Раздел 2
ИСпользованные МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДы ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Использованные материалы
На формирование свойств беспрогревного бетона специального назначения влияет
целый ряд технологических факторов, в том числе выбор материалов.
Для выяснения влияния различных факторов на процессы структурообразования
цементной матрицы бетона использованы наиболее характерные по минералогическому
составу клинкеры.
Исследования проводились на сульфатостойком портландцементе ПЦ I-500-Н
Балаклеевского цементного завода, на портландцементе ПЦ II/А-Ш-400
Амвросиевского цементного завода, портландцементе II/Б-Ш-400 Криворожского
цементного завода, удовлетворяющих требованиям ДСТУ Б В.2.7-46-96.
Химический и минералогический составы, а также основные характеристики цементов
приведены в таблицах 2.1...2.3.
Таблица 2.1
Химический состав цементов
Завод-производитель
Вид и марка цемента
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
Амвросиевский
ПЦ II/А-Ш-400
24,52
4,63
5,27
60,35
Балаклеевский
ПЦ I-500-Н
22,34
5,26
4,58
66,23
Криворожский
II/Б-Ш-400
22, 86
4,42
2,82
58,52
Таблица 2.2
Минералогический состав цементов
Завод-производитель
Вид и марка цемента
C3S
C2S
C3A
C4AF
Амвросиевский
ПЦ II/А-Ш-400
49,62
26,91
6,43
13,77
Балаклеевский
ПЦ I-500-Н
57,86
20,84
5,41
15,78
Криворожский
II/Б-Ш-400
48,32
22,83
8,31
8,14
Таблица 2.3
Характеристики цементов
Цемент
НГ, %
Сроки схватыва-
ния, мин
начало | конец
Прочность при
изгибе, МПа
7 сут | 28 сут
Прочность при
сжатии, МПа
7 сут | 28 сут
Амвросиевский
26,7
105
260
4,3
6,6
29,7
42,7
Балаклеевский
25,6
132
280
4,6
6,9
37,8
52,1
Криворожский
27,1
137
390
4,7
7,1
29,3
41,8
В качестве заполнителей применялись материалы, характеристики которых приведены
в табл. 2.4, 2.5.
Таблица 2.4
Характеристика мелких заполнителей
Вид песка
Насыпная плотность, кг/дм3
Частные остатки на ситах, %
2,5
1,25
0,63
0,315
0,16
Отсев ГОК, Мкр=2,5
1,52
16,1
22,9
52,7
7,8
0,5
Песок кварцевый, Мкр=1,7
1,50
9,6
20,2
21,6
27,8
20,8
Песок речной днепровский, Мкр=1,2
1,49
12,1
26,9
32,6
28,4
Таблица 2.5
Гранулометрическая характеристика крупного заполнителя
Вид заполнителя
Насыпная плотность, кг/м3
Частные остатки на ситах, %
20
10
Гравий
1540
58,7
32,8
8,5
Щебень
1510
67,6
30,3
2,1
Примечание. Уровень радиоактивности щебня Николаевского карьера составляет
Аэф=131 Бк/кг, Рыбальского карьера - Аэф=141 Бк/кг, что находится в пределах
нормы.
В качестве микронаполнителя использован аморфизованный кремнезем, полученный из
фильтровых осадков Никопольского завода ферросплавов, ТУ 14-5-157-93, с
удельной поверхностью (4...11)ЧЧ102 м2/кг.
В качестве пластификатора использован ПФМ-БС, являющийся техногенным продуктом
производства Лужанского гидролизного завода. Основные характеристики
пластификатора приведены в табл. 2.6.
Таблица 2.6
Характеристика модифицированного пластификатора ПФМ-БС
Компонент
Содержание, %
Сухое вещество
37,6
Зола сернокислая
48,4
Азот общий
2,6
Бетаин
3,9
Глицерин
0,42
Карбоновые кислоты
1,31
Нафталинформальдегидный олигомер
4,41
Плотность рабочего раствора 10% концентрации, кг/дм3
1,05
2.2. Методы экспериментальных исследований
Оценка долговечности бетона осуществлялась по коэффициенту стойкости Кс на
образцах-цилиндрах диаметром и высотой 150 мм. Кс определяли отношением
прочности образцов к прочности контрольных образцов нормального твердения.
Возраст контрольных образцов и начало испытания соответствовали 28 суткам. Для
ужесточения условий и сокращения продолжительности испытаний использовался
раствор Na2SO4. Концентрация раствора Na2SO4 составляла 10% (r=1,1 г/см3).
Методика водонасыщения заключается в том, что высушенный образец помещают в
эксикатор, вакуумируют его при разрежении 0,1 МПа в течение 1 мин, после чего,
не снимая разрежения, эксикатор заполняют водой (агрессивным раствором) и
снимают разрежение. При этом атмосферное давление быстро вгоняет жидкость в
поры образца, причем из-за удаления воздуха из сообщающихся пор они практически
полностью заполняются жидкостью, и степень насыщения образцов возрастает на
30...40%.
Исследование процесса твердения цементных систем осуществлялось по изменению
прочности, плотности, количества химически связанной воды, степени гидратации и
поровой структуры. Исследования проводили на образцах-цилиндрах диаметром и
высотой 30 мм. Выбор таких размеров образцов обусловлен тем, что при твердении
цементных образцов больших размеров происходило их разрушение вследствие
образования трещин при проявлении значительных усадочных деформаций.
Поскольку объем твердой фазы слагается из объемов непрореагировавшего ядра и
объема новообразований, значительно разнящихся по плотности, то по изменению
общей плотности можно судить об изменении их соотношения в цементном камне.
Плотность цементного камня определялась пикнометрическим методом. Для этого
цементный камень определенной продолжительности твердения подсушивали при
температуре 600С, размалывали и просеивали через сито № 008, затем порошок
высушивали при температуре 105...1100С. В качестве безводной жидкости
использовался бензол. Плотность цементного камня определяли по формуле:
, (2.1)
где М - масса навески цементного камня;
rr1 - плотность бензола (при t=180С rr1=0,879 г/см3);
М1 - масса пикнометра с бензолом;
М2 - масса пикнометра с бензолом и навеской.
Образцы для испытаний готовились из теста нормальной густоты.
Определение количества химически связанной воды. Для проведен
- Київ+380960830922