Строительство и архитектура/ 4.Современные строительные материалы

УДК 691.53

д.т.н. М.Ф. Друкований, І.Д. Писаренко

Вінницький національний технічний університет

ВПЛИВ КАРБОНАТНИХ ДОБАВОК НА МІЦНІСТЬ ТА РАДІОАКТИВНІСТЬ БУДІВЕЛЬНИХ РОЗЧИНІВ ТА БЕТОНІВ

Постановка проблеми. Для сучасної архітектури будинків як житлового, так і промислового призначення вирішальне значення в користуванні матеріалів набувають вартість, радіоактивність, якість і їх різноманітність, тому є доцільно дослідити будівельні матеріали на основі карбонатних добавок, шляхом виявлення закономірностей впливу механічної активації на формування структури, фізико-механічних властивостей та радіації виробів на карбонатному наповнювачі.

Аналіз досліджень. І. Феррен [1] ще у 1964 році відзначив, що на міцність цементного каменю впливають іонні зв’язки цементу та наповнювача. Ряд інших досліджень відмічали, що при наявності великої кількості мілких частинок карбонатного наповнювача міцність розчину підвищується [2].

Результати дослідів Є.Р.Пінуса [4,5,6], В.Е.Ящука [7] та інших свідчать про те, що зчеплення цементного каменя з карбонатними заповнювачами значно краще, ніж з високоміцними заповнювачами з вивержених порід.

Постановка задачі.

- Дослідити вплив рівня помолу та кількість карбонатної добавки на якість розчинів та бетонів.

- Визначити рівень радіації виготовлених матеріалів та виробів.

Результати експериментальних досліджень. Основним завданням дослідження було визначити вплив крупності помолу на фізико механічні властивості розчину. Для цього було вирішено взяти склад розчину: пісок - 1500 г., цемент - 500 г., води - 200 г. Для цього розчину біла визначена його міцність, яка дорівнює 219 кг/см² (21,9 МПа) в віці 28 діб.

Перш за все треба було вирішити, скільки молотого карбонату потрібно додавати в розчин. Допускаємо, що це повинно визначитись рівнем електронних зарядів цементу та молотого карбонатного наповнювача. Для цього була поставлена серія експериментів для визначення оптимальної кількості молотого карбонатного наповнювача відносно цементу. Результати приведені в таблиці 1, а графік залежності міцності розчину від кількості наповнювача на малюнку 1. З малюнка видно, що оптимальна кількість наповнювача при даному виді цементу находиться на рівні 45-50 відсотків від кількості цементу.

Таблиця 1

Вплив кількості молотої карбонатної муки на міцність розчину

№ Серії	Склад розчину				Відсоток карбонатного наповнювача, %	Rc, (кгс/см^2)	Rc, МПа
	Цемент, г	Пісок, г	Вода, г	Карбонатна мука, г
1	2	3	4	5	6	7	8
1	500	1500	200	0	0	218	21,8
2	500	1425	200	75	15	228	22,8
3	500	1350	200	150	30	269	26,9
4	500	1275	200	225	45	325	32,5
5	500	1200	200	300	60	254	25,4
6	500	1125	200	375	75	213	21,3

Рис. 1 - Графік залежності міцності розчинів від кількості карбонатного наповнювача в ньому

Після того як була визначена оптимальна кількість молотого карбонату відносно цементу, потрібно було визначити якість помолу карбонатного наповнювача. Було прийнято, що якість помолу карбонатного наповнювача буде залежить від рівності електронних зарядів цементу і наповнювача при оптимальній кількості наповнювача в 225 г і часу помолу. В наших умовах час та інтервал помолу був прийнятий 10, 20, 30, 40, 50, і 60 хвилин.

Данні по випробуванню даної серії експериментів приведені в таблиці 2, а графік залежності якості розчину від часу помолу (крупності) приведені на графіку 2.

Таблиця 2

Вплив крупності помолу карбонатного наповнювача на міцність розчину.

№ Серії	Склад розчину				Час помолу, хв	Rc, (кгс/см^2)	Rc, МПа
	Цемент, г	Пісок, г	Вода, г	Карбонатна мука, г.
1	2	3	4	5	6	7	8
1	500	1500	200	0	0	219	21,9
2	500	1275	200	225	10	222	22,2
3	500	1275	200	225	20	259	25,9
4	500	1275	200	225	30	323	32,3
5	500	1275	200	225	40	334	33,4
6	500	1275	200	225	50	342	34,2
7	500	1275	200	225	60	332	33,2

Рис. 2 - Графік залежності міцності розчину від крупності помолу

При крупності помолу в 30 хвилин на ситі 0,63 залишалось 7,2 % карбонатного відсіву. Цей помол був прийнятий в усіх подальших експериментальних дослідженнях.

Висновок. З проведених досліджень можна зробити висновок, використання 45% карбонатних відходів від цементу підвищує міцність цементного розчину з 21,8 МПа до 32-33 МПа або на 50% при заданій крупності помолу. При заданій марці цементного розчину молотий карбонатний наповнювач підвищує міцність цементного розчину до 50 відсотків. Використання молотого карбонатного наповнювача дає можливість при заданій марці розчину зменшити витрати цементу на 10-15 відсотків.

Список літератури

1. Farran J., Mabo J.C. De l’emploi des substitutions calcaires pour l’ame liaration des aggregats des betons – 1964.- p.586.

2. Хавкин Л.М., Технология силекатного кирпеча. – М.: Стройиздат, 384с.

3. Столевич А.С. Предварительно напряженные многопустотные панели перекрития из мелкозернистого известнякового бетона. // Путь повшения еффективности применения местньх строительньх материалов и изделий в строительстве Молдавской ССР. - Кишинев, 1970.-с.5.

4. Пинус З.Р. Дорожный бетон на карбонатних заполнителях. - М.:1963.

5. Пинус З.Р. Контактные слои цементного камня в бетоне и их значение:Сб. НИИЖБ.//Структура, прочность и деформации бетонов. - М.: Стройиздат, 1966. - с.

6. Пинус З.Р. Структурообразующая роль карбонатних заполнителей в цементном бетоне.// Научн.-техн. сообщ. ВНИИНеруд. - Ставрополь- на-Волге. - 1962. - №8. - с.

7. Ящук В.Е. Мелкозернистый известняковый бетон как материал для зборных железобетонных конструкций.// Научно-техн. сообщение ВНИИНеруд. - Ставрополь-на-Волге. - 1962. - №8. - 45с.