Добавка на основе вяжущего низкой водопотребности для быстротвердеющего и высокопрочного монолитного бетона

• Автор: Зырянов, Федор Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1. Состояние вопроса.

1.1. Физикохимические процессы, протекающие при гидратации портландцемента.

1.2. Способы ускорения структурообразования цементного камня

1.3. Формирование структуры цементного камня с тонкомолотыми и ультрадисперсными минеральными добавками.
1.4. Механохимическая активация ультрадисперсних модификаторов цементного камня и бетона

Формулировка рабочей гипотезы.

2. Материалы и методы исследования

2.1. Исходные материалы и их свойства

2.1.1. Характеристика цементов

2.1.2. Характеристика мелкого заполнителя.
2.1.3. Характеристика крупного заполнителя
2.1.4. Характеристика воды и добавок
2.2. Методы испытаний
2.2.1. Определение водонепроницаемости цементных композитов
2.2.2. Дифференциальнотермический анализ.
2.2.3. Рентгенофазовый анализ.
2.2.4. Математическое планирование эксперимента.
3. Формирование структуры цементного камня с добавкой вяжущего низкой водопотребности ВНВ
3.1. Исследование влияния времени домола и дозировки суперпластификатора С3 на свойства ВНВ.
3.1.1. Влияние времени домола портландцемента на его тонкость помола
3.1.2. Влияние состава и времени домола на сроки схватывания ВНВ
3.1.3. Влияние времени домола на водопотребность вяжущего
3.1.4. Влияние времени домола на плотность и прочность цементного камня из ВНВ.
3.1.5. Влияние времени помола и дозировки пластификатора на плотность цементного камня из ВНВ
3.2. Влияние содержания ВНВ в составе вяжущего на свойства цементной композиции.
3.3. Влияние минерального состава портландцемента на эффективность полученной добавки ВНВ в цементной композиции
3.4. Фазовый анализ структуры цементного камня с добавкой вяжущего низкой водопотребности.
Выводы по главе
4. Влияние добавки ВНВ на свойства мелкозернистого бетона
4.1. Влияние добавки ВНВ на водопотребность мелкозернистого бетона.
4.2. Прочность мелкозернистого бетона с добавкой ВНВ.
4.3. Влияние добавки ВНВ на плотность и водонепроницаемость мелкозернистого бетона
Вывод по главе
5. Свойства бетонных смесей и бетона с использованием добавки ВНВ
Вывод по главе
6. Технология изготовления полифункциональной добавки и техникоэкономические показатели внедрения полифункциональных добавок ВНВ
Вывод по работе.
Список литературы


С точки зрения химических превращений, в индукционный период происходит «гидролиз» образовавшегося гидрата 3 СаО • Si • пН, причем ионы Са"*+ диффундируют в раствор, а слой первичного гидрата превращается в гидрат состава (1,7. СаО • Si • пН, имеющий меньшую закристализован-ность и большую удельную поверхность, чем гидрат 3 СаО • Si • пН. Зерна нового гидрата в этот период времени растут и формируются, а в следующий период - период ускорения - становятся центрами реакции (центрами кристаллизации). Когда зерно метастабильного гидрата (1,7. СаО • Si • пН по размеру достигает толщины пленки первичного гидрата на зерне цемента, последний становится проницаемым и наступает третий период - период ускорения. В дальнейшем мстастабильный продукт состава 1,6 СаО • Si • пН превращается в тоберморитовый гель состава 2,0 СаО • Si • пН. Эти соединения принято обозначать символами CSH (II) по Тейлору, или C2SH2 по Боггу. Необходимо отметить, что в данный период начинается первичная гидратация ? C2S, которая также идет по топохимическому процессу []. При контакте с водой ? C2S растворяется конгруэнтно. Но, в отличие от первичной гидратации алита, в состав первичного гидросиликата входят кислые силикат-анионы H2SiO~, способные образовывать водородные связи, что ведет к усложнению состава гидросиликата за счет их конденсации. Одновременно протекает реакция связывания из раствора гидросиликата кальция. В результате данной реакции образуется тоберморитоподобный гидросиликат с очень развитой удельной поверхностью, чрезвычайно гидрофильный и поэтому легко адсорбирующий воду. В итоге конец второго этапа характеризуется первичным образованием мелкодисперсных аморфных и кристаллических новообразований, которые выступают зародышами кристаллизации основной массы гидратных новообразований. Образование аморфных частиц происходит вследствие соударения и агрегации частиц в процессе броуновского движения. На первом этане образуются шарообразные агрегаты аморфной структуры. По данной теории в структуре портландцементного клинкера присутствуют кристаллы с «цеолитовой» структурой. Данная структура позволяет гидратировать кристаллу по всему объему без изменения самой структуры, то есть гидроксил-ионы могут свободно проходить через решетку кристалла и взаимодействовать с элементарной ячейкой кристалла. Начало третьей стадии характеризуется началом схватывания (твердения) вяжущего, сопровождающегося превращением дисперсной системы в «конденсированное» состояние - образование интерфазной структуры, сложенной из разнородных дисперсных частиц. Следовательно, выявление механизма отвердевания сводится к выяснению природы сил, приводящих к «межагрегативной» конденсации - макроконденсации в твердеющей системе. Эттрингит не обладает вяжущими свойствами и не способен образовывать когезионных контактов, он выступает в качестве армирующего элемента цементных паст. Основная же структурная прочность камня вяжущего определяется гидроалюминатным и гидросиликатным каркасом, который образуется в результате роста кристаллов и последующего их срастания (кристаллические сростки). Кристаллизация гидратных новообразований и, как следствие, рост кристаллов обеспечивается в результате образования гидратных новообразований на поверхности (на подложке), а точнее в местах дислокаций [,,]. По данной теории рост кристалла новообразований происходит в результате дуффундирования к поверхности кристалла гидратных новообразований через двойной слой (катионов и анионов воды), создаваемый пленкой воды, которая адросбирована гидратными новообразованиями, при этом, проходя через двойной слой, новообразование становится частично гидратированным. По мере приближения к месту дислокации, адсорбированный аква-ион теряет часть воды и встает в кристаллическую решетку кристалла. Образование кристаллизационного каркаса наиболее подробно описывается кристаллизационной теорией, изложенной [,]. Данная теория сводится к образованию когезионных контактов на агрегативном уровне, однако не рассматриваются причины предварительного сближения кристалликов.