РОЗДІЛ 2
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1 Матеріали, які використані в дослідженнях
Як основні матеріали в дослідженнях були використані: портландцементи, що
виготовляються заводами України (табл. 2.1…2.3) та відповідають вимогам
нормативних документів [109].
Вибір цементів визначався розходженням вмісту в них мінералів, що швидко
гідратуються, і термінами тужавлення й твердіння.
Таблиця 2.1
Хімічний склад використаних цементів
Завод - виробник
Вид і марка цементу
Вміст оксидів, %
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaО
Амвросієвський
ПЦ 400
24,52
4,63
5,27
60,35
Балаклєєвський
ПЦ 400
22,34
5,26
4,58
66,23
Криворізький
ПЦ 400
22, 86
4,42
2,82
58,52
Таблиця 2.2
Мінералогічний склад використаних цементів
Завод-виробник
Вміст мінералів, %
C3S
C2S
C3A
C4AF
гіпс
Амвросієвський
51,6
23,7
7,8
11,9
5,0
Балаклєєвський
61,7
18,6
5,9
10,3
3,5
Криворізький
53,5
25,3
9,2
9,0
3,0
Таблиця 2.3
Властивості цементів
Цемент
Нормальна густота, %
Термін тужавлення, хв.
Міцність при вигині, МПа
Міцність при стиску, МПа
початок
кінець
7 діб
28 діб
7 діб
28 діб
Амвросієський
26,5
105
260
4,3
6,6
29,7
42,7
Балаклєєвський
25,5
132
280
4,6
6,9
28,8
43,1
Криворізький
27,0
137
390
4,7
7,1
29,3
42,8
Як заповнювачі використовувалися матеріали, які застосовуються для виробництва
бетону: дніпровський річковий пісок та відходи Інгулецького
гірничо-збагачувального комбінату (ГЗК) (табл. 2.4).
Таблиця 2.4
Властивості дрібного заповнювача
Вид заповнювача
Істинна щільність, кг/м3
Насипна щільність, кг/м3
Часткові залишки на ситах, %
2,5
1,25
0,63
0,315
0,16
Класифіковані
відходи ГЗК
2650
1520
16,1
22,9
52,7
7,8
0,5
Пісок річковий дніпровський
2600
1490
12,1
26,9
32,6
28,4
Як залізовмісний компонент комплексної добавки застосовувалися: закис заліза -
FeО, і гірські породи Криворізького залізорудного родовища, що переважно
складаються з кварцу - SiO2, сидериту - FeCO3 і магнетиту - Fe3+2Fe2+O4 (табл.
2.5,2.6).
Таблиця 2.5
Хімічний склад гірських порід Криворізького родовища
Утримання основних компонентів, %
SiO2
FeЧОЧFe2O3
Fe2O3
FeCO3
CаО
58,0
20,8
17,5
10,0
1.0
Таблиця 2.6
Мінералогічний склад гірських порід Криворізького
родовища (у %)
Кварц
Залізо
магнетит
гематит
Сидерит
Силікати заліза
Оксид сірки
Оксид кальцію
52
8,2
20,8
1,9
10,0
6,5
0,3
0,3
Вибір у якості залізовмісного компонента комплексної добавки гірських порід
Криворізького залізорудного родовища зумовлено висновками, зробленими в роботах
[75,76] про те, що вони можуть бути використані в бетонах, призначених для
підсилення будівельних конструкцій.
Як органічний компонент комплексної добавки, базуючись на даних роботи [76],
використовується олеат натрію.
Як силікатний компонент комплексної добавки застосований силікат натрію, що
характеризується розміром силікатного модуля 2,8.
Для порівняння, при виготовленні бетонів, використовувалися протиморозні
добавки, до яких належать хлористий кальцій і поташ та інші (табл. 2.7).
2.2. Методика досліджень
Помел гірських порід і силікатів натрію робили в кульовому млині до залишку на
ситі 008 (4900 отв/см2) 8-10%.
Вміст пилоподібних і глинистих домішок у річковому піску і збагачених відходах
ГЗК, визначене відмучуванням, складало 0,4…0,5%... Колометричним методом
органічні домішки в дрібних заповнювачах не виявлені.
Для виготовлення бетонів і розчинів використовували водопровідну воду.
Цементне тісто виготовляли вручну невеличкими порціями (до 3 кг).
Таблиця 2.7.
Види і склад добавок
Позначення
добавки
Витрати компонентів добавки, % від маси системи
залізовмісна речовина
олеат
натрію
силікат натрію
хлористий кальцій
нітрит натрію
ЛСТ
ХК-ЛСТ
1,0
0,2
ЖОН
19,0
0,4
те саме
Те саме
ЖОСН
20,0
0,2
1,0
те саме
Те саме
те саме
ХК
1,0
Те саме
те саме
СН
1,0
Те саме
те саме
ЖОН-ХК
19,0
0,4
1,0
Те саме
те саме
ЖОН-НН
те саме
те саме
0,5
те саме
Порядок перемішування компонентів цементу і бетонної суміші, а також тривалість
їхнього перемішування визначали при плануванні експерименту за одно факторним
планом. В'яжуче готувалося шляхом змішування портландцементу з мінеральними
складовими добавками з подальшим додаванням водяного розчину органічного
компонента комплексної добавки. Приготування великих партій сухої суміші
здійснювалося перемішуванням у лабораторній мішалці в тому ж порядку. З
отриманої суміші виготовляли цементне тісто й бетони. Бетони використовували як
дрібнозернисті, що випробували в складах (по масі) від 1:2 до 1:7 включно, так
і крупнозернисті пластичної консистенції.
Виміри розміру нормальної густоти цементного тіста, проводилися за стандартною
методикою [110].
Пластична міцність цементного тіста і розчинної суміші визначалася за допомогою
“конуса СтройЦНИИЛа” і вимірювалася за глибиною занурення в розчинну суміш
сталевого конуса [111,112].
Дослідження реологічних властивостей бетонних сумішей проводилися у
відповідності зі стандартними методиками.
З отриманих цементного тіста і розчинної суміші готували зразки - балочки
розміром 40 х 40 х 160 мм, які піддавалися випробуванням на вигин і стиск. При
формуванні зразки піддавали ущільненню на лабораторній віброплощадці.
Дозування води призначали з розрахунку одержання тіста або розчину нормальної
густоти або заздалегідь заданої рухомості. Консистенцію цементного тіста
перевіряли за допомогою стандартних методів, а розчину - по зануренню “конуса
СтройЦНИИЛа” [111,112].
Виготовлені цементне тісто й розчин зберігали до укл
- Київ+380960830922