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 19.09.2012Расчет 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 20.02.2009Цикл 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 19.04.2011Методическое 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 15.03.2010Условия 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 04.04.2015Свойства 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 13.01.2015Введение 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 25.08.2014Деформация 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 26.01.2014Определение 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 05.11.2009Диэлектрические 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 07.11.2013Классификация 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 18.03.2013Определение 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 18.04.2010Принципы 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 21.09.2017Гипотезы 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 04.05.2012Определение 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 27.07.2010Технические 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 18.10.2011Динамический, 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 18.09.2010Анализ 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- Моделирование на ПЭВМ электрического поля и пробивного напряжения шарового измерительного разрядника
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