РОЗДІЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРІАЛІВ І МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Характеристика матеріалів
В якості вихідних матеріалів для проведення роботи були використані
портландцементи, виготовлені ВАТ “Івано-Франківськцемент”, ВАТ
“Миколаївцемент”, кварцовий пісок Ясинецького родовища Львівської області,
стандартний Вольський пісок (ГОСТ 6139-91), гранітний щебінь Віровського
родовища. Хіміко-мінералогічний склад цементних клінкерів і фізико-механічні
властивості цементів наведені в табл. 2.1, 2.2.
Згідно даних гранулометричного аналізу (рис. 2.1, табл. 2.3), максимум на
диференційній кривій розподілу частинок портландцементу ПЦ І-500 ВАТ
“Івано-Франківськцемент” за розмірами знаходиться в межах 10-70 мкм (фракції
Ж?10 мкм і Ж?60 мкм складають відповідно 25,32 і 94,6%, а вміст зерен з
розмірами менше 18,70; 50,67 і 67,61 мкм складає відповідно 50, 90 і 97%), а
для портландцементу ПЦ ІІ/А-Ш-400 ВАТ “Миколаївцемент” на диференційній кривій
розподілу частинок за розмірами спостерігається два максимуми в межах 10-30 мкм
(фракції Ж?10 мкм і Ж?20 мкм складають відповідно 36,6 і 53,46%) і в межах
60-100 мкм (фракція Ж?60 мкм складає 80,81%, а вміст зерен з розмірами менше
17,43; 88,62 і 135,32 мкм складає, відповідно, 50, 90 і 97%).
В якості модифікаторів використовували різні класи ПАР: ЛСТ (ТУ
54-028-00279580-97), суперпластифікатори нової генерації полікарбоксилати (ПК)
та С-3 (ТУ 6-14-625-80), прискорювачі тверднення та комплексні модифікатори на
їх оcнові. Суперпластифікатори на основі полікарбоксилатів – суміш синтетичних,
розчинних у воді поверхнево-активних розгалужених прищеплених кополімерів та
полімерів, що відрізняються від традиційних типом і значно меншою кількістю
іонних груп
Таблиця 2.1
Хіміко-мінералогічний склад портландцементних клінкерів та мінералів
Портландцементний
клінкер, мінерали
Вміст оксидів, мас.%
Мінералогічний склад, мас.%
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
R2O
С3S
C2S
C3A
C4AF
Миколаївський
23,38
4,84
3,90
63,92
2,47
0,67
0,82
61,20
15,18
6,50
11,80
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
26,60
0,03
73,37
100,00
C3A
0,82
37,39
61,79
100,00
Таблиця 2.2
Фізико-механічні властивості портландцементів
Тип цементу
Питома поверхня, Sпит, м2/кг
Залишок на ситі 008,
Терміни тужавіння,
год-хв
Границя міцності зразків при стиску, МПа, у віці, діб
початок
кінець
28
ВАТ „Миколаївцемент”
ПЦ ІІ/А-Ш-400-Н
315
9,8
2-40
4-05
12,3
28,4
42,8
ПЦ ІІ/А-К-400
350
7,2
2-45
5-45
17,9
28,8
42,9
ВАТ „Івано-Франківськцемент”
ПЦ ІІ/А-Ш-400
310
10,5
1-20
4-25
14,8
27,1
40,8
ПЦ І-500
340
1,6
1-20
5-50
20,5
38,5
51,4
Розмір, мкм
а)
Розмір, мкм
б)
Рис. 2.1. Гранулометричний склад портландцементів:
а) ПЦ ІІ/А-Ш-400 ВАТ “Миколаївцемент”; б) ПЦ І-500 ВАТ “Івано-Франківськцемент”
Таблиця 2.3
Характеристика фракційного складу портландцементів
Портландцемент
<10 мкм, мас.%
<20 мкм, мас.%
<60 мкм, мас.%
D50, мкм
D90, мкм
D97, мкм
ПЦ ІІ/А?Ш?400 ВАТ “Миколаївцемент”
36,06
53,46
80,81
17,43
88,62
135,32
ПЦ І-500
ВАТ “Івано-Франківськцемент”
25,32
52,83
94,60
18,70
50,67
67,61
(слабкі поліелектроліти), а також зв`язаною просторовою структурою бічних
ланцюгів.
Середня молярна маса досліджуваних полікарбоксилатних естерів становить близько
7000 г/моль. Згідно даних ІЧ-спектроскопії, в складі ПК присутні активні групи:
?SO3?; ?OH; ?СOO?; ?CO?, а також групи ?CОOR; ?СН2ОR, що представлені
відповідними характеристичними смугами поглинання в області 2710, 3500, 1720,
1120, 1090, 615 см-1 (рис. 2.2). Хімічна будова полікарбоксилатів представлена
на рис. 2.3.
Приготування цементно-піщаних розчинів проводили згідно ГОСТ 310.1-4 на
стандартному монофракційному піску. Додатки суперпластифікаторів вводили з
водою замішування. Усі використані в роботі додатки були випробувані згідно з
єдиною методологією оцінки ефективності додатків, що розроблена НДІЗБ.
В якості прискорювачів тверднення використано модифікатори на основі натрію
тіосульфату та роданіду (ТУ У В-2.7-19266746.001-96). Водний розчин солей
натрію тіосульфату та роданіду має рН=8,5. Вміст кристалізаційної води
коливається в межах 2,0 мас.%. Сумарна питома активність природних
радіонуклідів даних відпадків становить 33,57 Бк/ кг.
Поглинання, %
Хвильове число, н, см-1
Рис. 2.2. ІЧ-спектр суперпластифікатора полікарбоксилату (ПK), групи:
* -ОН; ** -СОО-, -СО-; *** -COOR, -CН2ОR; D -SO3-
Рис. 2.3. Хімічна будова полікарбоксилатів
Сіль натрію тіосульфату, що використовувалась для досліджень, знаходиться у
вигляді кристалогідрату – білих кристалів гіпосульфіту Na2S2O3.5H2O.
Характерно, що при температурі 48,5°С тіосульфат натрію плавиться в своїй
кристалізаційній воді, а при температурі близько 100°С втрачає воду. При
подальшому нагріванні сіль розкладається за схемою:
4Na2S2O3 = 3Na2SO4 + Na2S5
Роданіди – це солі роданистоводневої кислоти НСNS (H-N=C=S). Вони безбарвні,
добре розчинні у воді, стійкі при звичайних умовах, неотруйні. Густина натрію
тіосульфату та роданіду рівна відповідно 1,72 г/см3 (при 27°С) та 1,73 г/см3
(при 20°С). Розчинність у воді вказаних солей: Na2S2O3 – 66,7 г/100г Н2О, а
NaCNS – 166 г/100г Н2О. Дифрактограми хімічних додатків-прискорювачів натрію
тіосульфату та роданіду представлені на рис. 2.4.
- Київ+380960830922