Структура и долговечность бетона на основе шлакопортландцемента с модифицированными лигносульфонатами

• Автор: Трошкина, Евгения Анатольевна
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Роль пластифицирующих добавок в технологии бетона, влияние добавок на гидратацию цемента.

1.2 Основные направления модифицирования пластифицирующих добавок

1.3 Долговечность бетона с пластифицирующими

добавками
1.4 Основные принципы термодинамики необратимых процессов и методы ее использования для анализа процесса твердения минеральных вяжущих веществ

Выводы и задачи исследования.

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Характеристика исходных материалов.

2.2 Методы исследования твердения вяжущих веществ
2.3 Методы физикохимических исследований
2.4 Методы исследования основных свойств бетонной смеси
и бетона.
2.5 Определение оптимального расхода добавок в бетон, подбор состава бетона.
Выводы к главе 2.
3 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТВЕРДЕНИЯ
ШЛАКОЮРТЛАНД1ДЕМЕНТА С ДОБАВКАМИ ЛПМ
3.1 Кинетические закономерности твердения шлакопортландцемента с добавками ЛПМ
3.2 Термодинамическая устойчивость структурных состояний цементного камня с добавками ЛПМ.
Выводы к главе 3.
4 ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК НА СТРОИТЕЛЬНОТЕХНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОННОЙ СМЕСИ И БЕТОНА, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ
БЕТОНА С ДОБАВКАМИ.
4.1 Назначение режима тепловой обработки бетона с
добавками
4.2 Влияние добавок на технологические свойства бетонной
4.3 Физикомеханические и эксплуатационные свойства бетона
с добавками
4.3.1 Результаты испытания бетона с добавками на прочность
при сжатии.
4.3.2 Водонепроницаемость бетона с добавками.
4.3.3 Морозостойкость бетона с добавками.
4.3.4 Сульфатостойкость бетона с добавками.
Выводы к главе 4.
5 ОЦЕНКА ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ПРИМЕНЕНИЯ ДОБАВОК ЛПМ В БЕТОНАХ НА ОСНОВЕ
Выводы к главе 5.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Принимая во внимание пониженное содержание и меньшую гидратациопную активность р-С в товарных цементах, особое внимание следует обратить на влияние пластифицирующих добавок на гидратацию С. Замедление гидратации СзБ подтверждается смещением экзотермического эффекта во времени и уменьшением общего количества выделившегося тепла, что наглядно представлено на термокинетических кривых гидратации СзБ (рисунок 1. Рисунок 1. Молекулы добавок адсорбируются на продуктах гидратации С^: Са(ОН)2 и С8Н-фазе. Адсорбируясь на зародышах кристаллов Са(ОН)? При этом отношение С/Б в гидросиликатной фазе повышается с 1, до 1,, а обводненность гидросиликатов (Н/Б) уменьшается [, 0,4]. Структура затвердевшего СзЭ с добавками характеризуется меньшей пористостью, а также меньшей величиной сорбционной емкости продуктов гидратации [,]. Рассматривая влияние пластификаторов и суперпластификаторов на гидратацию СзА, необходимо отметить, что величина адсорбции добавок частицами С3А на один-два порядка превышает адсорбцию на Сз8 и С2$. Тот факт, что ПАВ быстрее и полнее сорбируется на продуктах гидратации СзА, является результатом увеличения удельной поверхности адсорбента за счет образования высокодиснерсных гидроалюминатов, обусловливая энергичное поглощение добавки из раствора [, , 0]. Соответственно, с ростом содержания в цементах С3А эффективность пластифицирующих добавок уменьшается [9, , 0, 8, 0]. При введении ПАВ через некоторое время после приготовления тес га с частью воды затворения, когда в системе начинаются реакции гидратации и образования эттрингита, величина адсорбции добавок снижается на - % [, , , 0, 4]. Пластифицирующие добавки замедляют гидратацию С3А и скорость перехода метастабильных гексагональных гидроалюминатов кальция СзАНв и С4АН в кубический СзАТТ() [, , , , 0]. С увеличением содержания добавок усиливается их тормозящее действие на процесс гидратации С3А. Введение ПАВ способствует изменению количественного соотношения между разными гидроалюминатами, вплоть до практически полного исключения в нем одной из фаз -С4АН, что обусловлено стабилизацией CiАН|з в виде высокодисперсных зародышевых фаз [0]. При взаимодействии алюминатов кальция с пластифицирующими ПАВ в водной среде отмечается образование органоминеральных фаз -гидросульфонатоалюминатов кальция [, 7, 0]. Пластифицирующие ПАВ несколько замедляют скорость образования эттрингита, но в значительно меньшей степени, чем изменяют кинетику гидратации С3А. Так, в отсутствие добавок эттрингит исчезает через сутки, а при введении 0,2 — 0,4 % пластификатора ЛСТ он сохраняется в течение сут. Влияние пластифицирующих добавок на процессы гидратации QAF аналогично их действию на С3А. C4AF-H2O или C4AF-CaS-H2O, выражены слабее, т. C4AF гидратируется менее интенсивно, чем С3А [0, 7, 8]. В присутствии пластифицирующих добавок наблюдается значительное увеличение удельной поверхности продуктов гидратации алюминатных фаз [,]. Существуют данные о протекании химических реакций между пластифицирующими добавками и составляющими цементного камня. Пластифицирующие ПАВ оказывают модифицирующее влияние на морфологию гидратных фаз. Электронно-микроскопические исследования структуры цементного камня с добавками свидетельствуют об уменьшении размера кристаллов гидратных новообразований и увеличении их количества в единице объема цементного камня, что приводит к формированию более однородной микроструктуры цементного камня [, , 0, 0, 3]. Адсорбционное модифицирование гидратных новообразований обычно ведет к резкому понижению скорости роста отдельных кристаллов и увеличению числа центров кристаллизации. Адсорбция пластифицирующих добавок на отдельных, наиболее активных, гранях зародыша кристалла прекращает рост этих граней и способствует росту других, свободных граней и возникновению новых центров кристаллизации. Изменяется морфология эттрингита: вместо иглообразных кристаллов, характерных для эттрингита, формируются удлиненные кристаллы с округлыми краями, тонкие войлокоподобиые частицы. Сорбируясь преимущественно на торцевых участках эттрингита, обладающих наибольшей поверхностной энергией, добавки ПАВ препятствуют их дальнейшему росту [, , , 0, 4].