Комплексные модификаторы на основе эфиров поликарбоксилатов и активных минеральных добавок для тяжелого конструкционного бетона

• Автор: Гамалий, Елена Александровна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 217 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Формирование фазового состава, структуры и свойств цементного

камня без добавок

1.2 Гидратация и твердение цементных композиций в присутствии высокоэффективных пластифицирующих добавок

1.2.1 Классификация и механизм действия добавоксу пер л асгификато

1.2.2 Особенности суперпластификаторов на поликарбоксилатной основе

и их влияние на гидратацию и структурообразование цементных систем

1.3 Модифицирование цементных систем активными минеральными добавками

1.4 Опыт применения комплексных модификаторов на основе суперпластификаторов и АМД

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ

РАБОЧАЯ ГИПОТЕЗА
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МАТЕРИАЛЫ
2.1 Методы исследования
2.1.1 Определение удельной поверхности цементного камня
2.1.2 Калориметрический анализ
2.1.3 Термический анализ
2.1.4 Рентгенофазовый анализ
2.1.5 Электронная микроскопия
2.1.6 Математический метод планирования эксперимента
2.2 Характеристики сырьевых материалов
2.2.1 Цемент
2.2.2 Заполнители
2.2.3 Активные минеральные добавки
2.2.4 Добавкасуперпластификатор
3 ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОМ НА ОСНОВЕ ЭФИРОВ ПОЛИКАРБОКСИЛАТОВ И АКТИВНЫМИ МИНЕРАЛЫ 1ЫМИ ДОБАВКАМИ
3.1 Комплексный модификатор СЭП микрокремнезем
3.1.1 Свойства цементног о теста
3.1.2 Прочность цементного камня
3.1.3 Характеристики структуры и фазовый состав цементного камня
3.2 Комплексный модификатор СЭП шлак
3.2.1 Свойства цементного теста
3.2.2 Прочность цементного камня
3.2.3 Характеристики структуры и фазовый состав цементного камня
3.3 Комплексный модификатор СЭП мстакаолинит
3.3.1 Свойства цементного теста
3.3.2 Прочность цементного камня
3.3.3 Исследование процессов, протекающих при взаимодействии метакаолинита, свободной извести и воды
3.3.4 Характеристики структуры и фазовый состав цементного камня
3.4 Сравнительный анализ влияния комплексных модификаторов СЭП
АМД на прочность цементного камня при сжатии
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
4 ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК И ИХ КОМПЛЕКСОВ НА СТРУК ТУРУ И СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ В УСЛОВИЯХ ЦИКЛИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ ЗАМОРАЖИВАНИЕОТТАИВАИЕ
4.1 Комплексный модификатор СЭП микрокремнезем
4.2 Комплексный модифика тор СЭП шлак
4.3 Комплексный модификатор СЭП метакаолинит
4.4 Сравнительный анализ влияния комплексных модификаторов СЭП
АМД на морозостойкость цементного камня
ВЫВОДЫ 0 ГЛАВЕ 4
5 ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ И БЕТОНОВ С КОМПЛЕКСНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ СЭП АМД
5.1 Выбор комплексных модификаторов СЭП АМД и их влияние на теплоту гидратации цементных композиций
5.2 Получение бетонных смесей и бетонов с применением разработанных комплексных модификаторов
5.3 Реализация работы и определение экономического эффекта от внедрения комплексных модификаторов СЭП 4 АМД в производство
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


Таким образом, комплексное модифицирование цементных композиций является весьма перспективным направлением развития технологии бетона. Пластифицирование цементных систем ключевой фактор в получении технологичных и наиболее востребованных в настоящее высокоподвижных бетонных смесей. Изучению протекания процессов гидратации и структурообразования в модифицированных цементных системах посвящены труды В. И. Вовка, Л. И. Дворкина, С. С. Каприелова, Л. Я. Крамар, В. В. Ратинова, Т. Н. Розенберг, Дж. Ронсеро, Б. Я. Трофимова, УшероваМаршака, В. Р. Фаликмана, и др. Первые водоредуцирующие добавки па лигносульфонатной основе, относящиеся к пластификаторам, известны с хх гг XX века и применяются до сих пор, преимущественно для производства сборного железобетона в заводских условиях. Лигносульфонаты технические ЛСТ являются побочными продуктами целлюлознобумажного производства и, благодаря сложному составу, обладают многофункциональным действием, вызывая, в зависимости от вводимого количества в цементные композиции, пластифицирующее действие, ускорение или замедление гидратации, а также способствуют воздухововлечению и, соответственно, повышению морозостойкости. Однако их водоредуцирующая способность ограничивается , что не позволяет существенно повысить эффективность цементных материалов. Значительно большим водорсдуцированием характеризуются добавкисуперплатификаторы, позволяющие снижать количество воды затворения на в зависимости от их природы, а также свойств применяемого цемента, минеральных добавок и мелкого заполни теля. Известно, что суперпластификаторы СП представляют собой диспсргаторыстабилизаторы цементных суспензий, образующие в результате адсорбции на поверхности раздела жидкой и твердой фаз структурированную пленку. Главными факторами действия суперпластификаторов являются иммобилизация адсорбционно связанной воды, снижение коэффициента внутреннего трения цементноводной суспензии, сглаживание микрорельефа зерен цемента, увеличение подвижности смеси за счет электростатического и, для некоторых видов добавок, стерического отталкивания 5, 6. Согласно ГОСТ 1 Добавки для бетонов. Общие технические требования, суперпластификаторы относятся к добавкам, регулирующим свойства бетонных смесей, и должны обеспечивать увеличение подвижности бетонной смеси от ГГ с обеспечением осадки конуса 2 4 см до Г без снижения прочности бетона во все сроки испытания. Также регламентируются следующие дополнительные эффекты повышение прочности бетона, расслаиваемость бетонной смеси, дополнительное воздухововлечение, увеличение деформаций усадки, увеличение деформаций ползучести . Согласно классификации добавок модификаторов цементных систем, предлагаемой В. Б. Ратиновым и Т. Н. Розенберг , , суперпластификаторы можно отнести к добавкам четвертого класса органическим поверхностноактивным веществам ПАВ гидрофилизирующего действия. Основное отличие величины водоредуцирующего эффекта суперпластификаторов от пластификаторов, по мнению исследователей, связано, в первую очередь, с их получением путем направленного синтеза, тогда как пластификаторы типа ЛСТ попутные продукты производства с некон тролируемым составом и, зачастую, свойствами. Большинство исследователей 5, , , , 2 предпочитает классифицировать супсрпластификаторы по химическому составу и механизму действия табл. Табл. Как видно из табл. XX века и постоянно совершенствуемые. Их отличие от разработанных ранее суперпластификаторов заключается в механизме действия. МФ, МФ, ЛСТМ характеризуются линейной формой молекул и обеспечивают значительное водоредуцирование в основном за счет адсорбции на зернах цемента и гидратных фазах и придания им одноименного электростатического заряда, что вызывает отталкивание и диспергацию цементных флокул. При этом молекула полимера выстраивается вдоль цементною зерна, что может затруднять доступ воды к поверхности клинкерных минералов и, вследствие этого, на ранних стадиях значительно замедлять гидратацию, а также приводить к расслаиваемости цементноводной суспензии, что не позволяет получать современные самоуплотняющиеся бетонные смеси на их основе 6, , , , 2.