Оценка влияния содержания кварцевого песка на прочность мелкозернистых композиционных материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка влияния содержания кварцевого песка на прочность мелкозернистых композиционных материалов

Шумкина А.А.

ФГБОУ ВО «Пензенский государственный

университет архитектуры и строительства»

В настоящее время большое при создании современных строительных материалов особое внимание уделяется многокомпонентным композиционным материалам, в том числе и на основе комбинированных вяжущих, включающих в свой состав некоторые инертные природные минералы (доломиты, известняки и т.д.). Применение таких вяжущих при формировании структуры композиционных материалов зависит от ряда рецептурных и технологических факторов. Особое внимание при проектировании составов композитов следует уделять подбору соотношения компонентов смеси, а именно вяжущего и мелкозернистого наполнителя (кварцевого песка). В статье представлена сравнительная оценка кинетики набора прочности при изгибе и сжатии мелкозернистых бетонов при различном содержании песчаного заполнителя. Установлено, что для получения мелкозернистых композитов оптимальной прочности необходимо равное соотношение таких компонентов смеси, как вяжущее вещество и кварцевый песок.

Ключевые слова: прочность, композиционные материалы, содержание песка.

EVALUATION OF THE INFLUENCE OF THE CONTENT OF THE QUARTZ SAND ON THE STRENGTH OF FINE-GRAINED COMPOSITE MATERIALS Shumkina A.А.

Currently big in contemporary building materials special attention is given to multi-component composite materials, including on the basis of the combined binder, and includes some inert natural minerals (dolomite, limestone, etc.). The use of such binders in the formation of structure of composite materials depends on a number of prescription and technological factors. Special attention in the design of the composite composition should be paid to the selection of the ratio of the components of the mixture, namely a binder and fine-grained filler (quartz sand). The article presents a comparative evaluation of the kinetics of a set of bending strength and compression of fine-grained concrete with different contents of sand filler. It was found that for obtaining the fine-grained composites optimal strength must equal the ratio of such components of the mixture as the binder and quartz sand.

Keywords: durability, composite materials, content of sand

Бетон, применяемый для производства различных конструкций, а также изделий: стеновых блоков, тротуарной плитки, бордюрного камня, кирпича должен обладать вполне определенными, наперед заданными физико-механическими свойствами: необходимой прочностью, плотностью, кроме того, в зависимости от назначения могут предъявляться еще и специальные требования: морозостойкость, жаростойкость, коррозионная стойкость, водопропускная способность и т.д.

В настоящее время особый интерес вызывают комбинированные вяжущие, основой которых могут быть самостоятельно твердеющие природные минералы, считавшиеся ранее в большинстве случаев инертными [1]. К таким минералам можно отнести доломиты и доломитизированные известняки, используемые ранее исключительно в качестве наполнителей и заполнителей в композиционных материалах на основе цементных и полимерных вяжущих [2…4]. К таким видам вяжущих можно отнести доломитошлаковое низкощелочное вяжущее, составляющее основу композитов, обладающих высокими физико-механическими характеристиками, которые могут использоваться в качестве стеновых материалов, отделочных плиток, декоративных сплиттерных камней и т.д.

Формирование прочности композиционных материалов зависит от ряда факторов, к числу которых относятся рецептурные и технологические факторы. Применительно к технологии производства бетона особое значение имеет процесс получения изделий. Наибольшее распространение получил метод виброуплотнения, как метод позволяющий получить материалы оптимальной плотности и прочности.

С позиций влияния рецептуры на свойства композиционных материалов особое внимание следует обратить на содержание заполнителя, что позволяет регулировать показатели плотности, прочности и пористости готовых изделий.

Для этих целей было изготовлено несколько серий мелкозернистого бетона одинаковых составов на портландцементе, карбонатношлаковом и доломитошлаковом вяжущих. Образцы - призмы 40?40?160 мм формовались виброуплотнением при удельном давлении 15 МПа, наиболее характерным и применяемым сейчас для производства изделий способом. В этих бетонах оценивалась кинетика набора прочности при сжатии и изгибе, а также зависимость этих показателей от содержания мелкозернистого заполнителя. Полученные результаты представлены в табл. 1.

На рис. 1-2 приведена сравнительная оценка кинетики набора прочности при изгибе и сжатии виброуплотненных мелкозернистых бетонов при различном содержании песчаного заполнителя.

бетон кварцевый песок прочность

Таблица 1 - Прочностные показатели песчанистых бетонов на различных вяжущих

Анализ таблицы и графиков (рис. 1) свидетельствует о том, что предел прочности при изгибе в нормативные сроки вяжущих на основе доломита и доломитизированного известняка уступает по своим показателям материалам на основе цемента. Бетоны на основе доломитошлакового вяжущего также имеют достаточно низкие показатели при изгибе, не превышающие 4,2 МПа (рис. 1 (а)). Бетоны на карбонатношлаковом вяжущем не только приближаются по своим прочностным показателям к цементным, но и превосходят их (рис. 1 (бг)).

Анализ графиков, характеризующих предел прочности при сжатии (рис. 2) свидетельствует о том, что и вяжущее, и бетоны на основе доломита и доломитизированного известняка уступают значениям показателей прочности композитов на цементной основе.

Повышения значений основных прочностных характеристик можно достичь за счет использования в рецептуре композитов песка. Сравнивая между собой материалы на основе доломита и доломитизированного известняка, можно сделать вывод, что использование доломита в качестве вяжущего или бетона с различной степенью заполнения песком позволяет получить материалы с более высокими значениями R_сж.

Рисунок 1 - Кинетика набора прочности при изгибе виброуплотненных песчанистых бетонов

Рисунок 2- Кинетика набора прочности при сжатии виброуплотненных мелкозернистых бетонов

На рисунке 3 приведены гистограммы, характеризующие изменение прочности при сжатии виброуплотненных мелкозернистых бетонов в зависимости от содержания песка.

Рисунок 3 - Кинетика набора прочности при изгибе и сжатии виброуплотненных мелкозернистых бетонов в зависимости от содержания песка.

Таким образом, введение кварцевого песка в композиции существенно сказывается на прочностных характеристиках мелкозернистых бетонов на их основе. Предел прочности при сжатии и изгибе у доломитошлаковой, карбонатношлаковой, цементно-песчаной композициях имеет экстремум при соотношении компонентов В:П=1:1.

Список литературы

1. Глуховский, В.Д. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях [Текст] / В.Д. Глуховский, Н.В.Кривенко, В.Н. Старчу, И.А.Пашков, В.В. Чиркова. - Киев: Вища школа, 1981. - 224 с.

2. Шумкина, А.А. Модифицированные доломитошлаковые вяжущие и строительные материалы на их основе / А.А. Шумкина: автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - ПГАСА, 2005. - 21 с.

3. Шумкина, А.А. Модифицированные доломитошлаковые вяжущие и строительные материалы на их основе / А.А. Шумкина: канд. диссертация. - ПГАСА, 2005.-171 с.

4. Шумкина, А.А. Исследование реакционной активности доломитизированных карбонатных пород в щелочных средах [Текст] / А.А. Шумкина, М.Н. Карев // Современные проблемы науки и образования.- 2014.- № 2. - С.134.

Размещено на Allbest.ru