия, по общепринятым представлениям, состоит в образовании гидрофильной адсорбционной пленки на всей поверхности частиц цемента и возникающих новообразований. Такое адсорбционное покрытие прочно удерживает на поверхности достаточно толстый слой воды, связанный с поверхностью непосредственно молекулярными силами. Эти адсорбционные слои вызывают стабилизацию частиц дисперсной фазы. Кроме того, находясь в адсорбированном состоянии на зернах цемента и новообразованиях, ПАВ создают стерический эффект отталкивания. Этот эффект, обусловленный формами цепей и характером зарядов на поверхности зерен цемента и гидратов, способствует длительному сохранению жизнеспособности бетонных и растворных смесей. Такое механическое действие суперпластификаторов в 3 - 4 раза повышает подвижность строительных смесей на основе различных вяжущих.
Пластифицирующий эффект проявляется прежде всего на водопотребности. Изменение водо-потребности романцемента и гидравлической извести при введении четырех типов пластификаторов приводится в табл.2.
Результаты показывают, что водопотребность низкообжиговых вяжущих снижается при введении всех пластифицирующих добавок. В большей степени при введении суперпластификатора Melment F10, на 44% у романцемента и на 40% у гидравлической извести.
Таблица 2 - Водопотребность вяжущих
Водопотребность, %
№ Пластифика- Количество пластифика-
торы тора, %
0 0,5 1 1,5
Романцемент
1. С-3 50 43 37 33
2. Melflux 2641 50 41 38 37
3. Melment F10 50 40 31 28
4. Pantarhit 50 37 32 29
Водопотребность, %
№ Пластифика- Количество пластифика-
торы тора, %
0 0,5 1 1,5
Гидравлическая известь
1. С-3 55 48 43 40
2. Melflux 2641 55 46 41 40
3. Melment F10 55 40 35 33
4. Pantarhit 55 43 40 35
Наибольшее снижение водопотребности достигается при введении 1,5% пластифицирующих добавок.
На рис.1 представлен характер изменения технических показателей романцемента в зависимости от вида и количества пластифицирующих добавок.
о
1
0,98 0,96 0,94 0,92 0,9 0,88 0,86
А, Í —-А Г -----
1 V
1 \\ г- —i>
60
40
Р
е
о &
«
и X л
О
К
20
0,5 1
Содержание добавки, %
1,5
Рис. 1 - Влияние добавки пластификатора на технические свойства романцемента. Нормальная густота: 1 - Pantarhit; 2 - Ме1шеП F10; 3 -С-3; 4 - Me1f1ux1641; Коэффициент размягчения: (■) - Ме1шеП F10; (▲) - Pantarhit; (♦) - С-3; (•) -Me1f1ux1641
Зависимости для коэффициента размягчения имеют максимум для всех использованных пластифицирующих добавок в интервале количества добавки 1-1,25%. Наибольший эффект от пластификации для пластификаторов Pantarhit ( Кразм=0,98) и Melment F10 (Кразм=0,97).
Характер изменения одноименных технических показателей для гидравлической извести представлен на рис. 2. Показано только действие пластификаторов, дающих наибольший эффект. Наибольший
эффект повышения коэффициента размягчения для пластификаторов Pantarhit ( Кразм=0,97) и Melment F10 (^=0,95).
Рис. 2 - Влияние добавки пластификатора на технические свойства гидравлической извести. Нормальная густота: (■) -С-3; (♦) - Ра^агИй; Коэффициент размягчения: (▲) - Ра^агйй; (•) -МеШих 1641
С од ер ж ание пл а с и к|н жатор а ,°Ь ■ Ме1Пих1641 СЗ ■ Мс1тси11;10 ШРйЙагЬк
Рис. 3 - Зависимость прочности романцемента от вида пластифицирующей добавки
Влияние пластификаторов на прочностные характеристики романцемента представлены гистограммой на рис. 3. Наибольший эффект получен для пластификатора Melflux 2641 (прочность 25 МПа, прирост прочности 25%).
Влияние пластификаторов на прочностные характеристики гидравлической извести представлены гистограммой на рис. 4. Наибольший эффект получен для пластификатора Pantarhit pc 160 PLV (прочность 16,3 МПа, прирост прочности 29%).
Для обоих вяжущих эффективное количество пластифицирующих добавок составляет 1%. Близкие к наибольшим значениям показатели получены
и при содержании в вяжущем пластифицирующей
добавки 1,5%.
С од ер ж пи ге пл а с и к|л жа тор а ,% ■ Мс1Пих16-11 С-3 ■ Ме1й1еп№10 ■ РшйагЫ{;
Рис. 4 - Зависимость прочности гидравлической извести от вида пластифицирующей добавки
Заключение
Установлено влияние пластификаторов на свойства бесклинкерных гидравлических вяжущих. Исследованы четыре вида пластификаторов. Пластификаторы способствуют снижению водопотреб-
ности, повышению водостойкости и прочности до 25%. Наиболее эффективным по отношению к вяжущим является пластификатор Pantarhit pc 160 PLV.
Литература
1. Шелихов Н.С., Рахимов Р.З. Строительные материалы из местного карбонатного сырья. Монография. Казань: Изд-во КГАСУ, 215.-324 с.
2.Рахимов Р.З. Пути снижения цементоемкости строительной продукций/Популярное бетоноведение.- С.Петербург - ООО «Стройбетоны» -2008- 107(21)-с.24-28.
3. Шелихов Н.С., Рахимов Р.З., Сагдиев Р.Р. Стоянов О.В Романцемент для реконструкции и ремонта зданий // Ремонт, восстановление, модернизация. 2014. № 10. С. 30-36
4. Шелихов Н.С., Рахимов Р.З., Сагдиев Р.Р. Стоянов О.В Низкообжиговые гидравлические вяжущие. Проблемы и решения // Вестник Казанского технологического университета. 2014. Т. 17. № 2. С. 59-64
5. Сагдиев Р.Р., Шелихов Н.С. Бесклинкерные гидравлические вяжущие на основе карбонатно-глинистого сырья с повышенным содержанием карбоната магния / / Известия КГАСУ, 2012, № 2, с.194-200.
© Н.С. Шелихов - доцент, канд. техн. наук KTACy,[email protected]; Р. З. Рахимов- профессор, д-р. техн. наук, зав. каф. строительных материалов КГАСУ [email protected]; Р. Р. Сагдиев- ассистент, канд. техн. наук КГАСУ [email protected]; О. В. Стоянов - профессор, д-р техн. наук, зав. каф. технологии полимерных материалов КНИТУ [email protected].
© N. S. Shelihov - docent, Kazan State University of Architecture and Engineering, [email protected]; R. Z. Rakhimov - professor, Kazan State University of Architecture and Engineering, [email protected]; R. R. Sagdiev- assistant, Kazan State University of Architecture and Engineering [email protected]; O. V. Stoyanov - professor, Kazan National Research Technological University, Department of Plastics Technology, [email protected].
