Пластифіковані шлаколужні цементи та бетони на їх основі

Розроблено і оптимізовано склади бетонів класів В40 на основі пластифікованого шлаколужного цементу. Розроблені бетони мають пористість, яка не перевищує 5%, і водопоглинання - не більше 4%. Визначено характеристики зміни експлуатаційних властивостей розроблених бетонів у часі і показано, що в розчинах MgSO4 (3%-ої концентрації) і Na2SO4 (5%-ої концентрації) коефіцієнт корозійної стійкості становить 0,97…0,99, порівняно з бетонами на основі портландцементу 0,88…0,91. Запропоновано основи технології виготовлення пластифікованого шлаколужного цементу та здійснено апробацію розроблених складів бетонів на його основі в промислових умовах.

Ключові слова: доменний гранульований шлак, морозостійкість, комплексні добавки, строки тужавлення, міцність, довговічність.

АННОТАЦИЯ

Пушкарь В.И. Пластифицированные шлакощелочные цементы и бетоны на их основе. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 - строительные материалы и изделия. - Киевский национальный университет строительства и архитектуры Министерства образования и науки Украины, Киев, 2010.

Диссертационная работа посвящена вопросам разработки принципов композиционного построения пластифицированных шлакощелочных цементов за счет использования в вяжущих композициях комплексных поверхностно-активных добавок на основе веществ гидрофобного и гидрофильного действия. Установлено, что распределение добавок по эффективностью не отвечает известным представлениям, которые характерны для клинкерных цементных систем, гидратированных водой, и изменяется в ряду: гидрофильные ПАВ (лигносульфонаты) гидроксикарбоновая группа нейтрализована щелочами (глюконат натрия) гидрофобные ПАВ (етилполигидросилоксаны) анионактивные ПАВ (нафталин- и меламинформальдегиды) синтетические полимерные ПАВ (полиакрилаты).

Проведены роботы по оптимизации состава комплексной добавки с учетом вида щелочного компонента шлакощелочной цементирующей системы, качественных характеристик компонентов и технологии изготовления цемента, какие позволили рекомендовать оптимальные составы и технологию получения пластифицированных шлакощелочных цементов с активностью 40…80 МПа, начальные сроки схватывания которых отвечают действующим стандартам на цементы общестроительного назначения (? 45 мин.), с эффектом пластификации в цементных пастах 110%, цементно-песчаных растворах 35…70% по сравнению с бездобавочными составами при низких показателях В/Ц = 0,30…0,33.

Разработаны и оптимизированы составы бетонов классов В40 на основе пластифицированного шлакощелочного цемента. Разработанные бетоны характеризируются пористостью, которая не превышает 5%, и водопоглощением - не более 4%. Установлены изменения эксплуатационных характеристик разработанных бетонов во времени и показано, что в растворах MgSO4 (3%-ой концентрации) и Na2SO4 (5%-ой концентрации) коэффициент коррозионной стойкости составляет 0,97…0,99 по сравнению с бетонами на основе портландцемента 0,88…0,91.

Показано, что бетоны на основе разработанного цемента отличаются меньшими показателями усадочных деформаций (показатели деформации усадки на 0,08 мм/м меньше по сравнению с бетонами на традиционном портландцементе); морозостойкостью (после 150 циклов переменного замораживания и оттаивания, образцы на основе пластифицированного шлакощелочного цемента повышают прочность сравнительно с портландцементными) и атмосферостойкостью (показатель атмосферостойкости составляет 200 циклов, что в 1,26 раза больше по сравнению с бетонами на основе ПЦ І 400).

Определено, что при пониженной температуре (от -4 до +4 0С) твердение разработанного бетона в начальный период проходит со значительным отставанием от твердения в нормальных условиях, однако после 7 суток процесс интенсифицируется и в возрасте 28 суток прочность бетона приближается к прочности бетонов в нормальных условиях твердения.

Предложены основы технологии изготовления пластифицированного шлакощелочного цемента и проведена апробация разработанных составов цементов в промышленных условиях.

Ключевые слова: долговечность, доменный гранулированный шлак, комплексные добавки, морозостойкость, прочность, сроки схватывания.

ABSTRACT

Pushkar V.I. Аlkaline slag cements and concretes based on them. - Manuscript.

Dissertation research for obtaining a scientific degree of candidate of technical sciences in speciality 05.23.05 - building materials and articles. - Kyiv National University of Construction and Architecture, Ministry of Education and Science of Ukraine, Kyiv, 2010.

A dissertation research is dedicated to the questions of development of principles of compositional build-up of the plasticized slag alkaline cements through the use in the cement compositions of complex surface -active additives based on substances of water repellent and hydrophilic action. The results of study suggested to conclude that the additives in their activity did not comply with the regularities characteristic of clinker cement systems hydrated with water and was found to vary in the following row: hydrophilic surface-active substances (lignosulphonates) hydroxycarbonic group neutralized with alkalies (sodium gluconate) hydrophobic surface-active substances (ethylpolyhydrosiloxanes) anion- active surface-active substances (naphthalene - and melaminformalde formaldehyde) synthetic polymeric surface-active substances (polyacrylates).

The results of works held on optimization of the composition of a complex additive with taking into account a type of alkaline activator to be used in the slag alkaline cementitious system, qualitative characteristics of the components and technology for making cement allowed to propose optimal compositions and technology for making plasticized slag alkaline cements with activity of 40…80 MPa, initial setting times meeting the standard- specified requirements for cements of common use (? 45 min.), with the increase in plasticizing effect in the cement paste- 110 %, in the cement- sand mortars- 35…70 % compared to those of additive-free compositions at low W/C values between 0.30 and 0.33.

The results of study allowed to develop and make optimization of the concretes of strength class В40 from plasticized slag alkaline cements. The developed concretes are characteristic of the porosity not exceeding 5% and water absorption - less than 4%. Variations of the service characteristics of the developed concretes over time were studied and the results obtained allowed to establish that a coefficient of corrosion resistance in the solutions of MgSO4 (3%-concentration) and Na2SO4 (5%-concentration) was 0.97 …0.99 (against 0.88…0.91 of Portland cement concretes). Main parameters of technological process for making the plasticized slag alkaline cement were developed and the pilot trials of the developed cement were carried out.

Keywords: complex additives, durability, frost resistance, granulated blastfurnace slag, setting times, strength.

Размещено на Allbest.ru