// //
Дом arrow Статьи и публикации arrow Ромащенко Н.М. - Разработка добавок для получения быстротвердеющего и долговечного искуственного
Ромащенко Н.М. - Разработка добавок для получения быстротвердеющего и долговечного искуственного

РАЗРАБОТКА ДОБАВОК ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЫСТРОТВЕРДЕЮЩЕГО
И ДОЛГОВЕЧНОГО ИСКУССТВЕННОГО КАМНЯ

http://agiostroy.ru/magazine/8.html

 

 

Н.М. Ромащенко
к. т. н.

В транспортном строительстве возникает необходимость разработки и создания материалов, которые способствовали бы решению задачи быстрого возведения и восстановления объектов железнодорожного транспорта в зонах чрезвычайных ситуаций.

Такие материалы должны отличаться как быстрым набором прочности, так и параметрами долговечности.

В проведенных исследованиях применялись два вида портландцемента: ПЦ 400 Д20 и быстротвердеющий ПД 600 Д0 с повышенной удельной поверхностью.

В качестве добавок были использованы отходы металлургического производства, представленные железосодержащей добавкой на основе Fe2O3, а также многокомпонентный отход медеплавильного производства (МКО), химический состав которого приведен в таблице 1.

Таблица 1

Компонент

Si2О2

Fe2O3

Al2O3

CaO

MgO

ZnO

CuO

TiO

PbO2

MnO

NiO

Cr2O3

CdO

Массовая доля, %

29,4

60,4

3,3

1,5

0,9

2,9

1,1

0,4

0,4

0,08

0,025

0,04

0,01

Отход медеплавильного производства был использован также и в качестве мелкого заполнителя, так как исходный состав отхода содержит около 30% SiО2.

Влияние добавок и заполнителей на твердение камня оценивалось по прочностным характеристикам цементных паст и бетона. Твердение цементосодержащих композиций осуществлялось в естественных условиях при положительной температуре t = +15° С, в течение 28 суток.

Полученные прочностные характеристики цементного камня на основе ПЦ 400 представлены в таблице 2.

Таблица 2  

Прочность активированного цементного камня
на основе ПЦ 400 Д20


п.п.

Добавка

Прочность при сжатии, МПа

Наименование

% от массы
цемента

возраст, сутки

1

3

7

28

1

30,0

34,6

37,6

48,5

2

Fe2O3

1

32,5

33,6

36,5

54,1

3

3

36,3

37,1

40,3

57,8

4

5

30,1

33,5

35,1

49,6

5

МКО

3

28,8

33,9

45,5

50,3

6

5

32,9

38,1

46,6

63,8

7

10

24,3

34,5

41,0

56,3

8

 

15

25,8

33,2

39,9

57,2

 Примечание: В/Ц = 0,26

По результатам эксперимента определено, что оптимальное количество железосодержащей добавки на основе Fe2O3 составляет 3 мас. % от массы цемента, при этом цементосодержащая система характеризуется высоким набором прочности в течение анализируемого периода. В раннем возрасте прочность при сжатии повышается до 21%, в проектном возрасте до 19%.

Введение многокомпонентного отхода (МКО) медеплавильного производства в качестве добавки обеспечивает наибольший прирост прочности при его использовании в количестве 5 мас. % от массы цемента. Эта добавка способствует повышению проектной прочности, которая увеличивается до 32%. При этом цементный камень на основе ПЦ 400 имеет прочность при сжатии в возрасте 28 суток 64 МПа, т.е. по своим прочностным характеристикам соответствует искусственному камню на основе ПЦ 600 Д0.

Полученные положительные результаты при использовании МКО и наличие большого содержания в нем SiO2 явились основанием рассмотреть данный отход как заполнитель при создании мелкозернистого бетона.

О качестве использования отхода медеплавильного производства вместо традиционного строительного песка можно судить по прочностным характеристикам бетона, представленным в таблице 3.

Таблица 3 

Прочность мелкозернистого бетона на основе
МЦ 400 Д20 состава 1:3:0,5 (Ц:П:В)


п.п.

Марка
цемента

Мелкий
заполнитель

В/Ц

Прочность при сжатии, МПа
возраст, сутки

2

3

7

28

1

М400

песок

0,5

5,9

7,8

8,4

9,6

2

М400

МКО

0,5

7,2

9,9

11,5

14,5

Установлено, что полная замена песка на отход медеплавильного производства является высокоэффективным решением, позволяющим получать мелкозернистый бетон с повышением прочности при сжатии в раннем возрасте на 22%, в проектном возрасте на 51%.

Для создания быстротвердеющего бетона кроме использования добавок была рассмотрена возможность применения быстротвердеющего цемента, а также их взаимное сочетание с целью получения наибольшего эффекта при решении поставленной задачи создания материала, обеспечивающего быстрое возведение бетонных конструкций.

Полученные прочностные характеристики по оценке влияния двух видов добавок на ПЦ 600, представленные в табл. 4, показали, что введение железосодержащей добавки в количестве 1 мас. % от массы цемента обеспечивает прирост прочности при сжатии в первые сутки твердения на 63%, цементный камень в этом возрасте характеризуется прочностью при сжатии, равной 61,5 МПа.

Таблица 4  

Прочность активированного цементного камня
на основе ПЦ 600 Д0


п.п.

Добавка

Прочность при сжатии, МПа

Наименование

% от массы
цемента

возраст, сутки

1

3

7

28

1

37,8

58,5

64,7

66,5

2

Fe2O3

1

61,5

65,4

68,0

75,3

3

3

39,8

65,7

63,3

67,0

4

5

50,5

54,8

60,7

62,1

5

МКО

3

42,5

57,3

75,5

84,2

6

5

36,3

65,5

67,9

70,5

7

10

52,5

69,0

75,0

80,3

8

 

15

56,5

52,2

60,2

64,4

 Примечание: В/Ц = 0,26

Добавка МКО, взятая в количестве 10 мас.% от массы цемента в первые сутки увеличивает прочность при сжатии на 39%, что составляет 52,5 МПа.

При полной замене строительного песка (таблице 5) на отход медеплавильного производства прочность в первые сутки повышается на 62%, в проектном возрасте на 44%.

Проведенные исследования и полученные экспериментальные данные показали, что ПЦ600 эффективно подвергается химическому воздействию и обеспечивает высокий прирост прочности в раннем возрасте.

Вполне очевидно, что для быстрого возведения бетонных конструкций следует применять быстротвердеющий портландцемент М600 ДО с рассмотренными добавками, а для получения изделий улучшенного качества и повышенной долговечности целесообразно использовать ПЦ400 Д20 с предлагаемыми химическими добавками.

Таблица 5  

Прочность мелкозернистого бетона на основе
МЦ 600 Д0 состава 1:3:0,5 (Ц:П:В)


п.п.

Марка
цемента

Мелкий
заполнитель

В/Ц

Прочность при сжатии, МПа
возраст, сутки

1

2

3

7

28

1

М400

песок

0,5

 6,1 

8,9

9,5

11,2

18,0

2

М400

МКО

0,5

 9,9 

13,4

13,9

15,0

25,9

Применение рассмотренных добавок эффективно не только с целью решения технологических задач, но и экологических, так как предполагается использование многотоннажных отходов металлургического и медеплавильного производства.

 

Контакты

115419, г. Москва, ул. Шаболовка, д. 34, стр. 3.



Просьба заранее предупредить о приезде, т.к. специалисты распределены по объектам




info@masterbetonov.ru




ООО «Стройсервис» работает на рынке строительного производства c 1992 года.
Основной ценностью для нашей компании являются клиенты, поскольку единственный реальный актив компании — это люди, удовлетворенные нашей работой, которые еще раз захотят воспользоваться нашими услугами. Мы стремимся сделать своих клиентов своими партнерами.