О возможности физико-химического регулирования кинетики самонапряжения

Описание образования эттрингита из исходных продуктов, образующихся вследствие взаимодействия исходных компонентов со свободной известью вытеснением избыточного трехкальциевого алюмината и гидроксида кальция гипсом из молекулы промежуточного продукта.

Рубрика Химия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 30.05.2017
Размер файла 16,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

О возможности физико-химического регулирования кинетики самонапряжения НЦ

И.В. Резван

А.В. Резван

В настоящее время отечественная цементная промышленность в принципе может производить напрягающие цементы марок НЦ-20 и НЦ-40, позволяющие добиться относительно небольших величин самонапряженияв конструкциях, не превышающих 2 МПа. Как следствие, данная продукция представляет интерес прежде всего для получения безусадочных композиций. В тоже время повышение энергетической эффективности НЦ могло бы повысить их эффективность в производстве предварительно напряженных конструкций. эттрингит известь алюминат гипс

В качестве базового в ходе исследования был принят состав, аналогичный предложенномув свое время В.В. Михайловым, и состоящий из портландцемента и расширяющей добавки сульфоалюминатного типа в количестве 17,7...25 % от общей массы вяжущего.При этом баланс между сульфатным и алюминатным компонентом в расширяющей добавке поддерживался в соответствии с [3,5] на уровне:

CS/A<1,5 (1)

По данным[2,7], в этом случае на начальном этапе твердения образуется моносульфоалюминат кальция, а в ходе его дальнейших превращений формируются молекулы эттрингита, которым В.В. Михайлов приписывал основную, но не исключительную роль в процессах расширения и самонапряжения цементного камня НЦ. В данном случае схему формирования эттрингита можно представить в виде аналогичном схеме, предложенной компанией, производящей расширяющую добавку Denka, основным компонентом которой является сульфоалюминат кальция.

В соответствие с представленными схемами образование эттрингита из исходных продуктов идет через промежуточный продукт, образующийся вследствие взаимодействия исходных компонентов со свободной известью при избытке алюминатного компонента.

Топохимическая реакция образования эттрингита в данной трактовке представляет собой вытеснение избыточного трехкальциевого алюмината и гидроксида кальция гипсом из сложной молекулы промежуточного продукта. Таким образом, известь играет роль своеобразного катализатора в образовании активного эттрингита. Соответственно изменение концентрации свободной извести также может оказывать серьезное влияние на характер течения химических реакций образования эттрингита как и пропорция между сульфатным и алюминатным компонентом, что четко соответствует взглядам В.В. Михайлова, предлагавшего вносить порядка 2...4% извести в состав НЦ. Очевидно, что смещение баланса в сторону избытка свободной извести уже на начальных этапах может затруднить ее вытеснение из промежуточного продукта и замедлить процесс образования эттрингита. Таким образом, В.В. Михайлов ставил барьер для последней стадии цикла химических превращений в стремлении предоставить цементному камню на первых этапах твердения возможность набрать некоторую минимальную прочность для эффективного восприятия внутреннего распора, вызываемого образованием эттрингита. Как следствие, остаточные деформации расширения и величины самонапряжения для модифицированных известью НЦ даже при минимальной величине добавки 2% заметно превышают значения характерные для не модифицированных составов. Существенный вклад в увеличение расширения и самонапряжения в присутствии извести вносит изменение морфологии эттрингита при повышенном значении рН [1, 4].

Однако при реализации рассмотренной ниже классической схемы существенным недостатком является возможная значительная продолжительность развития процесса. Так, в наших исследованиях полная стабилизация деформаций расширения была достигнута в отдельных составах лишь на 80-е сутки. Вероятно, эффект торможения образования эттрингита может проявляться не только на начальных стадиях формирования цементного камня, но и на всех последующих. Ведь в процессе гидратацииалита образуется до 20% гидроксида кальция от его массы, часть из которой, возможно, вносит свой вклад в характер протекания реакции образования эттрингита, еще больше замедляя ее.

Указаны два возможных направления воздействия извести на образование эттрингита: а) обеспечение формирования промежуточного продукта в виде твердого раствора (потоки 1 - целенаправленное внесение известив состав НЦ, 2 - продукты первых этапов гидратации минералов портландцемента, не входящего в РД), б) торможение реакции при формировании достаточного избытка извести (поток 3 - продукты дальнейшей гидратации минералов портландцемента, поток 4 - избыточно внесенная известь).

В составах НЦ, не содержащих добавки извести, она начинает выделяться в процессе гидратации портландцемента, выступая в роли катализатора в процессе образования эттрингита из моносульфоалюмината кальция, затрудненного при избытке алюминатного компонента в РД. Вследствие же постоянного роста ее концентрации из-за непрерывного процесса гидратации алита реакция вытеснения ее из промежуточного продукта замедляется настолько, что часть эттрингита образуется уже в цементном камне, имеющем стабильную структуру и нарастающую прочность. Как результат последнего этапа фиксируется явление свободного расширения и самонапряжения образцов. Весьма эффективным считается грубый помол компонентов расширяющей добавки для замедления реакции и выделения несколько большей его доли в цементном камне, обладающем достаточной прочностью. При этом очень важно точно подобрать тонкость помола, иначе в случае сохранения не прореагировавших зерен РД в структуре цементного камня вплоть до проектного возраста возможно дальнейшее неконтролируемое расширение цементного камня в случае увлажнения конструкции.

При внесении в состав РД количества извести изначально достаточного для замедления последнего этапа процесса образования эттрингита, большая его часть образуется в цементном камне с нарастающей прочностью. Однако, процесс образования эттрингита протекает настолько медленно, что значительно выходит за рамки проектного возраста. Это также приводит к рассогласованию с процессом набора прочности, что возможно является одной из причин многократного превышения итоговых величин свободного расширения над итоговыми величинами расширения в условиях объемного ограничения деформаций. Соответственно целесообразным представляется торможение процесса образования эттрингита на более ранних этапах, в частности на этапе формирования промежуточного продукта, для образования которого необходимо некоторое минимальное количество оборотной извести. Таким образом, необходимо создать систему с дефицитом извести, существующим вплоть до достижения формирующейся структурой цементного камня минимально допустимой прочности, но не настолько долго, чтобы значительно затянуть процессы расширения и самонапряжения за пределы проектного возраста.

Данную задачу можно решить путем применения добавок нейтрализующих известь на ранних этапах формирования структуры цементного камня. Наиболее эффективными для этих целей представляются сульфатсодержащие минеральные добавки, полностью или частично заменяющие классический сульфатный компонент НЦ В.В. Михайлова молотый гипсовый камень. При подобном подходе образуется минимум побочных продуктов химических превращений и не возникает необходимости в увеличении доли РД в составе НЦ. В результате ряда экспериментов с сульфатсодержащими минеральными добавками получены высокоэнергоэффективные НЦ с величиной самонапряжения до 7 МПа[6].

Литература

1. Звездов А.И. Железобетонные конструкции из бетона на расширяющихся цементах: Автореф. дисс. докт. техн. наук. - М.: - 1997. - 47 с.

2. Михайлов В.В., Литвер С.Л. Расширяющийся и напрягающий цементы и самонапряженные железобетонные конструкции. М., Стройиздат, 1974. - С. 312.

3. Михайлов И.В., Бейлина М.И. Напрягающий цемент для преднапряженных конструкций // Бетон и железобетон. - 1987. - № 9. - С. 7 - 8.

4. Несветаев Г.В. Бетоны: учебно-справочное пособие.Ростов-на-Дону: Феникс, 2011. - 381с.

5. Панченко А.И. Обеспечение стойкости бетона к физическим воздействиям внешней среды путем управления собственными деформациями: Автореф. дисс. докт. техн. наук. - Ростов-на-Дону, РГСУ. - 1996. - 35 с.

6. Резван И.В. Самоуплотняющийся высокопрочный напрягающий бетон для трубобетонных колонн // Строительные материалы. - 2012. - № 6. - С. 60 - 62.

7. Matusumoto S. Expansive Additive for Cement. CEER (May 1970)

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Свойства 2-нафтилацетата и исходных веществ. Расчет количеств исходных веществ. Приготовление исходных и вспомогательных реактивов. Отделение вещества от сопутствующих продуктов. Физико-химические константы и растворимость синтезированного вещества.

    курсовая работа [385,5 K], добавлен 22.10.2011

  • Роль скорости химических реакций, образования и расходования компонентов. Кинетика химических реакций. Зависимость скорости реакции от концентрации исходных веществ. Скорость расходования исходных веществ и образования продуктов. Закон действующих масс.

    реферат [275,9 K], добавлен 26.10.2008

  • Получение гидроксида кальция в промышленном масштабе процессом гашения. Внешний вид и свойства химического вещества. Применение гашеной извести в различных отраслях промышленности и быту. Возможные реакции организма человека при вдыхании порошка.

    презентация [178,5 K], добавлен 14.12.2014

  • Ежегодная мировая выработка едкого натра. Ферритный способ производства гидроксида натрия. Химический способ получения - взаимодействие карбоната натрия с известью. Промышленные методы производства гидроксида натрия. Концентрация исходного раствора.

    методичка [1,3 M], добавлен 19.12.2010

  • Характеристика химического продукта и методы его получения. Физико-химические основы процесса, описание технологической схемы, отходы производства и проблемы их обезвреживания. Перспективы совершенствования процесса получения химического продукта.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 20.06.2012

  • Элементы и их соединения в современной неорганической химии. Синтез сульфата кальция, его химические свойства. Проведение качественного анализа на ионы. Расчёт исходных реагентов и определение условий проведения синтеза, выбор приборов и оборудования.

    курсовая работа [31,4 K], добавлен 12.12.2009

  • Сопоставление молекулы с группой симметрии. Установление полной симметрии молекулы и классификация атомов на эквивалентные. Матричное произведение исходных представлений. Соответствие преобразованию симметрии некоторой матрицы. Примеры набора матриц.

    реферат [41,1 K], добавлен 13.07.2009

  • Массовое производство и использование карбоната кальция - неорганического химического соединения, соли угольной кислоты и кальция. Полиморфные модификации карбоната кальция. Фазовая диаграмма кальцита, арагонита и фатерита при разных температурах.

    реферат [1,1 M], добавлен 25.11.2015

  • Технико-экономическое обоснование выбранного метода производства. Выбор места строительства. Получение эфиров гликолей. Физико-химические константы и свойства исходных, промежуточных и конечных продуктов синтеза бутилцеллозольва. Средства автоматизации.

    курсовая работа [614,8 K], добавлен 16.06.2011

  • Методы синтеза тетрахлорэтилена и его промышленное производство. Физико-химические свойства исходных реагентов, конечных продуктов и отходов. Блок-схема производства тетрахлорэтилена по авторскому свидетельству. Конструктивный расчет основного аппарата.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.10.2011

  • Электронная модель молекулы. Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки. Реакционная способность молекул. Классификация химических реакций. Степени свободы молекулы, их вращательное движение. Описание симметрии колебаний, их взаимодействие.

    презентация [230,6 K], добавлен 15.10.2013

  • Набор неразрушающих методов, используемых для исследования кинетики образования термореактивных полимеров. Изучение полимеризационных процессов в полимерах. Кинетика образования в расплаве трехмерных полимеров на основе ароматических бис-малеимидов.

    реферат [344,8 K], добавлен 18.03.2010

  • Хлорид кальция: физико-химические свойства. применение и сырье. Получение плавленого хлорида кальция из дистиллерной жидкости содового производства. Получение хлорида кальция и гидроксилохлорида из маточного щелока. Безводный кальций из соляной кислоты.

    реферат [84,4 K], добавлен 09.08.2008

  • Исследование физических и химических свойств кальция. Электролитическое и термическое получение кальция и его сплавов. Алюминотермический способ восстановления кальция. Влияние температуры на изменение равновесной упругости паров кальция в системах.

    курсовая работа [863,5 K], добавлен 23.10.2013

  • Реакции взаимодействия ди(метилтио)-N-нитримина с гидроксидом натрия и гидроксидом калия. Синтез исходных соединений и ди(метилтио)нитримина. Получение нуклеофильных реагентов, натриевой, калиевой, аммониевой и гидразиниевой соли N-нитрокарбамата.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 13.04.2015

  • Общая характеристика нитропроизводных мочевины. Исследования реакций взаимодействия ди(метилтио)нитримина с нуклеофильными реагентами. Основы синтеза исходных соединений. Изучение снитарно-гигиенических характеристик процесса, пожарной профилактики.

    дипломная работа [859,1 K], добавлен 11.04.2015

  • Кристаллическая структура гидроксилапатита. Описание методов синтеза фосфатов кальция. Рентгеновский фазовый анализ для определения фазового состава образца. Экспериментальное проведение синтеза фосфата кальция методом осаждения из водных растворов.

    курсовая работа [2,8 M], добавлен 10.09.2012

  • Коррозия - самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Классификация видов и типы коррозии. Способы поверхностной защиты стали: антикоррозионная краска, холодное цинкование.

    реферат [23,4 K], добавлен 08.02.2012

  • Экспериментальное определение состояния равновесия в системах "оксианионы хрома (+6)–вода" и "роданид-анион–ионы железа" в зависимости от влияния различных факторов: увеличения концентрации исходных веществ и продуктов реакции, повышения температуры.

    лабораторная работа [23,0 K], добавлен 07.12.2010

  • Методы синтеза изополисоединений: из водных и в неводных растворах. Применение изополивольфраматов. Общая характеристика и пути стандартизации исходных веществ. Синтез солей из ИПВА из среды вода-ДМФА. Методика химического анализа полученных солей.

    курсовая работа [341,5 K], добавлен 08.01.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.