Цементные системы с добавкой экологически чистых модификаторов

• Автор: Матвеенко, Ольга Ивановна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 160 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ,
ВЛИЯНИЕ НА НИХ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ И ИХ РЕГУЛИРОВАНИЕ С ПОМОЩЬЮ ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК (ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ)
1.1 Основы реологии цементных систем, методы их изучения и регулирования
1.2 Общая характеристика пластификаторов и суперпласти фикаторов, применяемых в производстве строительных материалов, изделий и конструкций
1.2.1 Влияние пластификаторов и суперпластификаторов на реологические свойства цементных систем
1.2.2 Технологические свойства цементных систем с добавками пластификаторов и суперпластификаторов и свойства цементного камня и бетона
1.2.3 Влияние химических добавок на экологические показатели строительных материалов и изделий
1.3 Цель и задачи работы
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ИСПОЛЬЗОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ И
МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕОЛОЕИЧЕСКИХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ
3. ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ С
ДОБАВКОЙ НОВЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ МОДИФИКАТОРОВ
3.1 Обоснование направления поиска новых экологически чистых добавок
3.2 Реологические исследования свойств цементных систем с добавкой новых экологически чистых модификаторов
3.3 Совершенствование реологической модели цементного теста и
других нелинейных реологически сложных тел
Выводы по главе
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ С ДОБАВКОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫХ ПЛАСТИФИКАТОРОВ И СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ
4.1 Влияние добавок на кинетику тепловыделения
4.2 Влияние добавок на гидратацию и фазообразование в
цементных системах
Выводы по главе
5. КОМПЛЕКСНЫЕ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ
И ЭЛЕКТРОЛИТОВ
Выводы по главе
6. ВЛИЯНИЕ РАСХОДА ЦЕМЕНТА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ДЕЙСТВИЯ ПЛАСТИФИКАТОРОВ И
СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА
6Л Взаимосвязь реологических и технологических параметров
цементных систем
6.2 Влияние содержания кварцевого песка как мелкого заполнителя
на разжижающее действие добавок
Выводы по главе
7. Бетоны гидротермального твердения с новыми пластифицирующими добавками
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность.
Многолетний опыт работы отечественных и зарубежных специалистов показал, что применение модификаторов цементных систем, особенно пластификаторов (П) и суперпластификаторов (СП), позволяет значительно улучшить технологические показатели бетонной смеси, изделий и конструкций на ее основе, повысить долговечность и эксплуатационную надежность сооружений, сократить расход цемента. Однако, большинство существующих СП, таких как 10.03, ВРП-31, ВРП-34, мельмент содержат токсичные и вредные компоненты - формальдегид, нафталин, фенол, производные бензола, меламин и т.п., которые в течение многих лет, выделяясь в малых количествах в окружающую среду, ухудшают среду обитания человека. Особенно сильное токсическое действие указанных СП и сырьевых компонентов для их производства проявляется в процессе тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий в пропарочных камерах и других тепловых установках. Происходит выделение формальдегида, нафталина, фенола и т.д. вследствие того, что в современных модификаторах обычно не удается обеспечить полного связывания всех компонентов. Необходимо подчеркнуть, что если добавка в бетон содержит летучие компоненты, то даже при комнатной температуре наблюдается постепенная ее деструкция;
В связи с изложенным, актуальной является проблема совершенствования существующих и разработки новых экологически чистых добавок-модификаторов в цементные системы. Наиболее радикальное решение этой проблемы заключается в использовании добавок, не содержащих вредных компонентов. Целесообразна также разработка способов сокращения расхода эффективных СП, т.к. в настоящее время С-3, мельмент и другие добавки вводятся в количестве до 1 ...3% от массы цемента.
Цель работы и ее задачи приведены отдельно и изложены в главе 1.3.
Научная новизна работы.
1. Экологически чистые модификаторы цементных систем могут быть получены из олигомеров, образованных за счет простых эфирных связей. Кроме того, перспективны мономерные многоосновные полигидроксикарбоновые кислоты (триоксиглутаровая (ТОГК), слизивая (СК), винная (ВК)), лимонная кислота (ЛК), а также некоторые фосфорорганические комплексоны.
2. Предложено новое уравнение для описания нелинейного участка реограмм реологически сложных тел. Входящие в него реологические показатели - начальная текучесть и коэффициент разжижения - являются инвариантными относительно скорости сдвига.

Глава 2. Характеристика использованных материалов и методов исследования реологических и технологических свойств
цементных систем.
С целью перехода от эмпирического поиска новых добавок к поиску на основе научных критериев для исследования свойств цементных систем, а также исходных компонентов были использованы современные методы испытания, принятые в научно-исследовательских институтах и заводских лабораториях.
Выбор исходных материалов обусловлен, в первую очередь, их доступностью и экономическими параметрами, влияющими, в конечном итоге, на себестоимость готовой продукции, поэтому использовались местные сырьевые материалы преимущественно Белгородской облаете. Так для исследовательской работы применялся цемент Белгородского завода марок ПЦ500Д0 и ПЦ400Д20 и Старооскольского марки ПЦ500Д0 разных партий. Нормальная густота (НГ), сроки схватывания, химический и минералогический составы приведены в таблицах 2.1-2.3. Подробные характеристики прочностных свойств бездобавочных образцов и с применением химических реагентов даны в последующих разделах.
Таблица
Свойства цементов
Номер партии цемента НГ цементного теста, % Сроки схватывания цементного теста При нормальной густоте (НГ)
начало схватывания конец схватывания
Белгородский цемент марки ПЦ 500 ДО
1 24,40 2 час. 40 мин. 4 час. 20 мин.
2 25,20 2 час. 45 мин. 5 час. 00 мин.
3 24,50 2 час. 05 мин. 6 час. 35 мин.
4 23,75 3 час. 20 мин. 4 час. 10 мин.
5 23,00 3 час. 10 мин. 5 час. 10 мин.
6 24,30 2 час. 05 мин. 5 час. 30 мин.
7 22,70 3 час. 05 мин. 5 час. 10 мин.
8 24,00 2 час. 40 мин. 5 час. 25 мин.
9 23,50 2 час. 05 мин. 5 час. 20 мин.
Старооскольский цемент марки ПЦ 500 ДО
1 28,00 3 час. 10 мин. 7 час. 00 мин.
Белгородский цемент марки ПЦ 400 Д20
1 26,00 2 час. 00 мин. 5 час. 10 мин.
2 27,00 2 час. 50 мин.. 4 час. 25 мин.
3 25,00 2 час. 50 мин. 3 час. 25 мин.
4 25,25 3 час. 10 мин. 5 час. 40 мин.