Високоміцні тонкозернисті бетони з комплексно модифікованою мікроструктурою

Размещено на http://www.allbest.ru/

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

05.23.05 - будівельні матеріали та вироби

Високоміцні тонкозернисті бетони з комплексно модифікованою мікроструктурою

Виконав Зайченко Микола Михайлович

Макіївка - 2009

АНОТАЦІЯ

бетон будівельний портландцементний клінкер

Зайченко Микола Михайлович. Високоміцні тонкозернисті бетони з комплексно модифікованою мікроструктурою. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.05 - будівельні матеріали та вироби. - Донбаська національна академія будівництва і архітектури, Макіївка, 2009.

На основі встановлення закономірностей зміни електроповерхневих властивостей (спектр і концентрація активних центрів, електрокінетичний потенціал) найбільш поширених мінеральних добавок бетону та портландцементу в результаті обробки в полі коронного розряду; впливу параметрів елетрообробки на пуцоланову активність мінеральних добавок та показники адсорбції аніонних суперпластифікаторів, у тому числі з бінарних розчинів на поверхні твердих речовин, що мають електричний заряд, розвинуто наукові основи одержання високоміцних тонкозернистих бетонів з комплексно модифікованою мікроструктурою. Розроблені склади комбінованих органо-мінеральних модифікаторів, що містять мінеральні речовини з відходів промисловості, характеризуються високою ефективністю і за своїм модифікуючим впливом на властивості бетонних сумішей і бетонів не поступаються відомим аналогам (модифікатори серії МБ, Геокон G, Sikacrete PP1HR). Результати промислового впровадження свідчать про значну перспективу використання розроблених складів бетону та органо-мінеральних модифікаторів у будівництві з метою зменшення матеріало- та енергоємності, підвищення довговічності і надійності будівель та споруд.

Ключові слова: високоміцний тонкозернистий бетон, мінеральна добавка, суперпластифікатор, активні центри, адсорбція, органо-мінеральний модифікатор, фізико-механічні та деформативні властивості.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Високоякісні і високоміцні бетони (High Performance and High Strength Concretes) - найбільш перспективні конструкційні матеріали в сучасному будівництві, що дозволяють суттєво зменшити матеріаломісткість конструкцій будівель і споруд, підвищити їх довговічність і надійність у порівнянні з конструкціями із звичайного бетону. Аналіз інформації з реалізації цілої низки унікальних будівельних об'єктів в Германії (віадук Kocher), Данії (міст Great Belt), Канаді (Hibernia Offshore Platform), Малайзії (бізнес-центр Petronas Twin Towers), Португалії (міст Vasco da Gama), Росії (ММДЦ Москва-Сити), США (хмарочос Union Plaza), Франції (тунель під Ла-Маншем, міст Elorn), Японії (238-m-high Roppongi Hills Mori Tower, міст Akashi Kaikyo) й ін. країнах свідчить про сталу тенденцію підвищення міцності бетону до 100-150 Мпа.

Особливістю структури цементного бетону як композиційного матеріалу є високий ступінь її неоднорідності, що обумовлює виникнення дефектів, які знижують фізико-механічні властивості бетону. Найбільш потенційно дефектним елементом структури бетону є контактна зона між цементним каменем і крупним заповнювачем, у зв'язку з чим один з основних напрямів вдосконалення структури бетону з метою підвищення його міцності і довговічності реалізується через зменшення розмірів крупного заповнювача із 20-40 мм до 3-10 мм (дрібнозернисті бетони) або 0,4-2,5 мм (тонкозернисті або реакційні порошкові бетони). Недоліком дрібно- та тонкозернистих бетонів є висока витрата портландцементу, що зумовлює зниження їх деформативних і експлуатаційних характеристик (підвищення усадки і повзучості, зниження морозостійкості, корозійної стійкості тощо). Це може бути усунено при частковій заміні портландцементу мінеральними добавками, що характеризуються високою пуцолановою активністю. З іншого боку високий вміст дисперсних частинок у складах тонкозернистих бетонів обумовлює провідну роль поверхневих явищ в процесах формування структури і властивостей. В свою чергу, властивості поверхні твердого тіла визначаються переважно спектром і концентрацією активних центрів (функціональних груп), що мають електричну природу. Регулювання енергетичних характеристик поверхні дисперсних твердих речовин шляхом зміни полярності, заряду та концентрації активних центрів при використанні хімічних добавок, механо-хімічній або електрофізичній активації є одним з перспективних напрямів створення композиційних матеріалів з заданим комплексом властивостей. В той же час теоретичні та експериментальні дослідження комплексного модифікування поверхні матеріалів, зокрема хімічними добавками та впливом високовольтного електричного поля, вивчені не достатньо. Встановлення закономірностей структуроутворення бетонних сумішей і бетонів, що комплексно модифіковані за рахунок електрофізичної активації дисперсних компонентів та використання ефективних комбінованих органо-мінеральних добавок з низькою собівартістю, дозволить спрямовано регулювати технологічні властивості бетонних сумішей, процес формування щільної мікроструктури композитів з міцними когезійними та адгезійними контактами, що забезпечить одержання ресурсозберігаючих, високоміцних і довговічних тонкозернистих бетонів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконано згідно з напрямками реалізації "Програми науково-технічного розвитку Донецької області на період до 2020 р." у межах науково-технічного проекту "Ресурсозберігаючі технології переробки мінеральних відходів промисловості Донбасу в ефективні будівельні матеріали та вироби", а також відповідно до держбюджетних науково-дослідних тем на замовлення Міністерства освіти і науки України: "Розробка і впровадження технології комплексної переробки техногенних покладів вуглевидобувної промисловості у високоякісні будівельні матеріали" (1997-1999 рр., № 0197U013906); "Встановлення закономірностей модифікування поверхневих властивостей мінеральних дисперсій за допомогою речовин органічного складу з метою вдосконалення структури будівельних матеріалів і виробів конгломератного типу" (2000-2002 рр., № 0100U000930); "Ефективні технології переробки промислових відходів органічного і мінерального походження в високоякісні дорожні бетони" (2003-2005 рр., № 0103U000588); "Розробка наукових, технічних та технологічних засад для створення бетонних та залізобетонних конструкцій, будівельних виробів з високими фізико-механічними та експлуатаційними властивостями" (2006-2008 рр., № 0106U002949). Автор дисертації є відповідальним виконавцем перелічених НДР.

Окремі розділи дисертації виконано у межах міждержавної наукової програми з досліджень властивостей високоміцних бетонів згідно з договором про співпрацю між Донбаською національною академією будівництва і архітектури та Російською академією архітектурно-будівельних наук (РААСН).

Мета дослідження - розвиток наукових основ одержання ресурсозберігаючих, високотехнологічних тонкозернистих бетонних сумішей та високоміцних і довговічних бетонів шляхом встановлення закономірностей формування мікроструктури бетону, що комплексно модифікована комбінованими органо-мінеральними добавками у поєднанні з електрофізичною активацією поверхні дисперсних компонентів бетону.

Задачі дослідження:

- виконати аналіз існуючих уявлень про структуру і властивості високоміцних тонкозернистих бетонів та впливу мінеральних добавок, суперпластифікаторів і поліфункціональних органо-мінеральних модифікаторів на властивості бетонних сумішей і бетонів;

- розвинути теоретичні уявлення про механізм активації мінеральних дисперсій у високовольтному електричному полі коронного розряду;

- розрахувати параметри електростатичної поляризації дисперсних компонентів в полі коронного розряду і визначити основні конструктивні характеристики експериментальної установки для активації;

- дослідити вплив електричного поля коронного розряду на електроповерхневі властивості мінеральних дисперсних компонентів бетону і з їх урахуванням виконати розрахунки потенційної енергії взаємодії частинок в дисперсних системах;

- виконати дослідження і розвинути уявлення про закономірності адсорбції аніонних поліелектролітів (суперпластифікаторів) із індивідуальних розчинів на поверхні мінеральних добавок і мономінералів портландцементного клінкеру з урахуванням їх електроповерхневих властивостей;

- встановити закономірність адсорбції аніонних поліелектролітів із бінарних розчинів (двох суперпластифікаторів) і на її основі розробити технологічну послідовність виробництва бетонних сумішей з комбінованими органо-мінеральними модифікаторами, що забезпечить найбільш високі показники технологічних властивостей бетонних сумішей та фізико-механічних характеристик бетонів;

- дослідити пуцоланову активність мінеральних добавок з відходів промисловості, оброблених в електричному полі коронного розряду; розробити і оптимізувати склад комбінованих органо-мінеральних модифікаторів;

- визначити технологічні властивості бетонних сумішей, що містять комбіновані органо-мінеральні модифікатори і портландцемент, активовані в полі коронного розряду, та фізико-механічні і деформативні властивості високоміцних бетонів;

- виконати дослідно-промислове впровадження результатів дослідження і оцінити їх техніко-економічну ефективність.

Об'єкт дослідження - тонкозернисті цементобетонні суміші та бетони, що містять активовані в електричному полі коронного розряду портландцемент та органо-мінеральні модифікатори.

Предмет дослідження - процеси і явища, що визначають закономірності формування технологічних властивостей тонкозернистих бетонних сумішей, міцнісних, деформативних та експлуатаційних показників якості тонкозернистих бетонів з комплексно модифікованою мікроструктурою.

Методи досліджень. Теоретичні дослідження ґрунтуються на положеннях і закономірностях фізики, фізичної та колоїдної хімії. Експериментальні дослідження виконано за допомогою стандартних та спеціальних методів. Використано такі методи фізико-хімічного аналізу як: диференційний термогравіметричний - ДТГ (Q-1500), рентгенофазовий - РФА (ДРОН-3), інфрачервона спектроскопія - ІЧС ("IR-75 Specord"), спектроскопія дифузного відбиття (ІЧС-Фур'є, "BRUKER"), скануюча електронна мікроскопія з енергодисперсійною спектроскопією - СЕМ (РЕММА-102-02, SELMI), спектрофотометрія (СФ-26), калориметрія (ТГЦ-1), потенціометричне титрування (рН-121). Дослідження електрокінетичного потенціалу мінеральних речовин виконано методом вимірювання потенціалу протікання; спектру і концентрації активних центрів поверхні - спектрофотометричним методом за показниками адсорбції індикаторів Гамета.

Оптимізацію складів органо-мінеральних модифікаторів та бетонів проведено з використанням математичних моделей (програма "Astat 2.0" в середовищі "MathCAD for Windows"). Для обробки і аналізу результатів експериментів застосовано методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у наступному:

- дістали подальший розвиток наукові основи одержання ресурсозберігаючих, високотехнологічних тонкозернистих бетонних сумішей та бетонів з високими показниками фізико-механічних і деформативних властивостей, що полягають у встановленні закономірностей формування мікроструктури бетону, комплексно модифікованої комбінованими органо-мінеральними добавками та електричною активацією дисперсних компонентів бетону в полі коронного розряду;

- розвинуто теоретичні уявлення про механізм впливу високовольтної електростатичної активації компонентів бетонних сумішей, зокрема в полі коронного розряду, на міжчастинкові взаємодії в дисперсних системах, формування мікроструктури і властивостей бетонів;

- з використанням комп'ютерного моделювання електричного поля коронного розряду виконано розрахунок параметрів електростатичної поляризації дисперсних компонентів бетонних сумішей, що дозволяє визначити основні конструктивні характеристики пристроїв для активації;

- вперше встановлено закономірності зміни електроповерхневих властивостей (спектр і концентрація активних центрів) найбільш поширених мінеральних добавок бетону в результаті обробки в полі коронного розряду; показано, що при негативній полярності коронуючого електроду підвищується концентрація центрів з pK_a=-4,4 і +8,8 на поверхні кварцу; -4,4 і +7,3 - вапняку, золи-винесення і шамотно-каолінового пилу. У полі позитивної корони активізуються центри з pK_a=+2,1; +8,8 і +12,8 на поверхні кварцу; -4,4; +8,8 і +12,8 - вапняку; +8,8 і +12,8 - золи-винесення; +12,8 - шамотно-каоліновому пилу;

- на основі одержаних експериментальних залежностей впливу електроповерхневого потенціалу мінеральних добавок і мономінералів портландцементного клінкеру на показники адсорбції суперпластифікаторів С-3 (поліметиленнафталінсульфонат) та FM-34 (модифікований полікарбоксилатний ефір) розвинуто теоретичні уявлення про закономірності адсорбції аніонних поліелектролітів на поверхні твердих речовин, що мають електричний заряд;

- вперше досліджено закономірності адсорбції суперпластифікаторів у вигляді аніонних поліелектролітів із бінарних розчинів з різним співвідношенням вихідних компонентів; встановлено, що суперпластифікатор С-3 порівняно з суперпластифікатором FM-34 адсорбується в значно більшій кількості як на поверхні мінералу С₃А, так і меленого вапняку, що мають позитивний заряд поверхні;

- виявлено закономірності структуроутворення цементних паст, що містять мінеральні добавки, активовані в електричному полі коронного розряду (зола-винесення, пил шамотно-каоліновий, пил цементних печей, мелений вапняк);

- визначено оптимальні співвідношення компонентів комбінованих органо-мінеральних модифікаторів (мікрокремнезем агломерований, мелена золошлакова суміш ТЕС, пил шамотно-каоліновий, суперпластифікатори С-3 і FM-34), що забезпечують найбільш високі показники технологічних властивостей бетонних сумішей та фізико-механічних і деформативних властивостей тонкозернистих бетонів.

Практичне значення одержаних результатів полягає в розробці і дослідно-промисловій апробації:

- складів і технології тонкозернистих бетонів з комплексно модифікованою мікроструктурою комбінованими органо-мінеральними добавками у поєднанні з електрофізичною активацією поверхні дисперсних компонентів бетону, які відрізняються високими фізико-механічними та деформативними характеристиками, а також високою технологічністю бетонних сумішей;

- пристроїв і способу активації дисперсних компонентів бетонної суміші в електричному полі коронного розряду (патенти України на винахід №№ 26894, 30862, 82406) - дослідно-промислове впровадження підприємством "Стакон", м. Донецьк;

- складів ефективних комбінованих органо-мінеральних модифікаторів бетонів з використанням відходів промисловості (мікрокремнезем агломерований Стаханівського заводу феросплавів, пил-винесення шамотно-каоліновий Володимирського заводу вогнетривів, золошлакова суміш Вуглегірської ТЕС), які за своїм модифікуючим впливом на властивості бетонних сумішей і бетонів не поступаються відомим аналогам (модифікатори серії МБ, Геокон G, Sikacrete PP1HR);

- складу швидкотверднуючої сухої бетонної суміші наливного типу, призначеної для високоточної цементації (монтажу) обладнання і металоконструкцій, який за показниками якості відповідає складу торгівельної марки EMACO®S33 (MASTERFLOW®980), і апробований при реконструкції фундаменту підіймальної машини головного ствола ДП "ВК "Краснолиманська" при виконанні робіт з монтажу опорних сталевих плит барабана підіймальної машини;

- "Технологічного регламенту виробництва сухих будівельних сумішей для ремонту бетонних і залізобетонних конструкцій, високоточної цементації (монтажу) обладнання і металоконструкцій" - впроваджено підприємством "Стакон", м. Донецьк.

Визначено техніко-економічну ефективність застосування розроблених комбінованих органо-мінеральних модифікаторів у складах важкого бетону середнього класу за міцністю на стиск - В40:

- у технології збірного залізобетону при виробництві стійок електричної мережі досягнуто зниження тривалості теплової обробки бетону та собівартості бетонної суміші за умови набуття бетоном виробів міцності розпалублення не менше 70 % проектної (ЗАТ "Бетон Нова", с.м.т. Миронівський);

- при виробництві товарних бетонних сумішей досягнуто зниження собівартості на 49,9 грн./м³ ("ТВП ЛІОС", м. Донецьк).

Результати дисертаційного дослідження використовуються в навчальному процесі при підготовці студентів спеціальності 7.092104 "Технологія будівельних конструкцій, виробів і матеріалів" в курсі лекцій та лабораторних робіт з дисципліни "Бетони і будівельні розчини".

Особистий внесок здобувача. Основні наукові результати дисертації одержані здобувачем особисто. Окремі складові теоретичних та експериментальних досліджень, а також впровадження результатів дисертаційної роботи виконано зі співавторами наукових праць, що викладені у списку публікацій.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати дисертаційної роботи оприлюднені на національних і міжнародних конференціях та семінарах: "Формування навколишнього середовища на урбанізованих територіях Криму" (Сімферополь, 1996); 10^th International Congress on the Chemistry of Cement (Gцteborg, 1997); Наукових читаннях, присвячених пам'яті О.П. Мчедлова-Петросяна (Харків, 1998); The Second International Conference held at the V.D. Glukhovsky Scientific Research Institute of Binders and Materials (Kiyv, 1999); "Creating with concrete" (Dundee, 1999); "Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону" (Київ, 1999); "Донбас-2020: Охорона довкілля та екологічна безпека" (Донецьк, 2001); "Действие электрических полей (электрического тока) и магнитных полей на объекты и материалы" (Москва, 2002); науковій конференції, присвяченій 85-річчю Національної академії наук України (Донецьк, 2003); "Композиційні матеріали підвищеної довговічності для будівництва" (Макіївка, 2004); "Інноваційні технології діагностики, ремонту та відновлення об'єктів будівництва і транспорту" (Алушта, 2004, 2005); "Структуроутворення, міцність і руйнування композиційних будівельних матеріалів і конструкцій" (Одеса, 2004, 2005, 2006); "Бетон и железобетон - пути развития" (Москва, 2005); "Баштові споруди: матеріали, конструкції, технології" (Макіївка, 2003, 2005); "Енергозаощадження у будівництві" (Чернівці, 2006); "Строительство-2006" (Ростов-на-Дону, 2006); "Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди" (Рівне, 2006, 2008); "Проблеми надійності та довговічності інженерних споруд та будівель на залізничному транспорті" (Харків, 2006); "Сучасні будівельні конструкції і матеріали для промислового, цивільного та дорожнього будівництва" (Макіївка, 2006); The Third International Conference on the Alkali Activated Materials - Research, Production and Utilization (Prague, 2007); "Межрегиональные проблемы экологической безопасности" (Одеса, 2007); "Современные проблемы строительства" (Донецьк, 2007); "Экология промышленных регионов" (Луганськ, 2008); міжнародній науково-технічній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених МДБУ-ДонНАБА (Москва, 2008); "Бетони і розчини з використанням ефективних добавок та відходів промисловості" (Київ, 2008).

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету і задачі дисертаційного дослідження, викладено наукову новизну та практичне значення одержаних результатів, наведено інформацію щодо структури та обсягу дисертації, публікацій та апробації роботи.

У першому розділі проаналізовано сучасний стан питання з напряму теми дисертації. Аналіз публікацій провідних вітчизняних і зарубіжних вчених, наукових шкіл в області бетоноведення свідчить про те, що в сучасному капітальному будівництві все більше застосування знаходять високоміцні та високоякісні бетони (High Strength and High Performance Concretes).

Дослідження, що виконані науковими школами під керівництвом Й.М. Ахвердова, Ш.Т. Бабаєва, В.І. Бабушкіна, Ю.М. Баженова, О.Я. Берга, В.А. Вознесенського, О.О. Гвоздєва, І.М. Грушка, А.Є. Дьосова, Р. Лерміта, О.Г. Комара, Ф.М. Лі, В. Рамачандрана, М.В. Свиридова, М.І. Ситника, І.М. Френкеля, Д.І. Цейлона та ін., дозволили сформулювати основні передумови одержання високоміцних бетонів.

Значний внесок в подальший розвиток технології високоміцних бетонів і бетонів з високими експлуатаційними властивостями внесли: А.М. Асирян, Ю.М. Баженов, В.Г. Батраков, В.М. Вировий, Б.В. Гусєв, Л.Й. Дворкін, О.Л. Дворкін, С.С. Капрієлов, С.В. Коваль, П.Г. Комохов, П.В. Кривенко, О.Г. Ольгінський, А.М. Плугін, А.А. Плугін, К.К. Пушкарьова, Б.В. Ратінов, Н.М. Руденко, Р.Ф. Рунова, М.А. Саницький, В.І. Соломатов, М.М. Сичов, О.В. Ушеров-Маршак, М.Ш. Файнер, В.Р. Фалікман, Б.Б. Хасанов, В.В. Чистяков, Л.О. Шейніч, О.О. Шишкін, P.-C. Aїtcin, M.H. Cheyrezy, M. Collepardi, S. Collepardi, R.J. Flatt, S. Hanehara, T.C. Holland, V.M. Malhotra, P.K. Mehta, E.F. O'Neil, P. Richard, H. Taylor та ін.

Особливістю структури цементного бетону як капілярно-пористого композиційного матеріалу є високий ступінь її неоднорідності, що обумовлено неоднаковим кількісним вмістом компонентів бетону з різними фізико-механічними та деформативними властивостями. Крупні зернини заповнювача, що слабо деформуються, створюють в зоні адгезійного контакту "розчин - щебінь" додаткові області концентрації напружень з можливим частковим порушенням зчеплення між щебенем і цементно-піщаним розчином, що може позначатися на величині максимально досяжної міцності бетону і його довговічності. У зв'язку з цим вдосконалення структури бетону, що спрямоване на підвищення його міцності, досягається зменшенням розмірів крупного заповнювача з 20-40 мм до 3-10 мм, а найбільш міцними багатокомпонентними бетонами мають стати тонкозернисті (порошкові) бетони з максимальною крупністю зерен заповнювача до 2,5 мм (Ю.М. Баженов).

Недоліком дрібно- і тонкозернистих бетонів є висока витрата портландцементу, що обумовлює зниження їх деформативних і експлуатаційних характеристик (підвищення усадки і повзучості, зниження морозостійкості, корозійної стійкості). Це може бути усунено при частковій заміні цементу поліфункціональними органо-мінеральними модифікаторами на основі мінеральних речовин з високою пуцолановою активністю і ефективних суперпластифікаторів (В.Г. Батраков, С.С. Капрієлов). В той же час з урахуванням надто високої вартості кондиційного мікрокремнезему (0,25-0,50 EUR/кг), а також полікарбоксилатних та поліакрилатних суперпластифікаторів (СП) - основних компонентів відповідно мінеральної і органічної складових модифікаторів, собівартість високоміцних бетонів значно збільшується у порівнянні із звичайними бетонами.

Досвід виробництва високоміцних бетонів свідчить про ефективність комбінування мінеральних добавок з різною пуцолановою активністю (K.G. Sobolev, R.K. Dhir, N. Voglis). Позитивні результати одержані при частковій заміні мікрокремнезему кальцієво-кремнеземними (мелений доменний граншлак, пил цементних печей) або алюмосилікатними дисперсними добавками (низькокальцієва зола-винесення ТЕС, метакаолін). Розробка складів комбінованих органо-мінеральних модифікаторів, що містять суміші мінеральних речовин з відходів промисловості (зола-винесення і мелений шлак ТЕС, агломерований мікрокремнезем з шламонакопичувачів, шамотно-каоліновий пил обертових печей випалу шамоту тощо), забезпечить значне зниження собівартості бетонів при досягненні необхідних технологічних та фізико-механічних властивостей.

Наявність у складі тонкозернистих бетонних сумішей великої кількості дисперсних частинок - портландцементу, мінеральних добавок та дрібних зерен заповнювача, обумовлює високі значення об'ємного вмісту твердої фази і питомої поверхні. У міру збільшення цих показників різко зменшується рухливість і текучість сумішей, зростає в'язкість. Для одержання структури бетону з високою щільністю і міцністю необхідно, не збільшуючи вміст рідкої фази, знизити в'язкість, міцність і, відповідно, до максимуму підвищити текучість первинної коагуляційної структури (Н.Б. Ур'єв). Провідні вчені європейських країн в ході виконання міжнародного наукового проекту з досліджень сучасних суперпластифікаторів ("Superplast project") дійшли однозначного висновку, що диспергування агломератів з цементних частинок (флокул) - ключовий чинник підвищення рухливості бетонних сумішей або зниження їх водопотреби.

Підвищені вимоги до легкоукладальності бетонних сумішей, її збереження в часі вимагають розробки нових високоефективних суперпластифікаторів, механізм диспергування яких полягає в комбінації електростатичного відштовхування подвійних електричних шарів (ПЕШ) і стеричного бар'єру (R.J. Flatt). Застосування сумішей суперпластифікаторів з різним механізмом стабілізації систем забезпечує зменшення собівартості бетонних сумішей, зниження водопотреби і продовження термінів збереження рухливості (M. Collepardi, S. Hanehara). Проте при формуванні складів комплексних добавок обов'язковим має бути урахування колоїдно-хімічних явищ адитивності, синергізму або антагонізму при взаємодії речовин різної природи (О.В. Ушеров-Маршак). Окрім того, ефективність суперпластифікаторів визначається з урахуванням сумісності з вживаними цементами, мінеральними добавками і забезпечується за рахунок оптимальних сполучень та співвідношень компонентів (С.В. Коваль, О.В. Ушеров-Маршак, Л.О. Шейніч). Різноманіття цементів і широкий вибір хімічних добавок обумовлюють ситуацію несумісності в цементних системах все більш значущою. Особливо гостро ця проблема виявляється в технології високоміцних бетонів з низьким водоцементним відношенням (P-C. Aїtcin). Сумарна поверхня інгредієнтів у складі високоміцного тонкозернистого бетону досягає дуже високого значення, що зумовлює провідну роль поверхневих явищ в процесах формування їх структури і властивостей. Так, одним з основних чинників, що впливають на адсорбцію поліелектролітів (іоногенних суперпластифікаторів) на межі розділу фаз, є електрична взаємодія в області ПЕШ. При цьому величина адсорбції поліелектролітів на зарядженій поверхні залежить не тільки від енергії адсорбції елементарного сегменту, концентрації адсорбату та його молекулярної маси, термодинамічної якості розчинника, але також щільності зарядів поверхні та макроіона, ступеня екранування заряду поліелектроліту (О.О. Баран).

Одним з сучасних і перспективних способів управління реологічними властивостями, структуроутворенням мінеральних дисперсій є електретна модифікація поверхні дисперсних компонентів. Електретний стан характеризується наявністю в діелектрику внутрішньої поляризації, що створюється зовнішнім електричним полем і довго зберігається після його зняття (Ф.Ф. Волькенштейн). Раніше встановлено, що за допомогою електрофізичних способів модифікування поверхневих властивостей портландцементу і дисперсних мінеральних добавок можна досягати таких ефектів: підвищення реакційної здатності і обмінної ємності поверхні; зміни знаку і величини поверхневого заряду, товщини сольватної оболонки навколо частинок; підвищення змочуваності поверхні (гідрофільних властивостей) (В.А. Матвієнко, М.М. Сичов). Знаки електричних зарядів в дисперсних системах, що гідратуються, обумовлюють утворення в них гомогенних або гетерогенних контактів, які, у свою чергу, визначають реологічні властивості цементних паст і міцність каменя в'яжучого (В.І. Бабушкін, А.М. Плугін, А.А. Плугін).

Таким чином, попередня електрофізична активація дисперсних компонентів бетонної суміші у поєднанні з модифікуванням комбінованими органо-мінеральними добавками дозволить направлено регулювати технологічні властивості бетонних сумішей, процеси формування щільної мікроструктури композитів з міцними когезійними та адгезійними контактами, що забезпечить одержання високоміцних і довговічних тонкозернистих бетонів.

У другому розділі представлено теоретичні передумови розробки комплексного фізико-хімічного способу управління процесами формування структури і властивостей високоміцних тонкозернистих бетонів, сформульовано наукові гіпотези дослідження.

Для практичної реалізації способу високовольтної активації дисперсних компонентів бетону розроблено ряд різних пристроїв. Професором В.А. Матвієнком запропонована конструктивна схема пристрою для активації вихідних компонентів бетону (цемент, заповнювачі, мінеральні добавки) в бункерах оперативного запасу БЗЦ. Пристроєм є конденсатор з двома видами пластин, що чергуються - контактних й ізольованих електродів, які створюють зовнішнє однорідне електричне поле, а процес зарядження частинок відбувається шляхом електростатичної індукції. В результаті поляризації дисперсних частинок на їх поверхні утворюються зв'язані заряди, вектор напруженості E_п електричного поля яких направлений всередині діелектрика протилежно вектору напруженості E₀ зовнішнього електричного поля, що викликає поляризацію. В результаті напруженість поля всередині діелектрика виявляється рівною E=E₀+E_п або E=E₀-E_п.

Значно більш суттєвий ефект при електрообробці дисперсних компонентів може бути досягнутий в неоднорідному електричному полі, зокрема в полі коронного розряду, яке є найбільш ефективним способом генерації електричних зарядів необхідної полярності. У зв'язку з цим з метою подальшого вдосконалення технології електроактивації дисперсних компонентів бетону розроблена конструкція дослідної установки, що працює за принципом вертикальних трубчастих електрофільтрів.

Заряд, що набувають частинки в полі коронного розряду, залежить від їх розмірів, форми, а також діелектричної проникності. Тривало можуть зберігати заряд лише матеріали-діелектрики з високим перехідним опором - не нижче 10³ Ом. Дисперсні матеріали, що широко використовуються в технології бетону, характеризуються дуже високими показниками перехідного опору: гіпс - 10¹¹; кальцит - 10¹²; кварц - 10¹³; зола - 10²² Ом (М.Ф. Олофінський), а значить, за певних умов здатні тривало зберігати інжектований електричний заряд.

З використанням комп'ютерного моделювання електричного поля коронного розряду виконано розрахунок параметрів електростатичної поляризації дисперсних компонентів бетонних сумішей, що дозволяє визначити основні конструктивні характеристики пристроїв для активації. При діаметрі поперечного перетину коронуючого електроду d=0,6 мм, діаметрі циліндру-пристрою D=100 мм, потенціалі електроду U=-25 кВ і струмі коронного розряду на одиницю довжини електроду i=0,5 mA/м об'ємна щільність заряду складає 170 Кл/м³ (10⁶ однозарядних іонів в 1 мм³). Біля заземленої поверхні металевого циліндра вона приблизно в чотири рази нижче, залишаючись при цьому достатньо високою.

Властивості поверхні твердого тіла багато в чому визначаються концентрацією і полярністю активних центрів (по Г.І. Дістлеру - угрупування з точкових дефектів різного знаку заряду, що розташовані на відстані 5-25 нм), які, у свою чергу, істотно впливають на міжфазові та міжчастинкові взаємодії в дисперсних системах. При цьому важливим наслідком електрично активного рельєфу поверхні твердих тіл є їх далеко впливові ефекти, а компенсація зарядів на поверхні різних мінералів призводить до зменшення хімічної активності, тобто відбувається її "старіння".

Професором М.М. Сичовим поверхня мінеральної добавки розглядається з одного боку як "… активна підкладка, на якій формуються гідросилікати, структурні мотиви цементуючих фаз", а з іншого боку - як заряджена поверхня, що відбивається на формуванні адгезійних контактів. Харківською науковою школою (В.І. Бабушкін, А.М. Плугін, А.А. Плугін) розвинуто фізико-хімічну теорію міцності дисперсних систем, зокрема розроблено схему будови електрогетерогенних контактів між структурними елементами в цементному камені, на міцність яких впливають елетроповерхневі властивості, у тому числі елетроповерхневий потенціал та поверхнева щільність заряду. Отже, підвищення активності поверхні мінеральних добавок та портландцементу в результаті дії зовнішнього електричного поля повинне забезпечувати підвищення міцності адгезійних контактів і міцності композиту в цілому.

За сучасними уявленнями на поверхні частково дегідратованого твердого оксиду присутні кислотні й основні центри Льюїса і Бренстеда. Активні центри поверхні мінеральних добавок з рК_а=-4…0 інтенсифікують гідратацію в'яжучого, центри з рК_а=0…+7 незначно впливають на гідратацію і міцність цементного каменя, а центри з рК_а+7 знижують ступінь гідратації і міцність каменя в'яжучого (П.Г. Комохов). Зміна в електронній системі поверхні твердої речовини під впливом тих або інших чинників, зокрема електричного поля коронного розряду призводить до зрушення у відповідному напрямі кислотно-основної рівноваги, що виражається у зміні констант іонізації поверхневих центрів адсорбції.

Обробка мінеральних порошків в полі коронного розряду призводить до зміни величини поверхневого заряду і електричного потенціалу. Встановлено, що інтегральний знак заряду поверхні частинок портландцементу (ПЦ-І 42,5 N, "Балцем") позитивний (=+2,6 mВ), тоді як зола-винесення ТЕС і кремнеземний пил (мікрокремнезем) мають негативний заряд (=-14,9 і -24,1 mВ, відповідно). При обробці дисперсних матеріалів в полі коронного розряду при негативній полярності коронуючого електроду (U=-23 кВ) абсолютне значення електрокінетичного потенціалу збільшується, при цьому знак заряду для всіх матеріалів - негативний (=-12,2; -34,6 і -54,7 mВ, відповідно для портландцементу, золи-винесення і мікрокремнезему).

За умови існування сильних далеко діючих сил ван-дер-ваальсового притягання між колоїдними частинками випливає, що для стабілізації дисперсної системи необхідно масштаб дії сил відштовхування звести до масштабу дії сил притягання (5-10 нм), а висота первинного максимуму на кривій потенційної енергії взаємодії частинок повинна бути більше 24 kT (D.H. Napper). Розрахунок потенційної енергії парної взаємодії двох частинок виконано за допомогою комп'ютерної програми "Potential" з урахуванням таких умов - взаємодія частинок у розчині фонового електроліту KCl (С=0,01м, J=10 моль/м³), температура 20С, розмір частинок портландцементу і золи-винесення 1 мкм, мікрокремнезему - 0,1 мкм. Розрахунки показують, що при взаємодії двох частинок портландцементу в системі переважає притягання, що обумовлює їх флокуляцію і втрату агрегативної сталості цементної пасти. Для систем з негативно зарядженими частинками золи-винесення і мікрокремнезему переважає відштовхування, а енергія потенційного бар'єру становить відповідно 35 і 100 kT. Обробка мінеральних дисперсій в полі коронного розряду забезпечує електростатичну стабілізацію систем внаслідок взаємного відштовхування подвійних електричних шарів (висота первинного максимуму для частинок мікрокремнезему досягає значення 750 kT). В той же час при підвищенні іонної сили порової рідини до J=200 моль/м³ відбувається стиснення ПЕШ, і вже на відстані більше 2 нм для всіх систем переважаючим у взаємодії частинок є молекулярне притягання, що спричиняє їх рефлокуляцію.

Для підвищення агрегативної сталості цементних паст необхідна електростерична стабілізація - комбінація електростатичного відштовхування ПЕШ і стеричного бар'єру, що досягається приєднанням до поверхні частинок шару гнучких макромолекул полімеру. При цьому електростатичний внесок в електростеричну стабілізацію може бути пов'язаний з наявністю заряду на поверхні дисперсної частинки і (або) із зарядами на поліелектроліті.

Останніми роками у зв'язку з пошуком способів ефективного управління властивостями дисперсних систем і процесів, що відбуваються в них, інтенсивно досліджуються властивості сумішей ПАР, які широко використовуються в прикладних цілях, що пояснюється низкою причин як економічного, так і фізико-хімічного характеру. Адсорбція ПАР із змішаних розчинів залежатиме, перш за все, від адсорбційної здатності кожного з компонентів. Німецькими вченими встановлено, що в системах з багатокомпонентними хімічними добавками процеси на поверхні мінерального в'яжучого можуть бути виражені конкуренцією аніонних добавок за позитивно заряджені центри адсорбції. Адсорбція молекул з більш високою щільністю негативних зарядів є переважною. Розрахункова щільність негативного заряду для різних фракцій поліметиленнафталінсульфонату (ПНС) складає (3780-4110)10^-6 Екв./г, а для полікарбоксилатних ефірів (ПКЕ) з різною молекулярною масою основного полімеру і прищеплених ланцюгів це значення досягає лише (430-1340)10^-6 Екв./г (J. Plank, C. Winter).

Таким чином, аніони з'єднань з великим електричним зарядом, такі як сульфат, карбонат або фосфат, можуть перешкоджати адсорбції полікарбоксилатного суперпластифікатора з низькою щільністю заряду аніонів. У разі застосування у складі бетонної суміші двох суперпластифікаторів - аніонних поліелектролітів, зокрема поліметиленнафталінсульфонату і модифікованого полікарбоксилатного ефіру, конкурентна адсорбція приведе, ймовірно, до того, що в адсорбційному шарі знаходитимуться молекули ПНС, що характеризуються більш високою щільністю заряду аніону і меншим ступенем іонізації порівняно з ПКЕ.

Отже, на підставі аналізу стану питання за напрямом дослідження, а також теоретичних передумов розробки способу управління процесами структуроутворення високоміцних тонкозернистих бетонів механізм комплексного (електрофізичного та хімічного) модифікування структури бетонів представлено у вигляді наступних наукових гіпотез.

1. Наявність залишкової поляризації і вільного заряду (електретний стан) на поверхні мінеральних дисперсних компонентів бетону, оброблених в електричному полі коронного розряду, має забезпечувати прояв таких ефектів:

- зміни виду і концентрації активних центрів поверхні, що надає можливість регулювати величину адсорбції суперпластифікаторів, швидкість гідратації в'яжучого та забезпечити підвищення міцності когезійних і адгезійних контактів в системі, міцності композиційного матеріалу в цілому;

- електростатичної стабілізації дисперсних систем за рахунок кулонівського відштовхування частинок з однаковим за знаком зарядом, що забезпечить підвищення початкової рухливості бетонних сумішей (зниження водопотреби сумішей з однаковою рухливістю).

2. Для одержання високотехнологічних бетонних сумішей, що характеризуються збереженням вихідних властивостей протягом певного проміжку часу, окрім електростатичної необхідна електростерична стабілізація систем - додавання комбінованого органо-мінерального модифікатора, що містить мінеральну добавку (суміш мінеральних добавок) і два суперпластифікатора на основі нафталін(меламін)формальдегідного конденсату та полікарбоксилатного полімеру. Перемішування бетонної суміші повинне здійснюватися за роздільною технологією, що виключає конкурентну адсорбцію двох аніонних поліелектролітів на позитивно заряджених активних центрах поверхні твердої фази і забезпечить первинну адсорбцію полікарбоксилатного суперпластифікатору на зернах в'яжучого та його продуктів гідратації. Наявність в системі "вільного" (неадсорбованого) суперпластифікатору на основі ПНС буде створювати додатковий ефект стабілізації (стабілізація витисненням), що забезпечить підвищення рухливості бетонної суміші та збереження її у часі.

У третьому розділі приведені результати досліджень впливу високовольтної поляризації на спектр і концентрацію активних центрів поверхні мінеральних добавок, адсорбцію суперпластифікаторів на поверхні мінеральних добавок і мономінералів портландцементного клінкеру, реологічні властивості мінеральних дисперсій і цементних паст.

Кількісне визначення центрів адсорбції проведено методом спектрофотометрії у видимій області спектру (однопроменевий спектрофотометр СФ-26; погрішність установки ??0,2 нм, вимірювання D?0,03) за адсорбцією колірних індикаторів різного типу (індикатори Гамета) з водних розчинів. Перед початком проведення експериментів проби мінеральних добавок висушували при температурі 105-110С до постійної маси, після чого просіювали через сита № 008 та № 0056 і відбирали фракцію матеріалів 80-56 мкм (для забезпечення однакової питомої поверхні порошків).

Аналіз даних, приведених на рис. 1, показує, що поверхня вихідного меленого кварцу представлена в основному кислими Si-OH…H-OH (pK_a=-4,4), помірно кислими Si-OH (pK_a=+2,1) і слаболужними Si-(OH)₃ (pK_a=+8,8) центрами адсорбції. Обробка кварцу в полі коронного розряду з негативним коронуючим електродом в два рази підвищує концентрацію центрів з pK_a=-4,4 і у вісім разів - центрів з pK_a=+8,8 (рис. 1 а). В той же час, при позитивному знаку коронуючого електроду спостерігається зворотна картина, але при цьому відмічено і значне зростання концентрації лужних центрів з pK_a=+12,8. Незалежно від полярності коронуючого електроду відбувається збільшення кількості помірно кислих центрів (pK_a=+2,1) і незначно слабокислих центрів Si-(OH)₂ (pK_a=+7,3).

Для вихідного меленого вапняку, що представлений в основному карбонатом кальцію і має позитивний заряд поверхні, найбільш високі значення концентрації центрів адсорбції індикаторів Гамета припадають на області з pK_a=+2,1; +7,3 і +8,8. У електричному полі негативної полярності активізуються в основному тільки кислі (pK_a=-4,4) і слабокислі (pK_a=+7,3) центри, тоді як поле позитивної полярності концентрацію кислих і помірно кислих центрів зменшує, проте різко підвищує вміст лужних поверхневих груп з pK_a=+12,8 (рис. 1 г).

Поверхня золи-винесення і шамотно-каолінового пилу, як речовин алюмосилікатного складу, характеризується більш широким спектром центрів адсорбції і більш високою їх концентрацією. Для вихідної золи-винесення переважними є кислі, помірно кислі і лужні (pK_a=-4,4; +2,1; +12,8) центри адсорбції. При обробці золи-винесення в полі негативної корони підвищується концентрація кислих центрів, а в полі позитивної корони їх вміст різко знижується, але значно підвищується кількість лужних центрів з pK_a=+8,8 і +12,8. Приблизно така ж закономірність відмічена і для шамотно-каолінового пилу (рис. 1 б, в).

За даними спектрів дифузного відбиття (ІЧС-Фур'є, "BRUKER") на поверхні меленого кварцу відмічена смуга при 3445 см^-1, яка може бути віднесена до валентних коливань груп ОН, утворених в результаті адсорбції молекул води за кислотним механізмом на лужних центрах Льюїса типу Si-O^-…H⁺-OH^-. Інтенсивність цієї смуги підвищується при обробці меленого кварцу в полі коронного розряду при негативній полярності коронуючого електроду, що свідчить про зростання кислотності поверхні кварцу і узгоджується з даними, приведеними на рис. 1 а. На поверхні меленого кварцу, обробленого в полі негативної корони, з'являються також смуги валентних коливань при 3750 см^-1 і 3560 см^-1, які відсутні у контрольного зразка. Високочастотна смуга при 3750 см^-1 асоціюється з центрами, які утворені виходом на поверхню вершини тетраедра Si-O-OH, що призводить до утворення кислотного центру Бренстеда помірної сили. На рис. 1 а також відмічено підвищення величини адсорбції індикаторів Гамета з рК_а=+2,1 (помірно кислі центри) при електрообробці меленого кварцу при негативній полярності коронуючого електроду. Смуга при 3560 см^-1 пов'язана з молекулами води, адсорбованими на активних центрах Льюїса.

Таким чином, дані спектрів дифузного відбиття узгоджуються з результатами адсорбції колірних індикаторів на поверхні мінеральних дисперсних добавок, зокрема меленого кварцу. Обробка мінеральних добавок в електричному полі коронного розряду призводить до зміни спектру і концентрації активних центрів поверхні. Різна орієнтуюча сила активних центрів поверхні на молекули й іони речовин, що адсорбуються, є причиною вибіркової адсорбції.

Кількість речовини, що адсорбована з розчину поверхнею твердого тіла, вимірювали за різницею концентрацій розчиненої речовини до початку і після проведення адсорбції методом спектрофотометрії. При вимірюванні спектрів поглинання в розчинах різної концентрації заздалегідь перевіряли виконання об'єднаного закону Бугера-Ламберта-Бера (залежність оптичної щільності D від концентрації C при постійній довжині хвилі і товщині поглинаючого шару l).

Встановлено, що серед досліджених мінеральних добавок максимальне абсолютне значення адсорбції поліметиленнафталінсульфонату (СП С-3) спостерігається при використанні як адсорбенту шамотно-каолінового пилу - 12,5 мг/г і меленого вапняку - 9,1 мг/г (рис. 2). Згідно з даними, представленими на рис. 1, ці мінеральні добавки характеризуються найбільш високим вмістом центрів адсорбції з рК_а=+8,8 і +12,8, на яких повинна відбуватися переважно адсорбція ПНС, що має негативно заряджені функціональні сульфогрупи. Окрім того, шамотно-каоліновий пил характеризується достатньо розвиненою внутрішньою поверхнею, що і обумовлює його високу адсорбційну здатність.

Обробка порошків в електростатичному полі при позитивному знаку коронуючого електроду суттєво підвищує адсорбцію суперпластифікатора як на шамотно-каоліновому пилу і вапняку, так і на кварці й золі-винесення. При негативному знаку коронуючого електроду величина адсорбції підвищується незначно.

Характер зміни ізотерм адсорбції модифікованого полікарбоксилатного ефіру (СП FM-34) практично такий же, як і для поліметиленнафталінсульфонату - при рівноважній концентрації полімеру 0,3-0,4 % досягається насичення поверхні. Подальше підвищення величини адсорбції може бути пов'язане з процесами асоціації молекул в поверхневому шарі та їх концентруванням. В той же час абсолютне значення величини адсорбції модифікованого полікарбоксилатного ефіру в порівнянні з поліметиленнафталінсульфонатом нижче. Це може бути пов'язано з більш слабкою специфічною кулонівською взаємодією з активними центрами поверхні у зв'язку з меншою питомою щільністю зарядів на основному полімерному ланцюзі. Ці результати узгоджуються з даними, що одержані канадськими вченими (N. Mikanovic, C. Jolicoeur), які показали, що адсорбція молекул ПНС на вапняку вище в два рази порівняно з адсорбцією молекул поліакрилатного полімеру.

За даними ІЧС ("IR-75 Specord", пресовані порошки під тиском 10⁹ Па з добавкою KBr) встановлено, що на поверхні мікрокремнезему, модифікованого сульфомеламіноформальдегідним конденсатом (СП FM-27), у порівнянні з вихідним зразком зафіксовано додаткові смуги поглинання при 3340 і 1010 см^-1 (коливання груп CH₂OH), а також 1590, 1538 і 1180 см^-1 (коливання триазинового кільця). При цьому інтенсивність даних смуг збільшується у разі попередньої обробки мікрокремнезему в полі коронного розряду при позитивному знаку коронуючого електроду і навпаки знижується при негативній короні. Це підтверджує гіпотезу, що основною рушійною силою адсорбції меламіноформальдегідного олігомеру, як і у випадку з поліметиленнафталінсульфонатом, є електростатична взаємодія аніонних функціональних груп поліелектроліту з центрами адсорбції поверхні твердої фази, спектр і концентрацію яких можна регулювати за допомогою електрофізичних впливів.

Величина адсорбції суперпластифікаторів мономінералами портландцементного клінкеру значно вище порівняно з мінеральними добавками, що пов'язано, передусім, з інтенсивним зростанням питомої поверхні твердої фази в процесі гідратації мінералів. Іншою причиною також може бути утворення хемосорбційних зв'язків з продуктами гідратації мінералів, зокрема з гідроалюмінатами, внаслідок чого молекули суперпластифікатора можуть бути в них інтеркальовані. Цим можна пояснити і максимальну адсорбційну здатність трикальцієвого алюмінату серед досліджених мономінералів портландцементного клінкеру при використанні в якості адсорбату як суперпластифікатора С-3, так і FM-34. В той же час закономірності адсорбції даних суперпластифікаторів на поверхні мономінералів портландцементу істотно відрізняються.

Величина адсорбції поліметиленнафталінсульфонату на позитивно зарядженому трикальцієвому алюмінаті в 2,5 рази більше порівняно з модифікованим полікарбоксилатним ефіром. Проте на силікатних фазах, що мають негативний заряд поверхні, адсорбція добавки С-3 менше ніж добавки FM-34. Одержані результати узгоджуються з положеннями про закономірності адсорбції поліелектролітів на поверхнях, що несуть електричний заряд (J. Plank, B. Sachsenhauser). Рушійною силою адсорбції аніонного поліелектроліту на протилежно зарядженій поверхні є виграш в ентальпії, обумовлений електростатичною взаємодією. Цим можна пояснити більш високу величину адсорбції молекул ПНС на трикальцієвому алюмінаті порівняно з ПКЕ. В той же час низька адсорбція ПНС, що має високу щільність заряду аніона, на негативно заряджених силікатних фазах обумовлена електростатичним відштовхуванням, а достатньо висока адсорбція молекул ПКЕ з низькою щільністю заряду аніона на силікатних фазах свідчить про те, що рушійною силою адсорбції в цьому випадку є виграш в ентропії системи.

При дослідженні адсорбції суперпластифікаторів з бінарних розчинів (С-3+fm-34) спектрофотометричний аналіз суміші речовин проводили з припущення, що оптична щільність будь-якої суміші, що містить обмежену кількість хімічно інертних по відношенню один до одного компонентів, є адитивною величиною оптичної щільності окремих компонентів при тій же довжині хвилі. Оцінку концентрації індивідуальних ПАР у бінарному розчині проводили в УФ-області спектру на довжинах хвиль, коли присутність другого компоненту вносить найменший внесок в сумарну оптичну щільність - =190 і 290 нм.

Встановлено, що із бінарних розчинів з різним співвідношенням вихідних компонентів суперпластифікатор С-3 адсорбується в значно більшій кількості як на мономінералі С₃А, так і на меленому вапняку, які мають позитивний заряд поверхні. При цьому в складах, де вміст суперпластифікатора С-3 менше 50 % (відповідно FM-34 більше 50 %) адсорбція першої добавки різко знижується. Така закономірність ще більшою мірою виявляється для складів, де вміст суперпластифікатора FM-34 менше 50 % (відповідно С-3 більше 50 %).