Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ И ДОБАВКИ АЦФ-3М НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА'

ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ И ДОБАВКИ АЦФ-3М НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
237
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАПОЛНИТЕЛЬ / ДОБАВКА / ПЛАСТИЧЕСКАЯ / ПРОЧНОСТЬ / ЦЕМЕНТНАЯ ТЕСТА / ЦЕМЕНТНЫЙ КАМЕНЬ / УСАДКА / FILLER / ADDITIVE / PLASTIC / STRENGTH / CEMENT PASTE / CEMENT STONE / SHRINKAGE

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Эргашев Махмуд Махаммаджанович, Мамажонов Алишер Урагович, Умирзаков Зухриддин Ахтамжонович, Насирдинов Хасан Шавкатович

Наполнители в сочетании с добавкой АЦФ-3М способствуют снижению водопотребности, ускорению и увеличению количества связанной воды гидратными новообразованиями, вследствие этого увеличивается пластическая прочность цементного теста, а также стабилизируется гидросульфоалюминат трёхсульфатной формы. За счет этих факторов и происходит, вероятно, значительное уплотнение цементного камня, более равномерное распределения пор по размерам, снижение мелких и повышение количества крупных условно-замкнутых пор. Это обусловливает достаточную долговечность бетона.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Эргашев Махмуд Махаммаджанович, Мамажонов Алишер Урагович, Умирзаков Зухриддин Ахтамжонович, Насирдинов Хасан Шавкатович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF FILLER AND ADDITIVE ACF-3M ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF THE CEMENT DOUGH

Fillers in combination with the addition of ACF-3M help reduce water requirements, accelerate and increase the amount of bound water by hydrated neoplasms, as a result of which the plastic strength of the cement paste increases, and the hydrosulfoaluminate of three sulfate forms is also stabilized. Due to these factors, it is likely that a significant compaction of the cement stone occurs, a more uniform distribution of pores in size, a decrease in small ones and an increase in the number of large conditionally closed pores. This leads to sufficient durability of concrete.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ И ДОБАВКИ АЦФ-3М НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА»

Список литературы /References

1. Адилходжаев А.И. и др. Методологический подход к оценке структуры конструкционно-теплоизоляционных материалов зданий и сооружений железнодорожного транспорта // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, 2019. Т. 78. № 3. С. 162-168.

2. Халипаева С.И.К., Мамаджанов И.Б., Урозова Д.Д.К. Исследование влияния функциональных добавок на прочность гипсового камня, дисперсно-армированного синтетическим волокном // Проблемы современной науки и образования, 2019. № 10 (143).

3. Федоров В.И., Местников А.Е. Модификация технической пены для монолитного пенобетона введением вторичной целлюлозной фибры / /Промышленное и гражданское строительство, 2018. № 1. С. 48-52.

ВЛИЯНИЕ НАПОЛНИТЕЛЯ И ДОБАВКИ АЦФ-3М НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

Эргашев М.М.1, Мамажонов А.У.2, Умирзаков З.А.3, Насирдинов Х.Ш.4 Email: Ergashev17145@scientifictext.ru

1Эргашев Махмуд Махаммаджанович - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра строительных материалов; 2Мамажонов Алишер Урагович - кандидат технических наук, доцент; 3Умирзаков Зухриддин Ахтамжонович - ассистент; 4Насирдинов Хасан Шавкатович - старший преподаватель, кафедра строительства зданий и сооружений, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан

Аннотация: наполнители в сочетании с добавкой АЦФ-3М способствуют снижению водопотребности, ускорению и увеличению количества связанной воды гидратными новообразованиями, вследствие этого увеличивается пластическая прочность цементного теста, а также стабилизируется гидросульфоалюминат трёхсульфатной формы. За счет этих факторов и происходит, вероятно, значительное уплотнение цементного камня, более равномерное распределения пор по размерам, снижение мелких и повышение количества крупных условно-замкнутых пор. Это обусловливает достаточную долговечность бетона.

Ключевые слова: наполнитель, добавка, пластическая, прочность, цементная теста, цементный камень, усадка.

INFLUENCE OF FILLER AND ADDITIVE ACF-3M ON THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF THE CEMENT DOUGH Ergashev M.M.1, Mamajonov A.U.2, Umirzakov Z.A.3, Nasirdinov H.Sh.4

1Ergashev Makhmud Makhammadzhanovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor,

Head of the Department, DEPARTMENT BUILDING MATERIALS; 2Mamazhonov Alisher Uragovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; 3Umirzakov Zukhriddin Akhtamzhonovich - Assistant; 4Nasirdinov Hasan Shavkatovich - Senior Lecturer, DEPARTMENT OF CONSTRUCTION OF BUILDINGS AND STRUCTURES, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN

Abstract: fillers in combination with the addition of ACF-3M help reduce water requirements, accelerate and increase the amount of bound water by hydrated neoplasms, as a result of which the plastic strength of the cement paste increases, and the hydrosulfoaluminate of three sulfate forms is also stabilized. Due to these factors, it is likely that a significant compaction of the cement stone occurs, a more uniform distribution of pores in size, a decrease in small ones and an increase in the number of large conditionally closed pores. This leads to sufficient durability of concrete.

Keywords: filler, additive, plastic, strength, cement paste, cement stone, shrinkage.

УДК 666.972.16 DOI: 10.24411/2304-2338-2019-11207

Введение. Применение наполнителей для бетона диктуется теоретическими предпосылками и практической необходимостью. Теоретические предпосылки наполнения цементного теста базируются на представлениях о неполной гидратации клинкерных минералов и длительной сохранности в цементном камне оставшихся ядер цементных зерен (30% и выше), выполняющих в результате роль наполнителей [3]. В связи с этим возникает целесообразность замены активной клинкерной части цемента более дешевыми и менее энергоемкими минеральными веществами-наполнителями более грубой дисперсностью чем клинкерные частицы, что может обеспечить условие более глубокой гидратации цемента, улучшение реологических свойств цементного теста, микроструктуры цементного камня и свойств бетона. Скорость твердения и набора прочности цементного камня зависит от размеров поверхности зерен наполнителя. Чем больше поверхность зерен наполнителя, тем тоньше прослойка продуктов гидратации между ними, тем больше их влияние на аморфную фазу и тем быстрее твердеет цементный камень. С другой стороны, экономия основного компонента бетонных смесей цемента-одно из актуальных практических задач ресурсосбережения в строительстве.

Использованные материалы. Пуццолановый портландцемент М-300 Кувасайского цементного комбината характеризовался следующими показателями: нормальная густота цементного теста 26-26,5%; сроки схватывания (час.мин) - начало 2,25-2,55, конец - 3,15-3,40; расплыв конуса - 108-110 мм; тонкость помола - 86-87%; предел прочности (МПа) при нормальном 28-сут. твердении - изгиб - 5,6-6,5; сжатие

- 31,2-32,7.

Химический и минералогический составы клинкера (%): SiO2 - 21,99-23,34; Fe2O3

- 4,41-5,25; Al2O3 - 4,26-4,95; CaO - 63,82-64,38; MgO - 2,29-3,15; п.п.п. - 2,28-2,64; QS- 49-56; C2S - 21-28; C3A - 2,4-5; CAF- 13-16.

В состав пуццоланового портландцемента входит 27% глиежа, который и использовался в качестве наполнителя. Химический состав глиежа Кызылкийского месторождения включает (%): SiO2- 69,0; Fe2O3 - 4,15; Al2O3 - 12,15; CaO - 0,55; TiO2

- 0,57; MgO - 1,22; SO3 - 2,2; п.п.п. - 2,40.

Электротермофосфорный шлак Чимкентского ПО «Фосфор» имел следующий усредненный состав (%): SiO2 - 32,73; Fe2O3 - 0,16; Al2O3 - 2,39; CaO - 46,72; MgO -3,12; SO3 - 0,25; K2O - 0,3; Na2O - 0,65; P2O5 - 1,47; п.п.п. - 0,47. [2]

Смола марки АЦФ-3М - продукт конденсации ацетона марки А с формальдегидом в соотношении 1:3 в щелочной среде.

Показатель АЦФ-3М-65 АЦФ-3М-75 АЦФ-3М-85

Внешний вид Вязкая гомогенная жидкость от светлого до коричневого оттенка

Плотность при 20+1 0С, не мене, г/см3 1,180 | 1,200 | 1,220

Растворимость в воде при 20 0С Неограниченная

Вязкость при 20 0С, не менее, с: по вискозиметру ВЗ-1 ВЗ-4 - 20 80 65

Массовая доля сухого остатка, не менее, % 65 75 85

Содержание гидроксильных групп, не менее, % 16 17,5 19,0

Содержание свободного формальдегида, не более, % 2,7 1,5 1,5

Концентрация водородных ионов, не менее, рН 6,5 6,5 6,5

Смолы марки АЦФ-3М малотоксичные и трудно сгораемы, устойчивы при хранении в обычных условиях. В течение 2-3 лет не меняется элементарный состав и растворимость в воде, при охлаждении до -60 0С остаются жидкими.

Вяжущее, минеральные наполнители и смола АЦФ-3М по своим качествам отвечают требованиям действующих нормативных документов.

Основное содержание экспериментально-теоретических исследований. Выполненными в МИИТ, Таш ИИТ, Одесском ИСИ, Фер ПИ работах и других разработках установлено, что для каждого вида минерального вещества существует своя оптимальная дисперсность наполнителя, и что нет необходимости совместного измельчения минерального вещества и клинкера при получении цемента [2]. Напротив, минеральное вещество следуют размалывать отдельно до оптимальной дисперсности и вводить его при приготовлении бетонной смеси. Также наполнители можно вводить при получении цемента по раздельной технологии помола составляющих и последующим их смешиванием в потоке. В этом случае помол наполнителя производится в трубной мельнице 0 2х12 м производительностью 12 т/час, клинкера с гипсом в мельнице 0 2,6x13 м производительностью 26 т/час. Размолотый клинкер с мельницы откачивается пневмокамерным насосом, наполнитель-пневмовантовый. Смешивание происходит в потоке при подаче наполнителя и цемента в силос. Регулирование содержания наполнителя в цементе осуществляется количеством мельниц и их производительностью.

Новым подходом на пути интенсификации производства бетонных и железобетонных изделий и конструкций является всемерное применение наполнителей, особенно, из побочных продуктов различных промышленных производств и добычи сырья в сочетании с поверхностно активными веществами (ПАВ).

В работах, проводимых в МИИТ, ТашИИТ и ФерПИ, установлена перспективность применения в качества добавки к цементным бетонам ацетоноформальдегидной водорастворимой смолы АЦФ-3М, являющееся ПАВ неионогенного типа [3].

Смоле АЦФ-3М является ПАВ полифункциональным действием-пластифицирующим и ускоряющим твердения бетонных и растворных смесей. Что вовлеченный в бетонную смесь способствует увеличение подвижности и связанности бетонной смеси, повышению водоудерживающей способности, водонепроницаемости и морозостойкости бетона.

Учитывая большие запасы, технико-экономическую возможность, а также экологическую необходимость использования в качестве наполнителей бетона,

обосновано применение глиежа и электрофосфорного шлака в сочетании добавки АЦФ-3М [2].

Введение минерального наполнителя в сочетании с добавкой АЦФ-3М должно положительно повлиять и на снижение водопотребности цементного теста, сроки схватывания, кинетику структурообразования и прочность цементного камня.

В рациональных пределах дозировок добавки АЦФ-3М (0,1-0,2%) вод потребности обычного пуццоланового портландцемента снижается пропорционально количеству добавки на 6%, а изменение прочности цементного камня имеет экстремальный характер. При этом показатель прочности цементного камня с 0,15% добавкой АЦФ-3М на 25% больше при твердении образцов в воде и в среднем на 10% в воздушно-влажных условиях.

Поэтому в дальнейшем в экспериментах было принято оптимальная дозировка добавки АЦФ-3М 0,15%.

Добавка АЦФ-3М, являясь ПАВ неионогенного типа, способствует увеличению водоудерживающей способности, что подтверждается понижением прочности цементного камня в воздушно-влажных условиях. Поэтому следует ожидать то, что добавка АЦФ-3М обеспечит достаточную атмосферо стойкость смешанного вяжущего и расширить область применения бетона с минеральными наполнителями.

Водопотребность пуццоланового цементного теста нормальной густоты в наших экспериментах составила 106 мл. Эту величину приняли за 100%.

При совместном введении 0,15% добавки АЦФ-3М и минерального наполнителя в портландцементное тесто ее вод потребность снижается в зависимости от вида, дисперсности и колличества наполнителя (рис. 1, 2).

о

о £

о с

ча о «I

1000

1500

2000

2500

дисперсность наполнителя, слг/г

Рис. 1. Зависимость водопотребности цементного теста от дисперсности наполнителя: 1 -

глиеж; 2 - шлак

с о ноб

о

опо д о

«I

25 35 55

содержание наполнителя, %

Рис. 2. Изменение водопотребности цементного теста от содержания наполнителя:

1 - глиеж; 2 - шлак

§

с

и р

о н

у

о р

1000

1500

2000

2500

Я, см"/г

Рис. 3. Изменения прочности цементного камня в зависимости от дисперсности наполнителя:

1 - глиеж; 2 - шлак

70

иа

* I £ <

о ж

| 50

25 35 45

содержание наполнителя, %

Рис. 4. Изменение прочности цементного камня в зависимости от седержания наполнителя :1

- глиеж; 2 - шлак

Дейсвительно, как показали эксперементы (рис. 3) прочность образцов цементного камня, твердевших в воде с увеличением дисперсности экстремальна при дисперсности ~1500 см2/г с повышением показателя на 35-40%. При дальнейшем повышении дисперсности показатели прочности снижаются. Прочность образцов с

наполнителем глиежем несколько выше прочности образцов с ЭТФСШ, что объясняется меньшей активностью последнего.

Для определения влияния колличества наполнителя в портландцементе были выполнены эксперименты с варьированием содержания глиежа и ЭТФСШ дисперсностью ~1500 см2/г от 25 до 55% массы портландцемента. Результаты выполненных исследований (рис. 4) показывают, что прочность образцов цементного камня с увеличением содержания глиежа и ЭТФСШ экстремально при 25% количеством наполнителей. Дальнейшее увелечение наполнителя до 35 и 45% приводит к показателям прочности, сопоставляем соответственно с прочностью цементного камня только с добавкой АЦФ-3М или обычного пуццеланового портландцемента.

Пуццолановые и шлакопортландцементы характеризуется сравнительно короткими сроками схватывания. Так, у Кувасайского пуццоланового цемента начало схватывания составляет 1 ч 25 мин, а конец 4 ч 15 мин [1]. Это объясняется меньшим в сравнени с рядовым портландцементом содержающем активный клинкерный части цемента и вследствии этого ускорением прогресса гидротации вяжущего. Процесс гидротации пуццелановых и шлакопортландцементов протекает в два этапа. На первом этапе в результате гидролиза и гидротации клинкерных зерен образуются гидросиликаты, гидроалюминаты и гидроферриты кальция. На втором этапе происходит взаимодействие Са(ОН)2 с активным кремнеземом добавок и к образованию дополнительных низко основных гидросиликатов.

Отличительной особенностью шлакопортландцемента является также замедленное твердение и образование в результате вторичных процессов более низко основных гидросиликатов и гидроалюминатов кальция. Минеральные добавки, находясь в составе пуццоланового или шлак портландцемента в тонкодисперсном состоянии, в процессе гидролиза и гидратации вследствие значительной водоудерживающей способности стабилизируют каогуляционный период структурообразования и замедляют период кристаллизационного твердения, что является причиной снижению водоудерживающей способности вследствие уменьшения контактируемой с водой поверхности. С другой стороны, введению в портландцемент крупных частиц наполнителя будет оказывать структурирующее действие. В результате оба эти фактора в сочетании с интенсифицирующим эффектом действия добавки АЦФ-3М должен ускорить все периоды структурообразования и увеличить прочность цементного камня в начальные сроки твердения.

Для подтверждения этих предположений проведены исследования кинетики структурообразования цементного камня путем определения пластической прочности цементного теста в пределах сроков схватывания. Результаты выполненных исследований представлены на (рис. 5). Анализ полученных данных показывают положительное влияние совместного использования добавки АЦФ-3М и минеральных наполнителей на ускорение структурообразования цементного камня. Так, если коагуляционный период твердение обычного пуццоланового цемента длится 3 ч (кривые 5,6), то при введении добавки АЦФ-3М и наполнителей оно сокращается с глиежом и шлаком соответственно до 1,5-2ч и, следовательно, ускоряется начало кристаллизационного периода структурообразования. При этом показатели пластической прочности цементного теста с 0,15% АЦФ-3М и 25% содержанием наполнителей оптимальной дисперсности в 2-3 раза выше, чем обычного пуццеланового цемента. Вместе с этим сроки схватывания и структурообразование смешанного вяжущего короче и быстрее с наполнителем глиежем, нежели чем с ЭТФСШ, что объясняется меньшей гидравлической активностью последнего.

о о

ж у

0

1

О

а

Время, час-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 5. Рост пластической прочности цементного теста во времени в зависимости от количества наполнителей, добавки АЦФ-3М: 1-п/ц глиежем 25%; 2 - то же с глиежем и АЦФ-3М; 3 - то же со шлагом 25%; 4 - то же со шлаком ЭТФ и АЦФ-3М; 5-пуццоланевый цемент;

6 - то же с АЦФ-3М

I

a

о о

a у

о

70

50

30

10

1 -^2

14

Продолжительность твердения, сут

28

Рис. 6. Рост прочности цементного камня во времени при твердени в воде: 1, 2 - портландцемент с 25% глиежа и шлака и АЦФ-3М; 3 - пуццолановый цемент

Интенсификация структуре образования цементного камня в присутствии минеральных наполнителей и добавки АЦФ-3М благоприятно влияет и на рост прочности во времени (рис. 6). Показатели прочности цементного камня с 25% глиежа и шлака с удельной поверхностью ~1500 см2/г во все сроки твердения до 28 суток на 40-60% выше, чем обычного пуццоланового цемента.

Выводы. Положительное влияние минерального наполнителя и добавки АЦФ-3М на реологические свойства цементного теста дает предпосылку интенсифации процесса твердения цементного камня в начальные и последующие сроки твердения что обеспечивает долговечность бетона.

Список литературы /References

1. Канцепольский И.С., Пулатов Э.П., Дятлов И.П. Глиежпортландцемент для гидротехнических сооружений. Ташкент, изд-во «Фан», 1974-102 с.

2. Мамажонов АУ.Бетон с минеральным наполнителем и добавкой ацетоноформальдегидной смолы. Автореферат канд. дисс.-М., 1986. 5 с.

3. Соломатов В.И., Тахиров М.К., Ханин В.К. Ресурсосберегающая технология бетона. Ташкент изд-во «Мехнат», 1990-32. 48-50 с.

4. Игамбердиев Б.Г., Абидова М.А., Омонова М.С. Исследование влияния пластификатора на прочностные характеристики гипсошерстеного композита // Проблемы современной науки и образования, 2019. № 5 (138).

5. Адилходжаев А.И. и др. Прогнозирование эффективности введения минеральных наполнителей в цементные композиты // Научно-технический вестник Брянского государственного университета, 2019. № 1.

6. Игамбердиев Б.Г., Адылходжаев А.И. Исследование влияния армирования различными волокнами на прочность гипсовых композитов // Наука и инновации в строительстве, 2018. С. 383-385.

7. Игамбердиев Б.Г., Артикова М.А. Использование волокон из вторичного сырья для улучшения свойств вяжущих веществ Ж. «Проблемы современной науки и образования», 2017. № 23 (105). С. 14-18.

СУШКА И ОЧИСТКА ХЛОПКА-СЫРЦА В ПОЛЕВЫХ

УСЛОВИЯХ

1 2 3

Усманов Д.А. , Холмурзаев А.А. , Умарова М.О. Email: Usmanov17145@scientifictext.ru

1Усманов Джасур Аминджанович - кандидат технических наук,

доцент;

2Холмурзаев Абдирасул Абдулахатович - кандидат технических наук,

доцент;

3Умарова Мунаввар Омонбековна - старший преподаватель, кафедра начертательной и инженерной графики, строительный факультет, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан

Аннотация: данная статья рассматривает вопросы сушки и очистки хлопка-сырца в полевых условиях. Авторы статьи считают, что за последные годы в республике по интенсивной технологии возделывают высокоурожайные сорта хлопчатника, приспособленные к механизированной уборке, качества волокна которых отвечает требованиям, предъявляемым текстильной промышленностью. Намечена широкая программа разукрупнения хлопкоочистительных преприятий со значительным сокращением заготовительной сети, разрабатываются вопросы польной механизации трудоемких работ автоматизации производственных процессов. Технологический процесс хлопкоочистительного предприятия должен обеспечить высококачественную переработку сильно засоренного хлопка-сырца ручного и машинного сборов. В статье приведено новое направление сушки хлопка-сырца с повышенной влажностью на передвижной сушилке в полевых условиях. Ключевые слова: сушка, интенсивный, технология, уборка, текстильная промышленность, механизация, переработка, засоренный, ручной, машинный, сбор.

DRYING AND CLEANING RAW COTTON IN THE FIELD

CONDITIONS

1 2 3

Usmanov D.A. , Kholmurzaev A.A. , Umarova M.O.

1Usmanov Djasur Amindjanovich - Candidate of Technical Sciences, Docent;

2Kholmurzaev Abdirasul Abdulakhatovich - Candidate of Technical Sciences, Docent;

3Umarova Munavvar Omonbekovna - Senior Teacher, DESCRIPTIVE AND ENGINEERING GRAPHICS DEPARTMENT, BUILDING FACULTY, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.