РОЗДІЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ВИХІДНИХ МАТЕРІАЛІВ
І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Характеристика матеріалів
В якості вихідних матеріалів для проведення роботи були використані
портландцементи ПЦ І-500, ПЦ ІІ/А-Ш-400, ПЦ ІІ/Б-Ш-400 ВАТ
“Івано-Франківськцемент” та ПЦ ІІ/А-Ш-400 ВАТ “Миколаївцемент”, кварцовий пісок
Ясинецького родовища Львівської області, стандартний пісок, гранітний щебінь
Віровського родовища. Хіміко-мінералогічний склад портландцементних клінкерів
наведений у табл. 2.1. Фізико-механічні властивості портландцементів наведені в
табл. 2.2.
В якості мінеральних додатків використовували доменний гранульований шлак
Криворізького металургійного комбінату та золу-виносу Бурштинської ТЕС.
Зола-виносу представляє собою тонкодисперсний продукт високотемпературної
обробки мінеральної частини вугілля. Основним компонентом золи-виносу є
скловидна алюмосилікатна фаза у формі кульок до 100 мкм. Хімічні склади
доменного гранульованого шлаку та золи-виносу наведені в табл. 2.3. З метою
встановлення ролі золи-виносу як активного мінерального додатку пуцоланової дії
в модельних системах на основі вапна (вміст СаО + МgO = 96%) для порівняння
використано кремнегель.
В якості хімічних додатків - побічний продукт виробництва синтетичних жирних
кислот (ТУ 38-10742-84 ), основу якого складає натрію
Таблиця 2.1
Хіміко-мінералогічний склад портландцементних клінкерів
Портландцементний клінкер
Вміст оксидів, мас.%
Мінералогічний склад,
мас.%
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
R2O
С3S
C2S
C3A
C4AF
Миколаївський
22,00
4,93
4,01
66,12
1,66
0,46
0,82
61,20
16,98
6,25
12,12
Івано-Франківський
21,44
5,22
4,84
66,18
0,95
0,72
0,65
60,20
16,88
5,60
14,62
С3S=3CаОЧSiO2; C2S=2CaOЧSiO2; C3A=3CaOЧAl2O3; C4AF=4CaOЧAl2O3ЧFe2O3
Таблиця 2.2
Фізико-механічні властивості портландцементів
Тип цементу
Питома поверхня, Sпит,
м2/кг
Залишок на ситі 008,
мас.%
Терміни тужавіння,
год-хв
Границя міцності зразків при стиску, МПа, у віці, діб
початок
кінець
28
ВАТ “Івано-Франківськцемент”
ПЦ І-500
340
1,6
1 - 20
5 - 50
20,5
38,5
51,4
ПЦ ІІ/А-Ш-400
310
10,5
1 - 30
6 - 10
14,8
27,1
40,8
ПЦ ІІ/Б-Ш-400
320
4,0
3 - 00
4 - 30
15,0
29,0
41,5
ВАТ “Миколаївцемент”
ПЦ ІІ/А-Ш-400
305
12,0
2-40
4-05
12,3
28,4
42,8
Таблиця 2.3
Хімічний склад мінеральних додатків
Вид
компоненту
Вміст оксидів, мас. %
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
TiO2
SO3
ВПП
Доменний
гранульований шлак*
38,90
6,40
0,85
48,20
3,90
1,75
Зола-виносу**
45,93
22,83
19,32
5,07
2,25
1,5
0,36
2,74
* - модуль основності М0 = 1,15; коефіцієнт якості Кя = 1,44
** - модуль основності М0 = 0,1
*
сульфат (табл. 2.4) і пластифікуючі додатки: лігносульфонат технічний ЛСТ (ТУ
54-028-00279580-97) (табл. 2.5) і випарена післядріжджова барда (ВПБ) (табл.
2.6), а також поліфункціональний модифікований пластифікатор ПФМ - БС (табл.
2.7).
Усі використані в роботі додатки попередньо були випробувані згідно з єдиною
методологією оцінки ефективності додатків, що розроблена НДІЗБ.
Таблиця 2.4
Характеристика твердого продукту сульфатних вод
виробництва синтетичних жирних кислот (СН) ТУ 38.10742-84
Показники якості
Норма
Зовнішній вигляд
Гранули
Густина, г/см3
1,12 - 1,17
рН
4 - 5
Органічні домішки, %
не більше 1,7
Вміст сірчанокислого натрію (Na2SO4), %
88 - 91
Вміст хлоридів в перерахунку на хлористий натрій
(NaCl), %
1,5 – 2,0
Вміст вуглекислого натрію (Na2CO3), %
3 - 8
Вміст їдкого натрію (NaOH), %
0,2
Вміст нерозчинного залишку, %
0,5
Втрати при прожарюванні, %
3,0 - 5,5
Таблиця 2.5
Характеристика лігносульфонатів технічних (ЛСТ)
ТУ 54-028-00279580-97
Показники якості
Норма
Зовнішній вигляд
Борошнистий порошок від світло-жовтого до коричневого кольору
Основа
Na
Масова частка основної речовини, %
61,92
Масова частка сухої речовини, %
97,1
Масова частка золи до маси сухої речовини, %
21,2
рН
5,35
Таблиця 2.6
Характеристика барди мелясної післядріжджової випареної
Показники якості
Норма
Масова частка сухих речовин, %, не менше
45,0
Масова частка азоту (в перерахунку на абсолютно суху речовину), %, не менше
3,50
Масова частка золи природної (в перерахунку на абсолютно суху речовину), %
40-50
рН, не менше
4,0
Густина, г/см3, не менше
1,20
Зовнішній вигляд
рідина темно-коричнево-го кольору
Таблиця 2.7
Характеристика поліфункціонального модифікованого
пластифікатора (ПФМ – БС)
Показники якості
Норма
Зовнішній вигляд
темно-коричнева рідина з осадом
Масова частка сухого залишку, %
не менше 35
Масова частка золи, %
не більше 22
Масова частка форміату натрію, %
не більше 25
Масова частка поліспиртів в перерахунку на пентаеритрит, %
5 - 10
pН
6 - 8
2.2. Фiзико-механiчнi випробування
Фізико-механічні випробовування портландцементів проводили згідно ГОСТ
310.1-3-76; 310.4-81; 310.6-85; 12730.0-78; 10180-78; 10181.1-81 і охоплювали
визначення нормальної густоти цементного тіста, термінів тужавіння,
границі міцності при стиску і при згині цементного каменю та
цементно-піщаного розчину. Визначення тонини розмелення цементів
здійснювали шляхом визначення залишку на ситі № 008 і питомої поверхні
матеріалів методом повітропроникності на поверхнемірі ПМЦ-500.
Випробування цементів і модельного в’яжучого проводили на зразках 2ґ2ґ2 см,
цементно-піщаних розчинів - на зразках-балочках 2ґ2ґ8 см, 4ґ4ґ16 см,
бетонів - на зразках-кубах 10ґ10ґ10 см. Склади бетонних сумішей і дані про
витрати цементу н