CC BY
42
Усов Борис Александрович., канд. техн. наук,ЪоН8_40@ШЬ.ги Акимов Сергей Юрьевич, инж. МАМИ, кафедра ПГС
ВЛИЯНИЕ ВОЛЛАСТАНИТА НА ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ.
Исследовано влияние введения добавки волластонита (2...11 масс. %) на повышение прочности цементного камня. Оптимальным количеством добавки волластонита является 5.9 масс. %.
Ключевые слова: портландцементный камень, механическая прочность, волла-стонит.
The effect of introducing an additive of wollastonite (2 ... 11 wt. % ) To increase the strength of cement stone . The optimum amount of addition of wollastonite is 5 ... 9 wt . %. Keywords : Portland stone, mechanical strength, wollastonite .
Для регулирования свойств цементных материалов используются различные добавки [1]. Повышение прочности цементного камня возможно достигнуть введением минеральной добавки волластонита.
В работе исследован портландцемент. Минеральный состав, % мас.: С38-50...55, С28-18...22, С3А-7... 11, С4АГ-12...15. Химический состав клинкера, % мас: 8Ю2 -20,7; А1203-6,9; Ге203-4,6; СаО-65,4; ЫдО-1,3; Б03-0,4; п.п.п.-0,5
Исследования проводились на образцах цементного камня размерами 20х20х20 мм, полученных в результате твердения теста нормальной густоты при нормальных условиях и после тепловлажностной обработки по режиму:
подъем температуры в течение 3 ч, выдержка при температуре 85 °С в течении 6 ч и снижение температуры в течение 2 ч.
Волластонит вводился в количестве 2, 5, 7, 9 и 11 % от массы клинкера.
Затем к нему добавляли 5 % дву-водного гипса и указанные выше добавки волластонита.
Полученные результаты приведены в табл. 1,
Проведем анализ полученных результатов.
1. Влияние количества добавки волластонита. На рисунке приведена зависимость прочности цементного камня от количества вводимой добавки (волластонит) при твердении в течение 28 сут в нормальных
Условия и продолжительности твердения Прочность образцов цементного камня, МПа
при количестве волластонита, % от массы вяжущего
0 2 5 7 9 11
ТВО 55,1 55,9 61,4 63,1 64,0 59,9
Нормальные условия, 1 сут 7,5 9,1 9,8 10,9 12,1 10,2
Нормальные условия, 3 сут 15,2 16,4 20,0 20,3 21,2 16,6
Нормальные условия, 7 сут 33,0 33,0 38,1 38,6 39,1 33,3
Нормальные условия, 28 сут 61,9 65,0 70,2 73,1 74,5 68,2
условиях и после тепловлажностной водимого волластонита до 9 % проч-обработки. ность образцов повышается. Однако
при добавлении 11 % волластонита Табл. 1. Влияние добавок волластонита во всех случаях отмечено на прочность цементного камня снижение прочности цементного камня.
Оптимальная добавка волластонита составляет 5... 9 % масс. Образцы цементного камня, твердевшие при нормальных условиях, при введении волластонита показали более высокие результаты при использовании свежеприготовленного клинкера, чем хранившегося в течение 4 мес. во влажных условиях.
2. Влияние добавки волластонита на прочность цементного камня, твердевшего в различных условиях. В табл. 2 приведены дан-
Зависимость прочности цементного ные по увеличению прочности це-камня, твердевшего в нормальных ус- ментного камня, изготовленного из ловиях и после тепловлажностной об- измельченного клинкера, твердев-работки, от количества волластонита. шего в различных условиях и со-Введение уже 2 % масс. волласто- держащего добавку волластонита нита приводит к существенному по- относительно аналогичных значе-вышению прочности цементного кам- ний для контрольных (бездобавоч-ня. По мере увеличения количества ных) образцов.
1. Исходный (свежеприготовлен- стве вводимого волластонита 7...9 % ный) клинкер с добавкой 5 % гипса масс. При увеличении содержания Табл. 2. Увеличение прочности образцов добавки до 11 % масс. цементного камня с добавкой волластонита по от- эффект снижается.
ношению к прочности образцов без добавки Влияние волластонита на прочность образцов, изготовленных из свежеприготовленного и «состаренного» (клинкер, хранившийся 4 мес. во влажных условиях) клинкера, однозначно.
Во все сроки твердения (1.28 сут) увеличение прочности составляло 40.60 %. Эффект увеличения прочности больше после 7 и 28 сут твердения по сравнению с 1 и 3 сут.
Клинкер после 4 месяцев хране- 3. Влияние добавок волластони-ния во влажных условиях с добавкой та на соотношение значений проч-волластонита и 5 % двуводного гипса ности цементного камня после
нормального твердения и тепловлажност-ной обработки. В табл. 4 приведены отношения прочности при сжатии образцов, твердевших при нормальных условиях в течение 28 сут И28, и прочности Итво, достигаемой при тепло-Введение волластонита приводит влажностной обработке. к увеличению прочности образцов во Во всех случаях при твердении все сроки твердения. Это увеличение в нормальных условиях достигается наиболее значительно при количе- более высокое значение прочности.
Условия и про- Увеличение прочности образцов
должительность клинкерного камня, %
твердения при количестве волластонита,
Условия и про- % от массы вяжущего
должительность 2 5 7 9 11
твердения
ТВО 6,1 11,7 14,9 20,3 8,8
Нормальные условия,1 сут 20,2 23,2 45,4 52,5 22,2
Нормальные условия, 3 сут 16,9 21,2 38,2 58,7 10,9
Нормальные условия, 7 сут -1,9 10,4 17,4 22,3 7,5
Нормальные условия,28 сут 1,4 17,3 17,6 19,3 7,4
ТВО 1,5 11,4 14,5 16,2 -2,2
Нормальные 21,3 30,7 45,3 61,3 36,0
условия, 1 сут
Нормальные 7,9 31,6 33,6 39,5 9,2
условия, 3 сут
Нормальные 0 15,6 16,9 18,5 0,9
условия, 7 сут
Нормальные 5,0 13,4 18,0 20,3 10,2
условия, 28 сут
Это хорошо известный факт [2—4] может быть обусловлен соотношением скорости протекания двух процессов, определяющих формирование прочности цементного камня: гидра-тообразования и структурообразова-ние. Первый из этих процессов обусловлен, в основном химическими реакциями: гидратацией и гидролизом клинкерных минералов.
Второй процесс - структуроо-бразование определяется во многом физическими явлениями, формированием прочных контактов между частицами. Эти процессы оказывают взаимное влияние друг на друга [5, 6].
Ускорение гидратообразования, достигаемое при тепловлажностной обработке, изменяет протекание процесса структурообразования, что, в конечном счете, приводит к меньшему значению прочности цементного камня после тепловлажностной обработки, чем при твердении в нормальных условиях [6].
На образцах, изготовленных из измельченного клинкера, также изменения невелики. И28 / Итво несколько увеличивается при введении добавки волластонита.
4. Изменение прочности образцов при длительном хранении клинкера. В табл. 3 приведены значения прочности образцов, изготовленных из клинкера в исходном (свежеприготовленном) состоянии, а также после их хранения в течение 4 мес. во влажных условиях. Эти значения сопоставимы со значениями прочности, полученными при введении оптимальной добавки (7 % масс.) волла-стонита.
При хранении клинкера во влажных условиях снижение прочности образцов после тепловлажностной обработки не отмечено. После твердения в течение 28 сут при нормальных условиях прочность снижается на 4 %. В этом случае введение волла-стонита (7 % масс.) также обеспечи-
Табл. 3. Прочность при сжатии цементного камня после твердения при нормальных условиях и тепловлажностной обработки
Вяжущее Прочность при сжатии образцов после твердения
28 сут в нормальных условиях в условиях тепловлажностной обработки
свеже-приготовленного 4 мес. хранения во влажных условиях 4 мес. хранения во влажных условиях с добавлением 7 % волла-стонита свеже-приготовленного 4 мес. хранения во влажных условиях 4 мес. хранения во влажных условиях с добавлением 7 % вол-ластонита
вает повышение прочности образцов после 28 сут нормального твердения на 28 %, после тепловлажностной обработки — на 17 %.
Влияние волластонита может быть обусловлено следующими причинами.
При введении свежемолотых порошков (клинкера) волластонит оказывает влияние на процесс гидратации, так как образование новых соединений (гидратов) происходит при влиянии достаточно сильного адсорбционного поля частиц волласто-нита.
При хранении клинкера в условиях с высокой влажностью значительная доля материала подвергнута гидротации и карбонизации.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК:
1. Добавки в бетон : пер. с англ / под ред. В.С. Рамачандрана. М.: Стройиздат, 1988.
2. Кузнецова T.B., Куряшов И.В., Тима-шев В.В. Физическая химия вяжущих материалов. М. : Высш. шк., 1989.
3. Цимерманис. Л—Х.Б. Термодинамика влажностного состояния твердения строительных материалов. Рига: ЗИНАТНЕ, 1989.
4. Вест А. Химия твердого тела. Теория и приложения. Ч. 1. / пер. с англ. А. Вест.М. : Мир, 1988.
5 Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.Стройиздат, 1986. 688 с.
6 Бердов Г.И., Ильина Л.В. Активация цементов действием минеральных добавок // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2010. № 9.
Меджидова Фиренгиз Аседуллаевна, старший преподаватель,
магистр физико-математического образования по направлению «Информатика в образовании» (руководитель Гаджиев Гаджияв Магомедович), Дагестанская академия образования и культуры,
Республика Дагестан, г. Дербент
КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД КАК УСЛОВИЕ ОБУЧЕНИЯ СТРУКТУРИРОВАНИЮ ИНФОРМАЦИИ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ БУДУЩИХ УЧИТЕЛЕЙ ИНФОРМАТИКИ
Актуальной для современного образования является подготовка компетентных специалистов. В связи с этим в статье, на основе проведенного нами анализа психолого-
