УДК 666.942

Г. И. ОВЧАРЕНКО, А. В. ВИКТОРОВ, А.О. САДРАШЕВА

ВЛИЯНИЕ ВИДА ТОНКОИЗМЕЛЬЧЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ДОБАВОК НА ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

Часть 2

Исследована прочность камня из теста нормальной густоты из смешанных цементов с добавками на основе кремнеземов (кварц, микрокремнезем), корунда, силикатов кальция (природный и искусственный волластониты, ранкинит), гидросиликатов кальция (тоберморит, ксонотлит), техногенных шлаков (доменные, топливные высококальциевые и каменноугольные кислые). Показано влияние гиперпластификатора Глениум 115, длительности и условий (ТВО и нормальные) твердения на прочность камня с различными минеральными наполнителями, включающими структурно активные разновидности.

Ключевые слова: структурно активные минеральные добавки, прочность смешанных цементов, влияние пластификатора, длительности и условий твердения.

В первой части статьи [1] нами были исследованы некоторые структурно активные минеральные добавки (САМД), обеспечивающие прирост прочности смешанных цементов за счет особенностей кристалло-химического строения их поверхностей. По эффекту действия данных добавок оставались нераскрытыми вопросы, связанные с длительным твердением или пропариванием цементов, а так же, - с применением ПАВ в виде супер- и гиперпластификаторов. Последнее должно быть особенно актуальным, т. к. ПАВ будет блокировать поверхность САМД, и эффект действия от добавки может снижаться или устраняться.

Сырьевые материалы и методы исследования описаны нами в [1]. Дополнительно для сравнения использовались прокаленные кислые золошлаки от сжигания каменных углей Кузбасса с п.п.п. не более 1 % и высококальциевая зола от сжигания бурых углей Канско-Ачинского месторождения. В качестве ПАВ использовали гиперпластификатор Глениум 115 в дозировке 1 % от массы смешанного цемента.

Сравнительная эффективность добавок при длительном твердении в течение 3 месяцев приведена на рисунке 1. Как видно из рисунка, эффект от действия САМД, проявлявшийся в 28 суток, нивелируется со временем. Так, если превышение прочности цементов с добавками волластонита и ранкинита в 28 суток твердения составляет 27 и 21 % соответственно, с добавкой ДГШ – 22 %, то в трехмесячном возрасте прочность цементов с этими добавками соответствует прочности контрольного состава. В то же время – за этот срок в 3 месяца прочность состава с кислыми золошлаками увеличивается на 29 % за счет пуццолановой реакции.

Рисунок 1 – Влияние вида добавок при их содержании 10 % на прочность цементного камня после твердения в нормальных условиях (цемент ПЦ500Д0)

Картина меняется при твердении смешанных цементов с гиперпластификатором Глениум 115 (рисунок 2). В 28 суток структурно активные минеральные добавки (волластониты, ранкинит, ДГШ) по сравнению с контролем (контроль с Глениумом) эффекта не проявляют.

Рисунок 2 – Влияние вида добавок при их содержании 10 % и 1 % гиперпластификатора Глениум 115 на прочность цементного камня после твердения в нормальных условиях (цемент ПЦ500Д0)

И, наоборот, при дальнейшем твердении до 3 месяцев – значительно увеличивают прочность составов.

Это можно объяснить блокированием поверхности структурно активных добавок поверхностно активным гиперпластификатором в ранние сроки твердения до 28 суток, и в дальнейшем - усилением эффекта от действия поверхности САМД в стесненных условиях в более плотном камне с меньшим В/Ц.

Это также подтверждает рисунок 3, на котором можно отметить более тесное расположение точек составов с Глениумом в сравнении с аналогичным графиком без ПАВ [1, рисунок 2], что указывает на нивелирование эффекта действия от влияния поверхности добавок.

1 – корунд; 2 - ДГШ; 3 – ЗШО; 4 – ВКЗ; 5 – тоберморит; 6 – природный волластонит; 7 – ранкинит; 8 – синтетический волластонит; 9 – топливный шлак; 10 – кварцевый песок; 11 – контроль; 12 – ксонотлит; 13 – контроль+Глениум 115

Рисунок 3 – Зависимость прочности цементного камня после 28 суток нормального твердения с 10 % минеральных добавок и 1 % гиперпластификатора Глениум 115 от ТНГ (цемент ПЦ500Д0)

Эксперименты по пропариванию цементов с САМД показали, что оно менее эффективно для таких добавок по сравнению с нормальными условиями твердения.

ВЫВОДЫ:

1. Структурно активные минеральные добавки, имеющие определенное кристалло-химическое строение их поверхности, теряют эффект увеличения прочности камня при длительном твердении (до 3 месяцев) в составах без пластификаторов.

2. Пластифицирование смешанных цементов гиперпластификатором Глениум 115 ликвидирует поверхностный эффект от структурно активных минеральных добавок в 28 суток твердения, но усиливает его в поздние сроки (в 3 месяца).

3. Эффективность структурно активных минеральных добавок в составах смешанных цементов при пропаривании меньше по сравнению с нормальными условиями твердения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1 Овчаренко Г.И., Аввакумов Е.Г., Песоцкий А.В., Викторов А.В., Садрашева А.О.Влияние вида тонкоизмельченных минеральных добавок на прочность цементного камня // Известия вузов. Строительство. – В печати.

ОВЧАРЕНКО Геннадий Иванович – д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой строительных материалов

Алтайский Государственный Технический Университет им И.И. Ползунова, г. Барнаул, Россия

ВИКТОРОВ Артем Владимирович - аспирант кафедры строительных материалов

Алтайский Государственный Технический Университет им И.И. Ползунова, г. Барнаул, Россия

САДРАШЕВА Айжана Олеговна - аспирант кафедры строительных материалов

Алтайский Государственный Технический Университет им И.И. Ползунова, г. Барнаул, Россия