Влияние полимерных добавок на прочность цементного камня

Изучение влияния полимерных добавок на свойства цементных композиций. Обоснование вывода о том, что полимерные добавки могут увеличивать и уменьшать прочность и плотность цементного камня. Влияние полимерной добавки DLP2141 на прочность цементного камня.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 09.04.2019
Размер файла 1,5 M

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/

ВЛИЯНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ДОБАВОК НА ПРОЧНОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ

Ластовская А.В.,

Парфенова Л.М.,

Сати Рабих

Актуальность. Задача повышения физико-механических характеристик бетона не теряет своей актуальности и в современном строительстве. Многочисленные исследования показывают перспективность использования в качестве модификаторов бетона полимерных добавок. Отмечается[11], что упрощение технологии применения полимеров в бетонах и улучшение физико-механических характеристик делает такие бетоны привлекательными для изготовления коррозионностойких и высокопрочных изделий и конструкций. Полимерные добавки представлены на строительном рынке достаточно широко, однако вопросы, связанные с исследованием их влияния на прочность цементных композиций требуют дополнительного изучения.

Анализ последних достижений и публикаций. На физико-механические характеристики цементных композиций, модифицированных полимерами, оказывает влияние ряд факторов. В работе [1, 2, 3] приведены результаты по влиянию условий твердения на прочность цемент-полимерных композиций. Установлено, что при высоких температурах полимер с высокой температурой пленкообразования, увеличивает прочностные характеристики цемент-полимерных композиций, но уменьшает деформативные характеристики. При нормальных условиях процесс пленкообразования в камне цемент-полимера заканчивается в течении 48ч твердения системы. Определено[4], что прочность на сжатие цементных композитов уменьшается с увеличением количества полимера, так как полимеры задерживают гидратацию цемента. Установлено [5, 6], что часть водорастворимого полимера может концентрироваться на границе раздела фаз «вовлеченный воздух - раствор». Мелкий, равномерно распределенный воздух оказывает пластифицирующее действие на цементное тесто, что выражается в увеличении диаметра их расплыва. Показано [7, 8], что взаимодействие полимерных добавок с другими исходными материалами, может привести к захвату значительного количества воздуха во время затворения.

Цель работы. Изучение влияния полимерных добавок на свойства цементных композиций является актуальной задачей, поскольку полимерные добавки позволяют регулировать механические характеристики и получать материалы с улучшенными свойствами.

Основная часть. В данной работе изучалось влияние полимерных добавок на прочность цементного камня. Для проведения исследований применялся ЦЕМ I, 42, 5Н ОАО “Белорусский цементный завод”, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 31108-2003 [9]. Физико - механические характеристики цемента приведены в таблице 1.

Таблица 1. - Физико-механические характеристики цемента

Вид цемента и наименование завода-изготовителя

Плотность, кг/м3

НГЦТ, %

Сроки схватывания, ч-мин

Активность,

МПа

начало

конец

Портландцемент

ЦЕМ I, 42, 5Н,

Д0 г. Костюковичи

3200

25, 0

3-10

4-50

45

В качестве модификаторов использовались полимерные добавки Primal SM330, DLP2141 и DLP2000.

Основные технические характеристики полимерных добавок Primal SM330, DLP2141 и DLP2000 приведены в таблице 2.

Таблица 2. - Основные технические характеристики полимерных добавок Primal SM330, DLP2141 и DLP2000

Наименование полимерной добавки

Полимерная основа

Внешний вид

Остаточная влажность, мак. %

Плотность, г/мл

(г/см3)

Зольность, %

Минимальная температура образования пленки, 0C

pH

Сухой остаток, %

DLP2141

Винилацетат-сополимер этилена

Белый, сыпучий порошок

2

0, 400-0, 550

10-14

0

7, 5

-

DLP2000

0, 375-0, 525

3

6

-

Primal SM330

Акрил

Молочная, белая жидкость

-

1, 06

-

10

9, 5-10, 5

46.5 - 47.5

Дозировки полимерных добавок для строительных смесей на минеральных вяжущих, как правило, находятся в диапазоне 1-5%. Оптимальная дозировка устанавливается исходя из необходимости достижения максимальных значений полезного свойства (или совокупности основных свойств) при минимальных затратах[5].

Для определения влияния полимерных добавок на подвижность цементного теста полимерные добавки вводились в количестве 1%, 3%, 5% от массы цемента по сухому веществу. Водоцементное отношение принято 0, 5. Определение подвижности цементного теста осуществляется по методике НИИЖБ [10], на мини-конусе. Мини-конус высотой 3 см, заполняется цементным тестом с полимерной добавкой, после поднятия мини-конуса, цементное тесто растекалось, величина расплыва конуса определялась в 2-х направлениях металлической линейкой, с ценой деления 1мм, (Рис.1).

Рис.1. Определение расплыва цементного теста с полимерной добавкой DLP2000

Расплыв цементного теста без полимерной добавки составил 6 см. Результаты влияния полимерных добавок на подвижность цементного теста представлены в таблице 3.

Таблица 3. - Влияние полимерных добавок на подвижность цементного теста

Наименование полимерных добавок

Подвижность цементного теста см, при введении добавки в % от массы цемента

1

3

5

Primal SM 330

8

8, 7-8, 8

8, 5-9

DLP2141

4, 8

5, 2

5, 8

DLP2000

7, 7

8, 8

9, 5

Исследование показало, что полимерная добавка DLP2141 в 1, 2 раза снижает подвижность цементного теста. Введение полимерной добавки DLP2000 увеличивает подвижность цементного теста в 1, 45раза. При увеличении дозировки полимерной добавки, подвижность увеличивается. Добавка Primal CM330 увеличивает подвижность цементного теста в 1, 42 раза, но при увеличении дозировки дальнейшего увеличения подвижности не происходит.

Для определения прочности цементного камня изготавливались образцы - кубики 20Ч20Ч20мм (рис.2). После формования образцы твердели 24 часа в воздушно-сухих условия при температуре t=18-20? C, далее в течении 2-х часов образцы подвергались температурной обработке при 60? C, после чего продолжали твердеть в воздушно- сухих условиях при температуре t=18-20? C. Перед испытаниями образцы взвешивали и определяли их геометрические характеристики. Прочность образцов определялась на прессе ПГМ-500МГ4А в возрасте 7 суток (рис.3).

Рис. 2. Образцы цементного камня с полимерной добавкой DLP 2141(I- 1%, III-3%, V-5%)

Рис. 3. Образцы после испытания (с 3% полимерной добавки Primal CM330)

Результаты определения прочности цементного камня с полимерными добавками Primal SM 330, DLP2141 и DLP2000 представлены в таблице 4.

Таблица 4. - Прочность цементного камня с полимерными добавками.

Наименование полимерных добавок

Количество добавки, % от массы цемента

Прочность на сжатие Rсж, МПа

(% )

Плотность, кг/

Primal SM 330

1

9, 48(37, 98)

1508, 75

3

14, 81(59, 33)

1577, 71

5

18, 36(73, 56)

1597, 50

DLP2141

1

38, 23(153, 16)

1820, 63

3

34, 59(138, 58)

1804, 17

5

24, 89(99, 72)

1776, 25

DLP2000

1

19, 28(77, 24)

1697, 92

3

21, 3(85, 33)

1700, 21

5

21, 91(87, 78)

1724, 58

Плотность контрольного образца без полимерной добавки составила 1670, 31кг/м3, прочность на сжатие =24, 96МПа.

По результатам исследования установлено, что полимерные добавки приводят к замедлению процесса набора прочности цементного камня. Увеличение дозировки полимерной добавки Primal SM 330 с 1% до 5% от массы цемента, приводит к увеличению прочности цементного камня в возрасте 7 суток. Так, прочность при дозировке 1% составляет 9, 48МПа; при дозировке 3%-14, 81 МПа; при дозировке 5% -18, 36МПа, что составило 73, 6% от прочности контрольного образца без добавок.

Полимерная добавка DLP2000 приводит к незначительному замедлению набора прочности цементного камня, к возрасту 7 суток прочность достигает 83, 45% от контрольного значения. Увеличение дозировки не оказывает существенного влияния на интенсивность набора прочности. Наибольший эффект на интенсивность набора прочности оказала добавка DLP2141.

При дозировке 1% от массы цемента прочность в возрасте 7 суток достигла 153, 16% от прочности контрольного образца; при дозировке 3% -138, 58%; при дозировке5%-99, 72%. Цементный камень, модифицированный добавкой DLP2141, имеет более плотную структуру по сравнению с цементным камнем без добавки.

Таким образом, установлено, что полимерная добавка DLP2141 на основе винилацетат-сополимер этилена ускоряет набор прочности цементного камня в раннем возрасте и способствует формированию более плотной структуры цементного камня. Дозировка полимерной добавки DLP2141 не должна превышать 3% от массы цемента.

прочность плотность цементный полимерный

Список использованных источников

1. Ружицкая А.В., Потапова Е.Н. Влияние условий твердения и характеристик редиспергируемых полимерных порошков на свойства цемент-полимерных композиций/ А.В. Ружинская, Е.Н. Потапова// Успехи в химии и химической технологии. Том XXIII, 2009. -№7(100) -36с.

2. Косинов Е.А. Регулирование свойств цемента модифицированной гидрофобизирующей добавкой/ Е.А. Косинов // Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов, 2010. -С.12-15.

3. Kosinov E.A. Water-resistant gypsum binder for construction//17 Internat.Baustofftagung.-Ibausil.Weimar, 2009. -P.1-0763-1-0764.ISDN 978-3-0-027265-3.

4. Knapen, E.; Van Gemert, D. Polymer film formation in cement mortars modified with water-soluble polymers. Cem. Concr. Comp. 2015, 58.-C.23-28.

5. Удодов С.А., Гиш С.М. Влияние дозировки редиспергируемого порошка на локализацию полимера и деформационные свойства раствора/ С.А. Удодов, С.М. Гиш// Научные труды КубГТУ, 2015. -№9(1) -9с.

6. Попова О.С. Бетоны с добавками водорастворимых смол // Бетон и железобетон. -1981. -№10.

7. Sivakumar M.V.N. Effect of Polymer modification on mechanical and structural properties of concrete-An experimental investigation//International journal of civil and structural engineering, 2011. -№4 (1) -734c.

8. Michelle Sykes and Deon Kruger. The Use of Polymer Additions to Enhance the Performance of industrial and Residential Decorative Concrete Flooring// International Congress on Polymers in Concrete, ICPIC 2018. -P.108-112.

9. Цементы общестроительные. Технические условия: ГОСТ 31108-2003.-Введ.01-09-2004. -Москва, 2004. -15с.

10. Рекомендации по физико-химическому контролю состава и качества. - М.: НИИЖБ, 1984.

11. Л.М Парфенова, Сати Рабих. Современные представления о применении полимеров в бетоне/Парфенова Л.М., Сати Рабих // Актуальные проблемы архитектуры белорусского подвинья и сопредельных регионов. - 2018. -262 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Схема нагнетательной скважины. Последовательность передачи теплоты от теплоносителя (закачиваемой воды) к горной породе. График изменения геотермической температуры по глубине скважины. Теплофизические свойства флюида, глины, цементного камня и стали.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 19.09.2012

  • Расчет на прочность статически определимых систем при растяжении и сжатии. Последовательность решения поставленной задачи. Подбор размера поперечного сечения. Определение потенциальной энергии упругих деформаций. Расчет бруса на прочность и жесткость.

    курсовая работа [458,2 K], добавлен 20.02.2009

  • Цикл напряжений как совокупность всех значений переменных напряжений за время одного периода изменения нагрузки, его характерные признаки и особенности, параметры и разновидности. Явление усталости. Расчет на прочность при циклических напряжениях.

    реферат [40,0 K], добавлен 19.04.2011

  • Методическое указание по вопросам расчётов на прочность при различных нагрузках и видах деформации. Определение напряжения при растяжении (сжатии), определение деформации. Расчеты на прочность при изгибе, кручении. Расчетно-графические работы, задачи.

    контрольная работа [2,8 M], добавлен 15.03.2010

  • Условия статического равновесия. Закон распределения внутренних сил. Расчет распределенных и сосредоточенных нагрузок и момента. Площадь поперечного сечения нагруженных участков. Расчет на прочность узла конструкции при ускорении 5g по нормали к оси узла.

    курсовая работа [146,5 K], добавлен 04.04.2015

  • Свойства нанокомпозитных кобальтсодержащих полимерных материалов на основе политетрафторэтилена. Образование наночастиц кобальта при химическом восстановлении имплантированных ионов Co в структуру полимерных мембран на основе политетрафторэтилена.

    дипломная работа [4,6 M], добавлен 13.01.2015

  • Введение в турбулентный поток жидкости примесей. Механическая деструкция макромолекул при длительном пребывании в турбулентном потоке. Структура турбулентных течений с добавками. Влияние добавок полимеров и пав на течения со свободными границами.

    контрольная работа [36,8 K], добавлен 25.08.2014

  • Деформация как изменение взаимного положения частиц тела, связанное с их перемещением относительно друг друга, ее причины и механизмы. Виды: растяжение, сжатие, кручение, изгиб и сдвиг. Основные факторы, влияющие на жесткость и прочность твердого тела.

    презентация [1,3 M], добавлен 26.01.2014

  • Определение равнодействующей плоской системы сил. Вычисление координат центра тяжести шасси блока. Расчёт на прочность элемента конструкции: построение эпюр продольных сил, прямоугольного и круглого поперечного сечения, абсолютного удлинения стержня.

    курсовая работа [136,0 K], добавлен 05.11.2009

  • Диэлектрические материалы для создания электрической изоляции токоведущих частей в электротехнических и радиоэлектронных устройствах. Электропроводность диэлектриков. Образцы для определения электрической прочности твердых электроизоляционных материалов.

    реферат [201,9 K], добавлен 07.11.2013

  • Классификация опор, применяемых на линиях электропередачи. Расчет оттяжек, траверсов и стойки на прочность, сварного и болтового соединений. Расчёт нагрузок на опору и механизма ее поднятия: привода редуктора, цилиндрической зубчатой и цепной передач.

    курсовая работа [3,3 M], добавлен 18.03.2013

  • Определение часовой производительности, материального и теплового баланса вращающейся печи, установленной на цементном заводе. Проведение расчета потребления воздуха, электроэнергии и оборотной воды на заводе. Изучение разворота мазутного хозяйства.

    курсовая работа [358,0 K], добавлен 18.04.2010

  • Принципы численного моделирования влияния пор на физико-механические свойства материалов. Разработка элементной модели углепластика, содержащей дефект в виде поры на границе волокно-матрица. Построение такой модели в программном комплексе ANSYS.

    дипломная работа [4,5 M], добавлен 21.09.2017

  • Гипотезы сопротивления материалов, схематизация сил. Эпюры внутренних силовых факторов, особенности. Три типа задач сопротивления материалов. Деформированное состояние в точке тела. Расчёт на прочность бруса с ломаной осью. Устойчивость сжатых стержней.

    курс лекций [4,1 M], добавлен 04.05.2012

  • Определение и уточнение диаметра вала с целью оценки статической нагрузки на брус. Произведение расчета вала на прочность и жесткость при крутящем ударе и при вынужденных колебаниях. Выбор эффективных коэффициентов концентрации напряжений в сечении.

    контрольная работа [735,9 K], добавлен 27.07.2010

  • Технические характеристики, конструкция и марки обмоточных проводов, выпускаемых заводами РФ. Испытания на электрическую прочность изоляции исследуемых проводов. Преимущества применяемой в обмоточных проводах полиимидно-фторопластовой изоляции.

    дипломная работа [4,1 M], добавлен 18.10.2011

  • Динамический, структурный, кинематический и силовой анализ механизма, построение плана скоростей и ускорений. Выбор расчетной схемы и проектный расчет механизма на прочность. Построение эпюр и подбор сечений звена механизма для разных видов сечений.

    курсовая работа [118,9 K], добавлен 18.09.2010

  • Анализ прочности и жесткости несущей конструкции при растяжении (сжатии). Определение частота собственных колебаний печатного узла. Анализ статической, динамической прочности, а также жесткости печатного узла при изгибе, при воздействии вибрации и ударов.

    курсовая работа [146,3 K], добавлен 11.12.2012

  • Изучение основных форм самостоятельного разряда в газе, влияние на электрическую прочность и электрическое поле разрядного промежутка основных свойств газа и геометрических характеристик. Использование данных закономерностей в электроэнергетике.

    лабораторная работа [274,1 K], добавлен 22.04.2014

  • Определение напряжений при растяжении–сжатии. Деформации при растяжении-сжатии и закон Гука. Напряженное состояние и закон парности касательных напряжений. Допускаемые напряжения, коэффициент запаса и расчеты на прочность при растяжении-сжатии.

    контрольная работа [364,5 K], добавлен 11.10.2013

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.