Головна Будівництво Будівельне виробництво ОЦІНКА ВПЛИВУ СУПЕРПЛАСТИФІКА-ТОРІВ НА ПРОЦЕСИ ТЕПЛОВИДІЛЕННЯ ЦЕМЕНТІВ ЗАГАЛЬНОБУДІВЕЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
joomla
ОЦІНКА ВПЛИВУ СУПЕРПЛАСТИФІКА-ТОРІВ НА ПРОЦЕСИ ТЕПЛОВИДІЛЕННЯ ЦЕМЕНТІВ ЗАГАЛЬНОБУДІВЕЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Будівельне виробництво - Будівельне виробництво

Анотація

Досліджено кінетику зміни температури цемент-Ного тіста на основі портландцементів різного мінерало-Гічного складу без добавок та модифікованого суперпла-Стифікаторами різного складу та механізму дії. Отри-Мані результати дозволяють підібрати суперпластифі-Катор та портландцемент певного складу, поєднання Яких дає змогу під час тверднення суміші отримати мак-Симальний ефект від екзотермії, що є актуальним при Бетонуванні конструкцій в зимових умовах. Ключові слова: Суперпластифікатори, портландцемент, мінералогічний склад, екзотермія, температурний ефект. Аннотация

Исследована кинетика изменения температуры Цементного Теста На Основе Портландцементов Разного минералогического Состава без добавок И Модифицирова-Ного Суперпластификаторами различного Состава И Ме-Ханизма Действия. Полученные результаты позволяют Подобрать суперпластификатор и Портландцемент Определенного Состава, Совместное использование кото-Рых дает возможность во время твердения смеси Полу-чить Максимальный эффект От Экзотермии, что Являе-тся Актуальным При Бетонировании конструкций В зим-Них Условиях.

Ключевые Слова: Суперпластифмкаторы, Портландце-мент, Минералогический Состав, екзотермия, темпера-Турный эффект

The summary

In this article it was analyzed the temperature change of cement paste on portlandcement base of different mineralogical compositions withought any additions and modified by fluidifiers of various compositions and mechanism of action. Obtained results allow us to pick up a fluidifier and portlandcement of certain composition combination of witch enables to obtaine the highest possible effect from heat evolution during hardening of mixture what is actual problem concerning concreting of constructions in winter terms. Keywords: Fluidifier, portland cement, mineralogical struc­ture, heat evolution, temperature effect.

Постановка проблеми. У зв’язку з підви-щенням вартості енергоресурсів в Україні актуаль-ним є застосування енергозберігаючих технологій в різних сферах промисловості, зокрема і в будів-ництві, де останнім часом особливої популярності набуло зведення будинків монолітно-каркасного типу [1; 2]. Для можливості проведення таких робіт у зимовий період необхідно вживати певних захо-дів для інтенсифікації будівельних процесів, що базуються на раціональному використанні приско-рених методів твердіння бетонів [3]. Передумовою до оптимізації теплового впливу при одночасному зниженні енерговитрат є активні методи термооб-робки в поєднанні з протиморозними добавками та добавками-пластифікаторами. Навіть у зимових умовах бетон з правильно підібраними добавками не тільки не замерзає, а за рахунок використання тепловиділення цементу розігрівається до значних

Температур, що дозволяє значно скоротити витрати енергоресурсів на термообробку бетону [4].

Актуальними з теоретичної та практичної точки зору є дослідження, спрямовані на вибір су-перпластифікатора (СП) та портландцементу (ПЦ) певного складу, поєднання яких дає змогу отрима-ти максимальний ефект від екзотермії під час твер-днення суміші.

Метою роботи Є дослідження впливу до-бавок-пластифікаторів різного складу та механізму їх дії на тепловиділення цементів різного мінерало-гічного складу.

Методи досліджень і матеріали. Дослі-дження виконано із застосуванням портландцемен-ту ПЦ-І М500 (ДСТУ Б. В.2.7-46-96) виробництва ВАТ "Волиньцемент", "Подільський цемент" та "Івано-Франківськцемент". Мінералогічний склад цементів наведено в табл..1.

Таблиця 1. Мінералогічний склад цементів

Завод-виробник

C3S

C2S

C3A

C4AF

ВАТ "Волинь-цемент"

56,0

20,0

8,0

12,0

ВАТ "Поділь-ський цемент"

58,6

15,7

8,1

13,7

ВАТ "Івано-Франківськце-мент"

60,20

16,88

5,6

14,62

Як добавки-пластифікатори [5] використову-вались сульфонафталінформальдегід (НФ) "С-3", сульфомеламінформальдегід (МФ) "Melment F10", полікарбоксилат (ПК) "Melflux" та поліакрилат (ПА) "Dynamon SR-3".

Для проведення досліджень готували цемен-тне тісто нормальної густоти (ТНГ) на основі це-ментів різного мінералогічного складу без добавок та модифіковане запропонованими хімічними до-бавками.

Спостереження за тепловиділенням цементу проводилися шляхом реєстрації зміни температури цементного тіста, яке перебувало в ємності, термо-ізольованій від зовнішнього середовища. В центрі суміші було розміщено термопару, з’єднану зі шкалою реєструвального приладу. Реєстрацію по-казників температури проводили через кожні пів-години після замішування тіста.

Результати досліджень. Зміни в часі темпе-ратури цементного тіста нормальної густоти різно-го мінералогічного складу наведено на рис. 1 та 2.

Аналіз отриманих даних дозволяє відзначити, що тривалість індукційного періоду й характер зміни температури бездобавкових зразків на основі Здолбунівського й Кам’янець-Поділь-ського цеме-нтів з близьким мінералогічним складом майже однакові з незначним перевищенням максимальної температури у Здолбунівського ПЦ (56°С) порів-няно з Кам’янець-Поділь-ським (52°С).


Таку різницю можна пояснити більшою ви-тратою води для приготування тіста нормальної густоти на основі Здолбунівського ПЦ порівняно з Кам’янець-Подільським (В/Ц 0,295 та 0,265 відпо­відно).

В Івано-Франківського ПЦ з водопотребою ТНГ близькою до Здолбунівського (30%) трива­лість індукційного періоду майже не відрізняться й становить близько 4 год. Проте час, необхідний для досягнення максимуму, на температурній кри­вій Івано-Франківського цементу складає 6…8 год порівняно з 8…10 год у Здолбунівського та Кам ’янець-Подільського ПЦ. При цьому тісто ро­зігрівається до 66°С.

Це можна пояснити мінералогічним скла­дом Івано-Франківського ПЦ, що характеризується підвищеним вмістом аліту

Введення суперпластифікаторів типу МФ та НФ в усіх випадках призводить до підвищення ма­ксимальної температури тіста й майже не впливає на початок тужавлення. Винятком є вплив добавки "Melment F10" у кількості 1,5 мас.% на Здолбунів-ський ПЦ. Тут тривалість індукційного періоду збільшується на 2…3 год. Додавання добавки у кількості 0,2 мас.%, навпаки інтенсифікує процес тверднення й забезпечує максимальний тепловий ефект - температура тіста складає 62°С. В Кам ’янець-Подільському ПЦ спостерігається така ж ситуація, але сповільнюючого ефекту від макси­мальної кількості добавки "Melment F10" немає, а введення добавки, навпаки, інтенсифікує процеси структуроутворення й незалежно від дозування досягається температурний максимум (64°С) через 6…8 год.

В Івано-Франківському ПЦ введення добавок не змінює тривалості періодів гідратації, а макси­мальний температурний ефект (82°С) отримуємо при введенні "Melment F10" у кількості 0,85 мас.%. Введення добавки "С-3" в усіх випадках не призводить до збільшення індукційного періоду, практично не змінює часу настання температурно­го максимуму суміші, але збільшує його трива­лість. Найбільшого ефекту можна досягти при введенні "С-3" до Здолбунівського ПЦ у кількості 0,6 мас.%. При додаванні добавки "С-3" в Кам’янець-Подільський ПЦ її кількість майже не має значення, а при введенні до Івано-Франківського - максимум температури підвищу­ється зі збільшенням вмісту добавки.

Температурні криві цементного тіста з дода­ванням СП типу П мають дещо інший характер (рис.2). Добавка Dynamon "SR-3" на основі поліак-рилатів значно сповільнює структуроутворення Здолбунівського ПЦ й знижує максимальну темпе­ратуру суміші на 14°С. Вплив СП "Melflux" на цей же цемент має схожий характер, але сповільнюю­чий ефект не так сильно виражений і зниження ма­ксимуму температури суміші на 8-14°С відбуваєть­ся при збільшенні кількості добавки. Додавання "Dynamon SR-3" до Кам’янець-Подільського цеме­нту також призводить до значного сповільнення реакцій, але на температурний максимум це майже

Не впливає. При додаванні до цього ж цементу до-бавки " Melflux", сповільнюючий ефект спостеріга­ється тільки при введенні максимальної кількості добавки (0,3% від маси цементу) та призводить до зниження температури на 4°С. Використання мен­ших дозувань (0 1 мас.% та 0,2 мас.%), навпаки, сприяє підвищенню температури на 6…9°С та не сповільнює процеси структуроутворення.

Додавання добавки "Melflux" до Івано-Франківського ПЦ має такий же характер, але мак­симальний вміст СП не знижує температурного максимуму, порівняно з чистим ПЦ, а найбільший ефект досягається при вмісті добавки у кількості 0 2 мас % й складає 78°С. Модифікування Івано-Франківського ПЦ добавкою "Dynamon SR-3" має подібний характер кінетики нарощування темпера­тури з Кам’янець-Подільським ПЦ, але з меншим сповільненням процесів структуроутворення. Най­більший ефект досягається при вмісті добавки у кількості 0 75 мас.%, при цьому температура збі­льшується до 78°С.

Висновки

1. Мінералогічний склад цементів значно впливає на процеси гідратації і тепловиділення. Так, найвищу температуру розігріву має високоалі-тний портландцемент ВАТ "Івано-Фран-ківськцемент".

2. Для отримання максимального ефекту від екзотермії доцільно застосовувати супер-пластифікатори на нафталінформальдегідній основі "С-3" та на меламінформальдегідній основі "Melment F10", що не сповільнюють швидкість гід-ратації цементу.

Отримані результати можуть бути викорис-тані при розрахунку теплових процесів та умов те-плової обробки бетонів на основі зазначених цеме-нтів, модифікованих добавками-пластифікаторами, зокрема, при їх застосуванні в умовах зимового бетонування.

Література

1. Концепція загальнодержавної та регіона-льних програм розвитку промисловості будівель-них матеріалів, виробів та конструкцій до 2015 ро-ку. Київ – 2008.

2. Впровадження бетонів і технологій ново-го покоління на об’єктах будівництва АТ ХК "Киї-вміськбуд" / [Шилюк П. С., Старчук_В. Н., Рунова Р. Ф., Гоц В. І.] // Науково-популярний журнал "Колега". – 2008. – Вип. №.6. – С. 11-20.

3. Райхель В., Глатте Р. Бетон. В 2-х ч. Ч. 2. Изготовление. Производство работ. Твердение. / Пер. с нем. Л. А. Феднера; Под ред. В._Б. Ратинова. – М.: Стройиздат, 1981. – 112 с., ил.

4. Штарк Йомен, Вихт Бернд. Цемент и из-весть / Пер. с нем. А. Тулаганова. Под ред. П. Кри-венко. Киев, 2008, 480 с.

5. Изотов В. С. Химические добавки для модификации бетона: монография / В..С..Изотов, Ю. А. Соколова. – М.: Казанский Государственный архитектурно-строительный университет: Изда-тельство "Палеотип", 2006. – 244 с.


Ю. Б. Пінчук, КНУБА

Похожие статьи